孔板流量计在油田天然气计量上的应用探讨
天然气孔板计量存在的问题及对策资料
天然气孔板计量存在的问题及改进措施摘要随着世界石油天然气工业的突飞猛进的发展,要求对天然气流量需要进行更加准确的计量。
由于孔板计量方式结构简单、投资少、计量精度较高，所以目前，孔板流量计仍是最主要的天然气流量计，而影响孔板流量计计量准确度的因素很多。
本文将结合油田天然气计量实际孔板运行情况从仪表性能要求、流体特性等方面阐述是如何影响计量准确度的,以及改进或减少这些影响因素的措施。
关键词孔板流量计；影响因素；改进措施天然气的生产、利用过程是一个流程复杂、规模大、速度快且连续运行的系统。
其计量的准确与否受到人们的普遍重视。
因此计量的准确度是选择任何类型的流量计都必须考虑的重要指标。
在实际应用中,影响孔板流量计计量准确度的因素很多,而孔板流量计的主要特点为结构易于复制,简单牢固,性能稳定可靠,使用期限长,价格低廉等,整套流量计由节流装置,差压变送器和二次仪表（流量计算机）组成。
它们可以分别由不同厂家生产,易于形成规模生产,经济效益高,各部分组合非常灵活,即使目前推出的一体化孔板流量计,亦可分开生产,再灵活组装。
1 脉动流体对流量计量的影响由于天然气本身的性质,会随着外界环境温度的变化而发生复杂的变化,从而影响流量计的测量精度。
低密度气体对某些测量方法呈现困难,此时就要改变所选择的测量方法,或者作温度和(或)压力修正,以保证测量准确准确度。
因此在评估流量计的适应性时,要掌握气体的温度一粘度特性。
虽然气体的粘度因温度和压力变化的值一般较低,但是对流量计量的精确度还是有一定的影响。
对于油田温气(伴生气)，其中含有大量的饱和水蒸气,在温度降低时会有水凝结；它们属于多组分流动,计量时应谨慎对待。
经验表明,单相通用流量仪表用于多组分或多相流体,测量性能会改变(或大幅度改变)，例如湿气中水微粒随着天然气流动,环境温度或天然气压力偏离原定状态,仪表就有可能不适应。
测量气液双相流时尽可能采用分离后分相测量，以保证最小测量不确定度,然而对有些场合这种方法不切实可行或不符合要求。
用标准孔板流量计测量天然气流量
用标准孔板流量计测量天然气流量（SY/T6143—2004）1、适用范围本标准规定了标准孔板的结构形式、技术要求；节流装置的取压方式、使用方法、安装和操作条件、检验要求；天然气在标准参比条件下体积流量、质量流量以及测量不准确度的计算方法；同时还给出了计算流量及其有关不确定度等方面必需的资料。
本标准适用于取压方式为法兰取压和角接取压的节流装置，用标准孔板对气田或油田采出的以甲烷为主要成分的混合气体的流量测量。
本标准不适用于孔板开孔直径小于12.5mm，测量管内径小于50mm和大于1000mm，直径比小于0.1和大于0.75，管径诺雷数小于5000的场合。
对改建或新建的计量系统应满足本标准要求。
本标准不强调更新已建计量系统。
如果计量系统不满足本标准要求，由于流动条件和上游直管不相适应，就可能存在计量系统附加误差。
2、气流条件1）气流通过节流装置的流动应是保持亚音速的，稳定的或仅随时间缓慢变化的。
本标准不适用于脉动流的流量测量。
2）气流应是均匀单项的牛顿流体。
若气体含有质量成分不超过2%的固体或流体微粒，且呈均匀分散状态，也可以认为是均匀单项的牛顿流体。
3）气流流经孔板以前，其流束应与管道轴线平行，气流流动应为充分发展紊流且无漩涡，管道横截面所有点上的旋涡角小于2°，即认为无旋涡。
4）为进行流量测量，应保持孔板下游侧静压力与上游侧静压力之比等于或大于0.75。
5）可接受的速度剖面条件为：横截面上任一点局部留苏与最大流速的必至于很长直管段（超过100D）后管道横截面上流速比值在5%之内一致。
3、标准参比条件：本标准规定投入气体及流量计量的标准参比条件和发热量测量的燃烧标准参比条件均为绝对压力P n等于101.325kPa 和热力学温度Tn等于293.15K。
也可以采用合压力和合同温度作为参比条件。
4、安装要求1）节流装置应安装在两段具有等直径的圆形横截面的直管段之间，在此中间，除了取压孔、测温孔外，无本标准规定之外的障碍和连接支管。
用标准孔板流量计测量天然气流量计算实例-2012
介绍材料之二
股份公司计量测试研究所 2004 年 3 月
流经孔板的流体流量基本方程推导
1 假设 a．流体是充满圆管的、充分发展的定常流； b．阻力损失忽略不计，且流体流经孔板时为绝热过程，没有能量损失； c．管道水平安装； d．流体流经孔板的前后，其比容不变。 2 孔板流量计的流量基本方程推导
图1
孔板节流原理示意图
在孔板前后取断面 1 和 3（如图 1 所示） 。按理第一个断面应取流体未收缩 以前处，第二个断面应取孔板后收缩最小处（即断面 3 处，由于它的截面无法测 量，故一般取孔板开孔截面 2 处） 。实际上由于流量大小不同时两个断面位置也 是不固定的，因此在制造节流装置时，有意识地把取压孔安排在孔板前后固定的 位置上，其误差将通过水力试验校正之。由于取压孔位置的不同，因而才有了所 谓的不同取压方式，也就有了不同的校正系数（即不同的流量系数或流出系数） 。 根据前面假设，在绝热稳定流动过程中，圆管内沿流线水平方向，断面 1 和断面 2 上的流体质点之间将遵守下面的能量方程式：
等式两边同时开平方并以平均密度ρ代替平均比容后得：
U2 = C 1− β 4 2( P1 − P2 ) ρ
（2-5）
2
根据连续性方程，质量流量有：
q m = q v1 ρ1 = q v 2 ρ 2 = q v ρ
根据式（2-3）便有：
q m = U 2 A2 ρ
（2-6）
将式（2-5）代入式（2-6）并令 ∆P = P1 − P2 后得：
qm = C 1− β 4 • A2 2∆Pρ
（2-7）
令： α = C / 1 − β 4 称为流量系数。 令： E = 1 / 1 − β 4 称为渐近速度系数。故，流出系数 C 与流量系数α的关系为： C=α/E 于是，方程（2-7）可改写为下面形式：
孔板流量计在天然气计量方面被最广泛的应用
孔板流量计在天然气计量方面被最广泛的应用孔板计量天然气流量产生误差的原因分析：孔板流量计在天然气计量方面被最广泛的采用。
孔板流量测量系统一般由节流装置(标准孔板)、差压变送器及数据处理器(开方积算器或计算机)组成。
孔板流量计的主要特点：(1)适用于较大口径管道的计量(目前口径大于DN600的流量计一般只能选用孔板)。
(2)无可动部件，耐用。
(3)应用历史悠久，标准规定最全。
(4)制造相对容易，价格便宜。
为了提高孔板流量计在天然气计量的准确度，分析和掌握测量装置本身在使用过程中产生误差的原因是计量工作中必不可少的一项重要工作。
测量原理：流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。
流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。
这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。
压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关，例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质(密度、粘度)不同时，在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。
以伯努利方程式和流体流动的连续性方程式为依据。
误差因素分析：1、基本误差由测量装置本身准确度所决定的误差。
由于孔板流量计测得的流量是根据差压信号间接求得的。
从公式可以看出，影响测量准确度的主要因素是α、F、ε等值。
必须保持α、F、ε均为恒定值，才能达到差压和流量之间有恒定的对应关系。
但在实际生产中，α、F、ε都与某些因素有关，特别是流量系数α，它是一个影响因素复杂，变化范围大的重要系数，如果在测量过程中不能保证α为恒定值，则测量误差将会较大。
从资料和实验证明，流量系数α值与取压点位置、孔板的开孔截面积和管道截面积比(m= d2 /D2)、雷诺数、管壁粗糙度、孔板入口边缘尖锐度有关。
所以，标准孔板的选用应符合下列技术要求：(1)标准孔板的技术要求1)孔板相对于开孔直径d的轴线中心对称；2)孔板上游端面A应于下游端面B平行，并且与开孔直径d的轴线垂直；3)孔板A面、B面应无可见的损伤；4)孔板开孔直径d的上游测直角入口边缘G应锐利，无毛刺和划痕。
天然气孔板计量中存在的问题及对策
天然气孔板计量中存在的问题及对策进行分析并提出处理方法。
一、孔板设计及参数设置方面 1.标准孔板流量计设计限值孔板的孔径是根据最大流量、常用流量、最小流量按国家标准GB/T21446-2008 给出的公式求得。
表中列出的各项参数的适用范围是相互联系又是相互制约的，其中最基本的是量程比。
量程比是指在一定准确度要求下流量最大值与流量最小值之比。
最大流量主要是受差压测量和音速限制。
标准孔板的流量与差压的平方根成正比例关系，但当流量增加到一定程度时，流量与孔板前后产生的差压的平方根不再成正比例关系，即流量方程式不再成立。
当流量继续增加，在孔板开孔处的流速达到音速时，孔板下游的压力P2 与上游压力P1 之比约为0.75，之后无论改变何种参数，流量都不会增加，也就是说工况体积流量恒定，此时称为临界流即P2/P1≥0.75。
最小流量主要受三方面制约：①机械加工的限制。
当d2012.5mm，D2050mm 时孔板节流装置按标准规定的几何相似加工制作很困难，尤其是孔板入口锐利度rk/d≤0.0004更是难以加工制作；②流体运动状态限制。
雷诺数取下限时对应流体的最小流量。
当小于此流量时，流体由紊流变为层流，流体的动力学状态与标准规定的相差很大，此时的流出系数C 不再适合标准给出的计算公式计算。
③差压变送器准确度要求限制。
由于孔板节流装置差压信号经开方后与流量成正比关系，如当流量为最大流量的1/10 时，此时产生的差压仅为差压变送器量程的1/100，这时差压测量的相对误差可能比差压变送器的引用误差大100 倍，如精度等级为0.5 级，量程为1000Pa 的差压变送器，当差压为满量程的1/100 时即10Pa 时，允许有5Pa 的误差，但此时的相对误差高达50%，所以此时根本谈不上差压的准确测量。
实际工作中常用的解决方法是：（1）量程宜小不宜大。
标准孔板流量计最佳量程比小于4：1，采用温度、。
标准孔板流量计在燃气大流量计量中的独特优势
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９ ｈ ｔ ： ｗｗｗ． ｈ ｎ ５ ．ｏ ｓ ｅ ｉ ｌｂ ０ ｋ ｐ ｐ ｂ ｏ ｋ ｄ ｔｐ ／ ／ ｃ ｉ ａ ｅ ｃ ｍ／ｐ ｃ ａ ／ ｌ ｃ ． ｈ ？ ｌ ｃ ｉ ＝ ２ ５ ＆ｓ ｅ ｉｌ ＝ ０ ０ ９ ｐ ｃａ ｉ ４ ２ ｄ
总之 ，通 过 以上分析 ，可 以看 出 ，未来 北京燃
气行业会迎来大发展 的黄金时期 ，燃气行业发展受政 治 、经济 、社会文化和技术等 因素 的影响 ，燃气管 网 等基础设施也会快速发展 ，气源结构 、燃气应用方式
等 也会呈 现 多样化 。同时 ，对 因气 源不 足 、自然 灾
３“ 十二 五 ”天 然气 消费 量年 预增 ２ ％ 提价 － ｎ Ｃ Ｉ／ａ ／ ｔ ／ ＯＬ ｔｐ ／ ／ ．ｎ ｅ ．Ｏｌ ｇ ｓ ｈ ｍｌ ｌ
比 。因此 ，可根 据差 压 的大小来 确 定燃 气流 量 的大
小 。这种测量方法 的理论基 础 ，就是连续 性方程 （ 质
定 的情况下 ，通过测量转子 的旋转次数 ，便 可求 出燃
气 的流量值 。
量守恒 ） 与伯努利方程 （ 能量守恒 ）。
１２ 涡 轮 流 量 计 ．
２ 常用的燃 气大流量流量 计的使用要求 及特性
２ 城 燃 月 ２ ｌ 市 气． 刊
雷
励 ・ 准子 板 流 量 计 在 燃 气 大 流 量 计 量 中 的 独特 优 势 标 Ｌ
流量计④超声 波流量计⑤ 罗茨 （ 腰轮 ）流量计 等 。其 中 ，第①项 属于差 压式 流量计 ，其原理是燃气流量与 其通 过孑板 的差压相关联 ；第② 至④项属于速度式流 Ｌ 量计 ，其原理是燃气流量与其通过流量计 的速度相关 联 ；第⑤项属于容积式流量计 ，相 当于用量杯对通过
sy-t_6143-1996天然气流量的标准孔板计量方法
sy-t_6143-1996天然气流量的标准孔板计量方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：SY/T 6143-1996《天然气流量的标准孔板计量方法》是中国石油天然气行业的一项标准，旨在规范使用孔板计量方法对天然气流量进行准确测量。
天然气是一种重要的清洁能源，在生产、储运和使用过程中需要进行流量计量，以确保生产运行的安全和生产数据的准确性。
而孔板计量方法是一种简单、经济、可靠的流量测量方法，被广泛应用于天然气计量领域。
孔板计量方法是基于伯努利方程和连续方程建立的一种流量计算方法，通过孔板上的压差测量来得出天然气的流量。
孔板计量方法适用于对干燥、无腐蚀性、无凝积性气体进行流量计量，具有结构简单、安装方便、维护成本低等优点。
SY/T 6143-1996标准详细规定了孔板计量方法的应用范围、计算公式、试验装置、试验步骤等内容，以确保孔板计量方法在实际应用中能够获得准确可靠的流量数据。
该标准要求在进行孔板计量之前，要对孔板进行严格的检查和校准，确保孔板的几何尺寸和表面光洁度符合标准要求。
在孔板计量过程中，应注意避免气体泄漏、管道振动等因素对测量结果的影响，同时要及时记录测量数据和环境条件，以备后续分析和核查。
第二篇示例：天然气是一种重要的能源资源，在很多领域都有着广泛的应用。
为了有效地监测和计量天然气的流量，我们需要使用一些特殊的设备和方法。
标准孔板计量方法是一种非常常用和有效的计量方法。
本文将详细介绍和解释sy-t_6143-1996天然气流量的标准孔板计量方法。
一、标准孔板的特点标准孔板是一种测量流体流量的装置，通常用于中小口径管道中的流量测量。
标准孔板具有以下特点：1. 结构简单：标准孔板由一块金属板上开有一个孔构成。
2. 安装方便：标准孔板安装在管道内部，与管道之间不存在密封接触，不会对管道内部的流体造成阻力。
3. 测量准确：标准孔板通过测量差压来计算流量，精度高，适用范围广。
二、标准孔板计量方法标准孔板计量方法是通过测量差压和温度来计算天然气的流量。
孔板流量计对天然气输差的影响
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｏ ｒ ｉ ｉｃ ｆ ｅ ｌ ｆ ｏ ｗｍｅ ｔ ｅ ｒ： ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｇ ａ ｓ： ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｄ ｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ；ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ
天然 气 净化 处理 后 ，就可 以通 过长 距 离管 线进 行输 送 。 目前 ， 天 然 气 的计 量 主 要 使 用 孔 板 流 量 计 。然 而 流 量 计 在 安 装 、 计 量 与 维 护 时 很 容 易造 成 较 大 误 差 ， 计 量 误 差 直 接 影 响 到 输 送 天 然 气 的 实 效 性 。 为 了改 进 现 状 ，对 于 现 阶 段 的计 量 仪 器 有 必要进 行谨 慎选择 ，运 用 适 当的方式来计 量天 然气 。只有 全 面 加 以 改 进 ，才 能 致 力 于 减 少 直 至 消 除 输 差 ， 有 效 控 制 长 输管道对于天然气的输送过程 。 １ 天 然 气 输 差产 生 的根 源 从基本构造来看，孔板流量计具体包含了差压变送器、流量 计算仪、温度与压力变送器、高级节流装置等 。计量时，先要设 置适 当的参数条件 ，在此前提下，流量计就能依照连续性流动 的 基本原理来计算流量。同时，依照流量与压差的内在联系，也可 以通 过 推 导得 到精 确 的输 气 流 量 。具体 进 行计 量和 运 算时 ， 首先 要 明确 标 况下 的天 然 气体 积 流 量 、孔径 比与流 出系 数 、气 体压 缩 因子等各项参数。经过综合推导，就可以求出精确的体积流量。 目前各 地在输 送天 然气 的过程 中，多数 都运 用了长距 离 的 输 送 管 线 。 因 此 ，在 计 量 时 ，通 常 选 择 孔 板 流 量 计 。然 而 天 然 气 供 应 方 与 用 户 之 间通 常 都 会 存 在 输 送 误 差 ，产 生 误 差 的根本 原 因就在于计 量不 准确 。受到各项 因素 的影响 ，孔 板 流量计 经常 会表现 出不 同程 度 的计量误 差，因此 造成 了较 大 的输差 。 由此 可见，要 想消 除输差 ，首先就 要探 寻天然气 输 差 如何 受到 孔板 流量 计的影 响 。只有在 明确 了流 量计影 响因 素 的基 础 上 ， 才 能通 过 运 算 得 到 精 准 的 误 差值 。 ２ 孔板流量计对输差的影响 现 阶段 的长距 离输 气体 系 已经形成 ，很 长时 期 以来 ， 占 据主 导位置 的都是孔 板阀输气 方式 。在进行天然 气的输送时 ， 相关人 员有必要遵 照现 行的标准来调控输气过程 ，具体需要选 择适 当的二次仪表并 且配备孔 板节流装置 。到 了后期养护时 ， 设 计人 员也应 当依照 现行标 准加 以维护 ，确 保在 最大限度 内 控制 输气 的精确 度。 由此 可 见，对于 天然气输 差应 当进行 全 方位 的控制与调节 ，确保企业 能获得最大的利 润。具体而言 ， 天然气输 差经 常受到孔板流 量计的如下影 响 ： 化工 设 计 通讯
对天然气流量计的初探与建议
对天然气流量计的初探与建议作者：祁开阳来源：《科技创新导报》2011年第13期摘要:本文主要对天然气流量计的策略原理及特征、天然气流量计的几点建议进行了论述。
关键词:天然气流量计经济效益建议中图分类号:TE0 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)05(a)-0076-011 引言纵观世界能源近一个世纪的发展,在20世纪20年代是煤炭的高峰期,70～90年代石油接替煤炭,到21世纪早期天然气将逐步代替石油,其原因是近20年来石油产量上升缓慢,而天然气却高速增长,1970～ 1996年世界天然气年产量翻了一番还多[1],而石油产量基本维持不变。
据称世界仍蕴藏极丰富的天然气资源,它为天然气工业的发展奠定了坚实的基础。
同时天然气流量计量也具有了十分重要的地位。
因此,笔者认为,应该对天然气流量计进行充分地认识及把握,在此基础上给出天然气流量计使用建议。
2 流量计测量原理及特征我们知道,天然气流量计主要包括孔板流量计及气体涡轮流量计。
下面主要根据如上两种流量计进行原理及特征的介绍。
2.1 孔板流量计2.1.1 测量原理孔板流量计主要由如下两个方面组成:孔板节流装置(主要产生压力差,又称一次装置);压力计、差压计、温度计以及相关参数仪器仪表加信号引线等组成(上面几个部分总称为二次检测仪表)。
由上面的组成可知,孔板流量计属于一种差压式流量计。
当天然气气流流经管道中的孔板时,气流流速将会在孔板处形成局部收缩,这样就会使得气流流速增大,静压力由此而降低,在孔板前后产生极微小的静压力差(差压)。
流体的流过孔板的速度越快,那么孔板前后所产生的差压也随之增大。
这样,就可以通过测量差压来间接测量天然气流量的大小[2]。
2.1.2 特征目前,孔板流量计为使用较多的天然气流量计,它是这样的一种天然气流量计,即它可以通过测量孔板前后的差压来计量天然气气体流量。
据统计,石油天然气行业采用孔板流量计作为贸易计量的约为95%以上,且多为国产表。
浅谈孔板流量计对天然气输差的影响
筹
ｐ ：
一 壶 量（ ∞ ３ １
３ ． ３ 配套二次仪表对 输差的影响 。 由于使用 时间较 长 ， 变送 器的零
点会发 生漂移 ， 若是负漂移 ， 变 送器输 出电流 则小 于标 准４ 毫安， 流 量则 式中 ： ｑ 一 天然 气 标况 下的体 积流 量， ｍ ／ ｓ ； ｐ 一 天 然气标 况下 显示偏 低 ， 若 是正 漂移 ， 变送 器输 出电流 则大干标 准４ 毫 安， 流 量 则显 的密度ｋ ｇ ／ ｍ ； ｐ ． 一 天然气在 流动状态 下上游取压孔处 的密度ｋ ｇ ／ ｍ ； 示 偏高 。 若 量程设 置较大 ， 流 量则 显示偏 低 ， 量程 设置较 小 ， 流量 则显 Ｇ 一 标 准状 态下天然 气 的相对 密度； ｚ 。 一 干 空气在标 准状 态下 的压缩 示 偏高 。 如果 天然 气经脱水 处理 不彻底 ， 会带有少许 水汽 ， 长 时 间使 用 因子 ， Ｚ 一 天然气 在标 准状 态下的压缩 因子 ； Ｚ 一 天然气在实 测状态下 就 会在二 次仪 表 （ 差 压、 压 力变 送 器） 引压管 处积液 ， 如 果未及 时将 其 的压缩 因子； Ｍ 一 千空气的相对分子质量； Ｒ 一通 用气体常 数； Ｃ 一流出 排 出就会对二 次仪 表的 计量 准确度 造成 影响 。 对于 外界温 度低 于零度
系数 Ｉ Ｄ 一孔 径比，Ｄ ＝ ｄ ／ Ｄ； △ Ｐ 一 孔板前后差压 ， Ｐ ａ ； ￡ 一 流 束膨胀 系 的北方冬季用户而言 ， 若没有对二次 仪表及 引压 管做保 温处 理， 导致引 数。 压 管结冰更会 导致 计量不准确 ， 从 而产生输差 。 因此 ， 正确使 用和维 护
【 关 键词 】 天然气； 孔板流量计； 输差； 原因分析
１ ． 输 差产 生 的原 因
油田在用天然气仪表计量性能及适用性分析
天然气计量涉及到天然气生产、输送和销售的 各 个 环 节 ，与 油 田 工 业 生 产 以 及 日 常 生 活 密 切 相 关。天然气流量计检定结果的准确与否直接影响 着现场计量的准确性。为加强天然气贸易交接计 量管理，确保天然气贸易交接计量数据准确、可靠， 更好地维护油田利益，流量检定站在 2017 年天然气 贸易交接计量专项稽查的基础上，开展了油田在用 天然气仪表计量性能及使用性综合技术分析。
气
气
站
压
站 商业用气
气
油
井
伴
生
油井气ຫໍສະໝຸດ 加热联站合
站
外供
/ 接
轻烃
转 站
自用
齐 鲁 石 化
损耗
图 1 胜利油田天然气生产、使用环节
作者简介：孟祥波（1974—），男，高级工程师，多年来从事计量检定、校准、测试工作。
孟祥波等：油田在用天然气仪表计量性能及适用性分析
· 65 ·
2 数据分析
2017 年对油田范围 20 个单位天然气贸易交接 计量用流量计的计量性能和现场管理情况进行检 查,完成了 142 台流量计信息采集工作。2018 年重 点对 500 台天然气贸易交接用流量计进行 3 个周期 的检定数据追踪，并随机抽取 100 台进行了离线检
从生产流程来看，油田天然气生产计量分为井 口计量、联合站/接转站计量、油田内部天然气交接 计量、油田天然气外销计量。
目前胜利油田天然气计量采用的仪表主要有： 旋进旋涡流量计、孔板流量计、涡轮流量计、气体腰 轮流量计及涡街流量计。
胜利油田天然气生产、使用环节如图 1 所示。
气 井 产 气
集
配 生活用气
定，进行数据核查对比，即采用音速喷嘴气体流量 标准装置对不同类型、不同厂家的天然气流量计进 行离线检定，同时对近年来油田二级单位的天然气 流量计多个周期的检定数据进行分析，分析历年检 定数据、专项抽检检定数据以及日常实验数据。
石油天然气管道运输中新型流量计的应用
石油天然气管道运输中新型流量计的应用作者：张丙贺来源：《名城绘》2019年第12期摘要：在计量技术快速发展的今天，各种各样的新型液体流量计成功映入人们眼帘。
这些流量计在实践中功能性得到了不断完善，适用范围不断拓展，呈现出多元化发展趋势，实现了对原有形式的取代。
为了展现新型流量计价值，本文將着重讨论石油天然气管道运输对于新型流量计的运用。
关键词：石油天然气;管道运输;新型流量计一、我国流量计的发展现状1.1孔板式流量计管道中流体与管道中安装的流量检测件相互作用产生差压，根据几何尺寸来对运输管道石油天然气流量进行计算的流量计称为孔板流量计，是较为传统的流量计之一，计量误差在3%左右。
21世纪初，我国大部分地区石油天然气管道运输流量计算都使用这种方式。
主要特点是自动化水平较低，需要保证现场的施工条件，对施工人员技术水平要求较高且容易受到环境和人为因素的影响。
近些年，随着科技的进步和石油行业的发展，管道运输对流量计的要求越来越高，这种流量计已经无法满足现阶段对流量计高精准度和高效率的要求。
1.2有关容积的流量计排量流量计中最常使用的就是容积流量计，优点是测量精准度较高。
工作原理是使用机械化的手段将流体进行分割，得到部分体积，根据测量室中排放体积和流体次数计算石油天然气总量。
容积流量计的缺点是占地面积大，工作过程中产生大量振动和噪音，无法再在炎热或寒冷的环境中工作。
现阶段，我国具备原级标准装置和溯源能力的石油天然气流量计量站只有大庆总站、成都分站和南京分站。
近些年，重庆也使用了一套用来检测中低压小流量天然气的设备。
因此，想要在全国范围内推广具有一定难度，且成本较高。
1.3旋涡式的流量计在涡轮感受流体流动速度的基础上，推导石油天然气的流量的方式称为旋涡流量，旋涡流量计由传感器和转换器两部分组成，属于流速式流量计的一种，采用先进的微处理技术，操作简单且监测范围广。
旋涡流量计的优点在于安装管道时不会影响使用效果和计量精准度，比较适合石油等容易与管道粘连的液体。
LKIMC系列智能孔板流量计在天然气测量中的应用
LKIMC系列智能孔板流量计在天然气测量中的应用行业背景天然气是一种重要的能源资源，在采集、运输和分配过程中，需要精确测量流量以确保有效的管理和控制。
天然气测量涉及到从采气井到最终用户的各个环节，包括管道输送、分配站点和工业用途。
产品介绍LKIMC智能平衡孔板流量计在传统标准孔板流量计的基础上，改进了节流件型式，使得流体被平衡整流，涡流被最小化，形成近似理想流体。
因此其线性度、稳定性更高，同时管道压损更小。
搭配的高精度多参量变送器，可同时采集差压、压力、温度等各项介质参数，流量计算更加准确。
应用场景1.流量测量天然气输送管道：可广泛应用于天然气输送管道中，用于准确测量天然气的流量。
通过孔板的设计和安装，可以实现对天然气流量的精确测量和监控，为管道运营和计费提供依据。
2.压力控制孔板流量计通过其设计的孔口大小和位置，能够产生一定的压力降，帮助管道系统实现压力控制和调节。
在天然气管网中，保持适当的压力是确保运行安全和效率的重要因素之一。
3.天然气压缩站在天然气压缩站中，孔板流量计通常用于测量进出口的天然气流量，帮助运营人员掌握和调整天然气的运行情况，确保压缩机的运行效率和系统的安全稳定。
应用优势1.简单可靠LKIMC孔板流量计结构简单，平衡流量计多个流通孔分散受力，无锐角磨损，长期稳定性非常好。
高，维护成本低。
2.适用范围广LKIMC系列智能孔板流量计适用于多种天然气测量场景，包括高压、低压以及不同流量范围。
它可以在各种管道尺寸和工艺条件下工作，具有较强的通用性。
3.精度高精度等级可达0.5级，是标准孔板的5~10倍，线性度高、重复性好，可用于贸易计量场合;4.耐脏污不易堵多孔对称的平衡设计，保证脏污介质顺利通过多个孔，减小流体孔被堵塞的机会;5.经济实惠其前后直管段一般为前3D后1D，从而省去大量直管段，尤其是特殊昂贵材料的管道;6.方便替换特殊需求场合，可直接替代为标准孔板，作为标准孔板流量计使用。
孔板流量计与气体超声流量计在天然气中的应用
孔板流量计与气体超声流量计在天然气中的应用摘要在能源领域中，天然气的流量计量十分重要，因为精准的流量计量能够使天然气生产和利用更加高效和安全。
孔板流量计和气体超声流量计在天然气领域中被广泛使用，本文将探讨这两种流量计在天然气中的应用。
孔板流量计孔板流量计是一种基于缩流原理设计的流量计，其结构简单、价格低廉、适用性广泛、准确可靠，特别适用于测量低、中速气体流量（速度范围一般在 5～60m/s）。
一般采用的是圆环孔板，其直径为流道直径的 0.4 左右，而长方孔板和三角孔板的使用率非常少。
孔板流量计可分为标准孔板和压差式孔板两种。
1. 标准孔板标准孔板是孔板流量计的基本结构。
标准孔板的孔口为圆孔，直径随孔板厚度增大而减小，来实现流量测量的精度。
标准孔板的优点是结构简单，易于安装和维护，且测量范围较宽，适用于各种低速流体介质的流量测量。
但受孔口对流体的扰动影响较大，精度较低，一般只可达到±5%。
2. 压差式孔板压差式孔板是一种根据液体和气体在狭窄通道内产生的压差，计算出液体和气体流量的流量计。
与标准孔板相比，压差式孔板的测量精度更高，可达到±1%。
具体来说，压差式孔板将孔板两侧流体的压力差值通过传感器尺寸转化为电信号，再通过数字计算器计算出流量大小，具有高精度、宽测量范围、结构简单和价格低廉等优点。
气体超声流量计气体超声流量计是一种基于超声波传输原理设计的流量计，主要用于测量气体的流量，具有非接触测量、精度高、稳定性好、测量范围广等特点，是替代孔板流量计的一种重要手段。
1. 工作原理气体超声流量计主要利用超声波在流体介质中的传播速度来测量流量。
当超声波经过流体时，会在介质中发生折射、反射和散射，根据超声波从源头发出到接收器返回的时间及其信号波形来计算流量。
2. 特点气体超声流量计具有精度高、稳定性好、非接触测量、测量范围广等优点，能够实时监控天然气的流量，确保天然气的准确计量和高效利用。
标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析
使用时，必须在确保安全生产的情况下进行。
•
试验证明通过上述方法能有效地抑制气流的脉动、消
除气质中的水分及杂质，减少流量计的计量附加误差。
标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析
• 标准孔板
•
1 产生误差的原因
•
(1)在长时间的使用过程中，标准孔板由于被天然气的侵蚀
或机械磨损而产生变形，孔板的光洁度下降，入口的尖锐程度
标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析
• 差压变送器
•
1 产生误差的原因
•
差压变送器的准确度及性能对流量计的计量结果影响
较大。实际工作中，由于没有按照设计要求进行差压变送
器的选型、安装和使用中的维护保养，导致流量计产生计
量附加误差的情况是经常发生的。
•
(1)差压变送器的准确度等级和量程范围的选择不正确，
• (5)导压管路上的上、下游导压阀应选用大通径的球型阀。
•
(6)为了防止导压管的冻堵，必须对导压管路进行保温，
并增加加热补偿保温措施。
•
(7)对于因下游波动源而引起计量点气流脉动的情况，
可通过调整流量计下游侧阀门的阀位(关小)，使计量点气
流脉动幅度减小。试验证明，采用关小计量管下游阀的方
法来控制气流的脉动，效果是十分明显的，此方法在实际
变圆，使其圆弧半径不能满足标准要求;尖锐度变圆后对计量的
影响是使计量数据比实际流量偏低，最多可能偏低10%。
•
(2)标准中规定孔板厚度E应介于孔板开孔厚度е与0.05D之间。
如果超出这个范围，将使气流流过孔板的阻力损失增大，使计
量值比实际流量高，造成1%以内的附加计量误差。
•
(3)孔板孔径尺寸测量不准确。没有及时送到检定部门进行
探讨天然气计量技术应用
探讨天然气计量技术应用随着天然气在能源消费中的比重不断提升，对其进行准确计量显得尤为重要。
天然气计量技术应用广泛，常见的有干式流量计、涡街流量计、超声波流量计等。
1. 干式流量计干式流量计又称为孔板流量计，是一种基于差压原理的计量方法。
当气体流经孔板时，由于流动的变化导致前后两端压力的差异，此差异就是差压。
根据孔板的几何参数和差压值，使用标准公式计算出气体的体积和质量。
干式流量计具有结构简单、维护方便、价格较低等优点，同时适用于高、低压、高、低温等各种工作条件。
涡街流量计是以杠杆原理为基础的计量方法。
当气体穿过涡街流量计时，它会形成类似旋涡的涡流，此涡流的频率与气体的流速成正比。
通过计算涡流频率以及其他参数，可以精确测量气体的体积和质量。
涡街流量计具有测量稳定、精确度高、可靠性好的特点，可以应用于各种介质和工作条件下，广泛用于天然气输送计量中。
3. 超声波流量计超声波流量计是利用超声波的传播速度和声波反射原理进行计量。
当气体流经流量计时，超声波在气体中传播，并受到气体中各种因素的影响。
通过定位和计算超声波的传播速度和反射强度，可以准确测量气体的体积和质量。
超声波流量计具有高精度、高度稳定、无需维护、可远距离传输等优点，尤其适合对新型制气厂和输气管道进行计量。
总的来说，天然气计量技术既是能源行业的关键技术，又是促进天然气产业发展的重要手段。
选择适合的计量方法和仪器设备，进行准确计量和数据采集，有助于降低生产成本，优化生产工艺，提高企业经济效益。
同时，应加强计量技术的研究和应用，提高其在天然气行业中的应用程度和市场占有率，为能源行业的可持续发展做出贡献。
Beckhoff天然气孔板流量计的应用
Beckhoff天然气孔板流量计的应用天然气作为一种高效、清洁的燃料，越来越受到社会各界的重视。
随着2008 年9 月国家重点工程西气东输管道的全线通气，我国天然气的应用开始了一个新的里程，同时对天然气流量计量提出了新的要求。
流量计量是供需双方进行贸易计量的依据，关系到双方能否公平的进行贸易结算和供需双方的经济利益。
目前国内流量计量仪表种类繁多，例如标准孔板流量计、涡轮流量计、超声波流量计等。
孔板流量计在进行流量计量过程中，不需要停止对天然气的输送，可随时提取孔板进行检查或更换，确保了计量的准确性与天然气传输工程中的连续性，操作简单方便，是目前国内外主流的天然气流量计。
成都航利阀门成套设备有限公司是一家具有二十余年从事油气专用阀门、流量计量仪表等成套产品研发、生产、销售及进出口业务为一体的专业制造厂。
航利阀门成套设备有限公司于2013 年 3 月在长庆油田分公司苏里格气田苏77-1 集气交接站使用beckhoffBF_GB/T 21446-2008 标准孔板天然气流量计计量天然气流量，效果良好。
该站天然气管路为3路300mm 管径，天然气贸易计量交接单元设计能力为10 万方/天，压力为4MPa。
BF_GB/T21446-2008 标准孔板天然气流量计通过中国测试技术研究院的检测，瞬时流量、累积流量精度都可达到万分之一的精度，为业内领先水平。
目前，BF_GB/T 21446-2008 标准孔板天然气流量计已经在重庆燃气集团丰都站，攀枝花华润燃气计量站，川西北梓桐作业区u-2 站等多个天然气站得到应用，效果良好。
丰都燃气公司镇江配气站是为镇江化工园区供气的重要有人站，忠县巴营来气输向池64 井管线，为化工园区的紫光公司等供气。
该站使用BF_GB/T 21446-2008 标准孔板天然气流量计对池33 井、池64 井、忠县巴营来气进站压力监测，紫光出站压力、2 号汇管压力、至池64 井管线、2 路向化工园区供气的孔板的压力、差压、温度等进行监测，并进行流量计算。
孔板流量计的用途
孔板流量计的用途1. 引言孔板流量计是一种常见的流量测量仪器，被广泛应用于工业和实验室领域。
本文将全面、详细、完整地探讨孔板流量计的用途，包括其原理、特点以及实际应用中的重要性等方面。
2. 孔板流量计的原理孔板流量计是根据孔板流动测量原理进行设计的。
其原理基于流体在管道中通过孔板时产生的差压，根据差压大小可以确定流体的流量。
2.1 差压测量原理差压传感器用于测量流体在孔板前后产生的压差，差压值与流量成正比。
当流体通过孔板时，流速加大，静压也随之降低，在孔板后流速再次降低，静压也随之增加。
由此产生的差压可以通过差压传感器进行测量。
2.2 孔板设计原理孔板的设计是孔板流量计的关键。
孔板有多种形状和尺寸，如圆形、长方形等，其内部孔径也会根据需要进行调整。
设计合理的孔板能够提供准确的差压数据，从而实现精确的流量测量。
3. 孔板流量计的特点孔板流量计具有以下几个特点，使其在流量测量中得到广泛应用：3.1 简单结构孔板流量计的结构相对简单，主要由管道、差压传感器和孔板组成。
相较于其他流量测量装置，孔板流量计的安装和维护都相对容易。
3.2 高精度通过差压测量原理，孔板流量计能够实现高精度的流量测量。
合理选择合适的孔板设计和差压传感器，可以获得更精确的测量结果。
3.3 耐用性强孔板流量计通常采用耐腐蚀材料制造，能够适应各种流体的测量需求。
其结构简单且坚固，可以在较恶劣的环境条件下长期稳定工作。
4. 孔板流量计的应用4.1 工业生产孔板流量计在工业生产中起到重要的作用。
它可以测量多种介质的流量，如水、气体和石油等。
通过准确测量流量，可以控制和调节生产过程，保证生产的稳定性和质量。
4.2 环境监测孔板流量计在环境监测中也有广泛的应用。
例如，可以用于污水处理厂的进出水流量测量，以及空气质量检测装置中对空气流量的测量。
准确的流量数据有助于评估环境质量，并指导相应的措施。
4.3 科学研究孔板流量计在科学研究中常被用作实验室测量设备，用于测量实验过程中的流体流量。
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孔板流量计在油田天然气计量上的应用探讨
摘要文章以油田天然气计量工作作为研究对象，重点研究总结在孔板流量计安装中的操作要点与注意事项，就孔板流量计实际运用中产生计量误差的主要因素以及误差消除措施进行了分析与探讨，望能够引起各方人员的高度关注与重视。
关键词孔板流量计；油田；天然气计量；安装；误差中图分类号：TE832 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）08-0095-01
在油田工程领域进行天然气计量的过程当中，孔板流量计有着相当广泛的应用价值。
孔板流量计的主要组成部分包括节流装置、差压计、导压管、压力计、以及温度计这几个方面。
孔板流量计的选取与安装至关重要，会对其测量精度产生决定性影响。
与此同时，天然气计量中，也可能受各种因素影响，发生计量方面的误差，需要及时采取相应的消除措施。
针对此问题，本文现展开如下分析与探讨。
1 孔板流量计的安装要点分析
油田工程中对孔板流量计的安装需要严格参照相关标准开展。
针对直管段、孔板、变送器、以及相关附件而言，在安装过程中有不同的性能要求。
具体可以总结如下。
1）从直管段的角度上来说，在当前技术条件支持下，孔板流量计当中的直管段安装需要由前端阻流件的结构形式以及直径比取值加以确定。
在以上参数取值为已知状态的情况下，能够直接按照国标标准查找并确定孔板流量计所对应的直管段安装长度标准。
还需要特别注意的一点是：若孔板上游区域内安装有整流器，则可结合实际情况，适当的缩短安装孔板流量计对应的直管段长度。
由于当前石油企业所应用的孔板上游大多设置有流动调整器，故而结合实践经验来看，在孔板上游孔板阀内径位置（13D）安装整流器的背景之下，确保前直管段满足30D 的取值要求。
依照这样的安装方式，能够满足任何上游阻流件条件下的孔板流量计安装工作。
与前直管段相对应的，在后直管段的安装中，仅需要综合对直径比参数的考量加以确定。
在笔者的实践工作中还发现直管段的安装还存在一个特殊的问题，即由于在孔板流量计上所对应的上游区域→阻流件区域管段组成分两个方面，一方面直接由孔板流量计生产厂商配套供应，另一方面则由油田工程所提供。
由于供应方不同，可能在安装中发现两端直管段内径取值存在误差的问题。
受这一因素的影响，可能导致所安装直管段发生凹凸问题。
为避免这一问题，要求采取的措施为：10D单位以外台阶取值需要控制在2.0%圆度范围之内。
2）从孔板的角度上来说，在此部件的安装过程当中，要求参照节流装置中的直管段，按照对中的方式确定孔板的安装位置。
安装期间，应当最大限度的避免孔板流量计发生弯曲或者是变形方面的形态改变。
为了降低孔板流量计在后续实践应用中的误差，需要在孔板安装的过程当中，直接在法兰取压孔板上进行测试，确保其弯曲变形误差<3.5%。
3）从变送器的角度上来说，综合多方因素考量，要求在不对整个孔板流量计正常安装产生不良影响的前提条件下，尽量控制差压管段、引压管段的安装距离。
同时，变送器安装中还应当注意一定角度的倾斜，避免天然气剂量中，因凝液大量汇集而对变送器，乃至整个孔板流量计的运行产生不良影响。
4）从其他相关附件的角度上来说，首先，对于垫片而言，原则上要求结合油田天然气计量要求，对材料的厚度进行严格控制，标准以<0.5 mm为宜。
同时，在垫片的安装中要求不能突出管壁，防治对孔板流量计的测量产生较大误差与影响；其次，对于阀门而言，在与流量调节相关的阀门部件安装中，要求以节流件后最小管段长度为安装标准；最后，对于节流装置而言，安装前要求对安装区域内管道进行彻底的清理与吹扫。
2 孔板流量计误差及其消除分析
根据油田工程中天然气计量的实践经验来看，孔板流量
计可能诱发误差的主要因素包括：节流装置安装使用所致的计量误差；参数测量误差所致的计量误差。
并且，以上误差因素影响下还可进一步划分大量的影响量，对应的误差消除方法也存在一定的差异。
具体可以归纳为以下几个方面。
1）从节流装置安装使用所致的计量误差角度上来说，具体的影响量以及对应的误差消除措施包括以下几个方面：首先，是压力测量以及差压测量过程当中，导压管发生堵塞或者是泄露的问题。
针对该问题，建议通过及时对导压管进行彻底清理与吹扫，并缩短定期维修间隔时间的方式消除误差；其次，是流量计孔板入口位置变形弯曲的问题。
针对该问题，建议通过及时对孔板进行更换或者是检定的方式达到消除误差的目的；再次，是孔板流量计计量管内部大量结构并导致粗糙度有所提供的问题。
针对该问题，建议在粗糙度修正无效的条件下，对孔板进行更换，同时将直径比控制在0.3～0.5区域内，或直接对管道进行更新；最后，是孔板内部大量堆积污物的问题。
针对该问题，建议通过替换高级孔板阀部件，提高周期检查与清洗频率的方式来达到消除误差的目的。
2）从参数测量误差所致的计量误差角度上咯爱说，具体的影响量以及对应的误差消除措施包括以下几个方面：首先，是压力调节失稳以及差压波动方面的问题。
针对该问题，建议采用先调压、后计量的工作流程，同时重视对压力调节
器的维护管理工作，若调节器自身性能存在一定缺陷，建议将其更新为差压较大以及质量较高的调节器，优化其运行性能，从而达到消除误差的目的；其次，是天然气相对密度与设计参数误差较大，修正缺陷方面的问题。
针对该entire，建议及时将实测值计算处理并输入计算机后，对流量取值进行合理的修正，以消除本项误差；最后，是仪表零位漂移方面的问题。
针对该问题，建议通过更新零位漂移较小配合定期对零位进行校准的方式消除本项误差。
3 结束语
孔板流量计在油田天然气计量中的应用实现了价格低廉、使用寿命长、结构简单、适应性好等多个方面的优势，且可以直接确定差压信号与流量之间的关系，省去了校准环节，测量精度得到了进一步的提升。
介于孔板流量计在石油天然气计量领域中的突出应用价值，本文重点从孔板流量计的安装以及误差消除这两个方面入手，展开探讨与分析，望引起重视。
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