标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析

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天然气场站中孔板流量计误差影响因素及应对措施

天然气场站中孔板流量计误差影响因素及应对措施

天然气场站中孔板流量计误差影响因素及应对措施摘要:孔板流量计天然气输配气场站的外输计量中发挥着十分重要的作用,其计量精准性直接影响着企业效益。

受天然气气质条件、使用条件、计量仪表安装运行条件、计算系数等多方面因素影响,孔板流量计在使用过程中经常会出现一定的误差,并导致外输天然气计量准确度下降。

因此,有效分析并厘清引起流量计计量出现较大误差的主要因素并采取针对性的改进与优化措施对于真正实现孔板流量计的最精确测量至关重要。

基于此,本文结合工作实践,对影响孔板流量计计量精度的主要因素进行了详细分析,并提出了针对性的应对措施。

关键词:孔板流量计;计量误差;主要因素;应对措施1导致孔板流量计计量误差的主要因素1.1气质条件引起的误差天然气采出后虽然经过分离、除尘或过滤,但由于处理不彻底或集气管网和输气干线内腐蚀物的影响,使得天然气中混有少量的液体或固体杂质,这些杂质易聚集在孔板截面收缩、流速突变的孔口锐边上,而孔板流量计对孔板锐边、截面及流线的变化非常的敏感。

天然气中的杂质还会对孔板产生冲刷和腐蚀,特别是对孔板直角入口边缘和测量管内壁的冲刷腐蚀特别严重,这将影响到孔板直角入口边缘圆弧半径和测量管内壁相对粗糙的规定标准,孔板流出系数也将发生变化,使测量准确度达不到要求。

此外,天然气的含水量也对天然气计量准确度有着很大的影响。

1.2 计量系数引起的误差(1)流出系数对计量精度的影响流出系数是在上游直管段充分长的试验条件下,并且孔板节流装置在满足规定的技术指标下进行校准标定才有效。

当R较小时,流出系数会变大,当R较大时,流出系数会变小。

流出系数随流量的增大而减小,实际流量越小于刻度流量,流出系数引起的流量误差则越大。

孔板流量计的流出系数不是一个定值,它随尺的变化而变化,但是当R增大到某一数值时,变化量减小。

(2)可膨胀系数对流量计量的影响。

可膨胀系数是因气体流经孔板时密度产生变化而引入的修正系数,这是流量误差的一个重要来源。

孔板流量计产生误差的原因分析

孔板流量计产生误差的原因分析

孔板流量计产生误差的原因分析1、孔板流量计安装不合理孔板流量计的安装应符合相应的安装规范。

根据GB/T 21446—2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》,节流装置应安装在2段具有等直径的圆形横截面的直管段之间,毗邻孔板的上、下游直管段应符合一定的技术要求。

一般情况下,海上油田孔板安装要求为:毗邻孔板的上游直管段长度应为10D(D为测量管内径),下游直管段长度应为5D。

在实际安装的过程中基本可以满足要求,但往往一些细节问题会被忽视,也会造成安装误差,如:直管段内壁粗糙度不符合要求,引起误差;施工人员领料、用料不符合规范,实际安装管道与设计要求不符等。

2、取压与气流异常从地层中开采出的原油进入油井计量分离器进行油气水三相分离,这一过程中,当出现天然气气液分离效果不好或分离器内部结构件(波纹板、捕雾器)故障破损时,也会产生不利的影响因素。

如:(1)会使导压管路、测量腔室在长时间使用中产生积水、积油现象,严重的情况下原油中的油泥及颗粒也会进入导压管,发生堵塞,从而影响计取压的准确性,造成计量误差;(2)在冬季,环境气温较低时,有可能会使积液产生冻堵,此时流量计也不能真实地反映出孔板的前后压差,造成计量数据不准确;(3)仪表变送器经过长期使用,会发生相应的零点漂移,造成测量数据偏差。

依据GB/T 21446—2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》,气流通过孔板的流动应保持亚音速,是稳定或仅随时间缓慢变化的,应避免脉动气流。

当不能满足孔板安装直管段的长度要求时,应安装阻流件及流动调整器,以确保气流的稳定。

3、测量范围选择不合理在正常生产中,由于油藏属性、地层能量、开采方式等的不同,每口油井的生产状态与产量也会不同。

单一开口尺寸的孔板流量计的计量范围是固定的,一般情况下常用孔板的量程比为1∶3。

实际操作中,应根据油井的开发生产方案中的预测产气量或已知产气量选择与之相适应的孔板进行油井的计量。

4、人员操作及维护不当对高产井与低产井的计量,由于其产气量的范围会超出测量范围,不可避免的工作就是更换不同孔径的孔板,以确保计量的准确性。

孔板流量计误差原因分析

孔板流量计误差原因分析

孔板流量计误差原因分析孔板流量计是将标准孔板与多参数差压变送器(或差压变送器、温度变送器及压力变送器)配套构成的高量程比差压流量装置,可测量气体、蒸汽、液体及引的流量,HJ—LG孔板流量计广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程掌控和测量。

孔板流量计误差原因分析:1、流体本身特性的影响管道中流体自身的温度、压力等特性参数极易受到环境温度的影响产生波动,进而影响孔板流量计的测量精度。

尽管温度等环境参数对流体粘度的影响并不明显,但仍影响孔板流量计的计量精度和精准度。

阅历表明,孔板流量计常用于单相流体流量的测定,针对多相流体流动,其精度将受到严重的干扰。

2、流量积算方式的影响将孔板节流装置与各种二次测量仪表相结合,就形成了多种流量积算的方法。

假如在流量计量过程中,测量系统不依照计量标准安装对应的二次测量仪表,流量积算时便不能对流体压力、温度的变化进行补偿,测量精度将难以保证[3]。

针对此问题,可以采纳先进的微计算机技术对流量进行的计算,持续地对流量进行补偿。

3、结构及附属仪器的影响孔板流量计的结构也会造成很多误差,重要包括:孔板和管道的直径比更改;孔板发生变形;孔板表面粗糙度不达标等因素,都将影响孔板流量计的计量精度。

同时附属仪器的影响也不可忽视。

比如,假如下游引压管与流量仪表间的连接件产生漏气、堵塞等情形,会导致流量计的计量流量略大。

另外,差压变送器的零点通常需要校准。

4、安装条件的影响使用场地通常不能达到流量计上游zui短直管段长度的要求,致使管线布置常常发生偏离。

同时为了避开进口流体流动情形对流量计计量精度的影响,要求孔板流量计上游具有zui短直管段长度,但在实际中一般很难充足。

另外流量、流速等电子信号设备应阔别存在电磁干扰的场合,保证其工作性能。

5、环境条件的影响使用环境条件严重影响孔板流量计的性能,比如流体温度急剧变化将加添管道内的流体的湿度,加速腐蚀;环境温度直接决议流体的密度、粘度等物性参数;流量计的结构尺寸发生变化等。

天然气计量误差原因及措施分析

天然气计量误差原因及措施分析

天然气计量误差原因及措施分析摘要:天然气自身具有较高的燃烧效率,而且清洁环保性能比较高,在工业生产以及化工行业中天然气都是一种非常高效的工业燃料,在各行各业中都得到了非常广泛的应用。

在进行天然气计量时,通常使用体积流量,利用压差式孔板流量计进行计量。

这种计量剂在实际的应用过程中不仅安装非常方便,而且仪器的稳定性也比较好,整个维护过程中比较简单。

我国在20世纪对天然气流量进行了改进升级,精度以及稳定性都有了较大的提升,但是在实际应用过程中仍然会出现一定误差。

本文对天然气计量误差原因及措施进行分析。

关键词:天然气计量;误差;原因;措施1天然气计量误差产生的原因1.1计量仪表(1)弯曲。

孔板弯曲时,由于维修与安装方面存在问题,所以导致孔板出现形状改变或者发生弯曲。

导致极大的误差发生,结合试验获取的信息和参数,孔板的极限弯曲误差约为3.5%。

(2)孔板安装,应该在保证正常安装的基础上,注重细节部分,否则就可能出现较大的计量误差。

例如,导压管走向不合理,使得无法对差压进行有效传导;密封垫片的加工不合理,垫片伸出环室,对于天然气传输的稳定性造成干扰。

(3)节流装置。

节流装置问题主要指的是节流装置的内部出现了诸如垫片或者焊缝等突出物,从而使得出现一定的计量误差,具体产生误差的大小与突出物的位置、长度等都有很大的关系。

通过对大量的实验结果进行记录和分析,发现当凸出物的距离在孔板上部尺寸为管子直径尺寸两倍的地方,会导致出现的误差值最高。

当凸出物处于下游位置时,不会较大的对精度产生影响,但是如果凸出物的位置是上游区域,则会产生极为显著地误差。

1.2使用条件通常情况下,计量仪器在实际应用过程中会受到很多因素的影响,例如,在环境条件出现变化的情况下就会导致剂量计出现一定的误差。

天然气在运输过程中如果出现气体压力对突然变化或者流速出现较大变化,就会导致出现较大的压差波动,进一步导致出现脉动流,一旦在进行计量的过程中在装置中产生明显的脉动流就会使得实际的计量误差增加。

关于孔板计量天然气流量产生误差的原因分析报告

关于孔板计量天然气流量产生误差的原因分析报告

关于孔板计量天然气流量产生误差的原因分析报告孔板计量是一种常用的天然气流量计量方法,通过在管道中设置一个特殊的孔板来测量流体的流速和流量。

然而,在孔板计量中可能会出现误差,影响计量结果的准确性。

本报告将对孔板计量天然气流量产生误差的原因进行分析,并提出相应的解决措施。

首先,孔板本身的设计和制造工艺可能导致误差。

孔板的尺寸和形状对流体的流速和流量测量结果有直接影响。

如果孔板的尺寸不准确或形状不合理,流体在经过孔板时会发生扩散、收缩等现象,导致流速和流量的测量结果偏差。

因此,孔板的设计和制造需要严格按照相应的标准和规范进行,确保孔板的精度和稳定性。

其次,流体的性质对孔板计量的准确性也有影响。

孔板计量适用于一定范围内的流体,对于温度、压力、流速等参数的变化敏感。

孔板计量的精度随着流速的增加而下降,因此在高流速条件下可能产生更大的误差。

此外,孔板计量对于流体的密度变化也比较敏感。

因此,在计量前需要对流体的性质进行准确测量,并根据实际情况进行修正。

第三,孔板计量中的壁差效应也会导致误差。

壁差效应是指流体流经孔板时与孔板壁面发生摩擦,形成局部的速度分布不均匀,进而影响流速和流量的测量结果。

壁差效应的大小受到孔板壁面的光洁度和形状的影响。

为了减小壁差效应的影响,可以使用表面光滑、形状合理的孔板,并定期进行清洗和维护。

最后,流体中的杂质和沉积物也是影响孔板计量准确性的因素之一、流体中存在的杂质和沉积物会堵塞孔板,影响流体的流过,进而导致流速和流量测量结果的偏差。

为了减小此类误差,需要定期对孔板进行清洗和维护,并采取相应措施,如安装过滤器等,来减少流体中的杂质和沉积物的存在。

总之,孔板计量天然气流量可能存在误差,主要原因包括孔板设计和制造的问题、流体性质的变化、壁差效应以及流体中的杂质和沉积物等。

在实际应用中需要综合考虑各种因素,并采取相应的措施来降低误差,以确保计量结果的准确性和可靠性。

天然气孔板流量计计量误差分析及改进措施

天然气孔板流量计计量误差分析及改进措施

天 然 气 孔 板 流 量 计 计 量 误 差 分 析 及 改 进 措 施
张 琳 。 长俊 李
( 西南石油学院 , 四川 成都 6 0 0 ) 1 5 0
摘要 : 随着天然气贸易的发展, 对天然气流量准确计量的要求越来越高 目前, 孔板流量计仍是最主要的天然气
流 量 计 。 文 章 综 合 分 析 了影 响 孔 板 流 量 计 计 量 精 度 的 主 要 因素 , 出 了提 高 孔 板 流 量 计 计 量 精 度 的 有 效 措 施 。 提
oi c lw tr s h jr a o mee.nti p p rt e i fcoswhc f c h cu ayo r r i f mee e fe o i t ma sf w trI hs a e 。h n atr i af t eac r c f — o g l ma h e t o
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20 0 6年 第 3 5卷 第 2期 第 5 9页
石 油 矿 场 机 械
OI F E L I LD E QUI PME NT


文 章 编 号 ;1 0 - 4 2 2 0 ) 2 0 5 3 0 13 8 ( 0 6 0 0 90
关键 词 :天然气; 计量; 孔板流量计; 精度
中 图分类号 : E 7.7 T 930
文献 标识 码 :A
H o t n r a e m e s r n c u a y o rfc i wm e e w o i c e s a u i g a c r c fo ii e fo tr
i c l wme e r n l z d s n h rc l . n a d t n, o e m e s r s o m p o i g t e a c r c f o iie f e fo i t r a e a a y e y t e ia l I d i o s m a u e fi r v n h c u a y o rfc y i f wm e e r r s n e . l o t r a e p e e t d

孔板流量计计量误差现场因素分析

孔板流量计计量误差现场因素分析

石油工业技术监督·2009年6月长距离输气管道通常采用差压式孔板计量进行贸易计量交接。

由于多种原因,计量数据会存在偏差。

为此,根据计量公式,结合日常运行实际,现对计量过程中的影响因素进行分析,确定各种因素对计量结果的影响方向,为精准计量和寻找计量误差提供依据。

石油行业标准SY/T6143-2004《用标准孔板流量计测量天然气流量》中,列出了天然气标准体积流量计算公式:q vn=A vn CEd2F GεF Z F T P1Δp姨式中q vn—天然气在标准参比条件下的体积流量,m3/s;A vn—体积流量计量系数,无量纲,秒体积流量m3/s计量系数A vns=3.1794×10-6;C—流出系数,无量纲;E—渐进速度系数,无量纲;d—孔板开孔直径,mm;F G—相对密度系数,无量纲;ε—可膨胀性系数,无量纲;F Z—超压缩系数,无量纲;F T—流动温度系数,无量纲;P1—孔板上游侧取压孔气流绝对静压,MPa;Δp—气流流经孔板时产生的差压,Pa。

现场因素分析1气体组分和气体质量对计量结果的影响气体组分数据的得出有两种情况。

一是有气质监测设备,定时把现场数据采集到计量系统中,适时更新;另一种是由于运行成本及其他原因,气体组分采用异地测量、人工输入的方式。

组分对计量结果的影响为:如果轻质成分(如甲烷)含量增加,则天然气密度ρn会减小,根据G r=ρn/1.204449,真实相对密度G r相应减小,根据公式F G=1/G r姨,相对密度系数F G则减小,流量计得出的结果与真实值相比会减小,即发生少计量现象。

美国雪佛龙公司和科罗拉多工程试验站的试验研究结果表明:(1)用孔板流量计测量气体流量,当气体中夹带少量液体时,流量测量不确定度偏高,测量的湿气流量随β(直径比)的增加而减少,在β为0.7时,测得的流量偏差为-1.7%;(2)当夹带少量液体时,在β为0.5时表明孔板性能较好,但是应将夹带液体在孔板上游脱出,以获得最佳的计量性能;(3)用旧的孔板流量计测量湿气,流量计量值将降低3%[1]。

天然气流量计量的高级孔板阀计量特性与误差分析

天然气流量计量的高级孔板阀计量特性与误差分析

天然气流量计量的高级孔板阀计量特性与误差分析晁宏洲,王赤宇,赵建彬,董 萍(中国石油塔里木油田公司天然气事业部,新疆库尔勒 841000) [收稿日期]2006-11-17 [作者简介]晁宏洲(1972-),男,山东青岛人,工程师,毕业于西安石油学院化学工程系,从事地面工程项目管理工作。

[摘 要]文章通过分析天然气流量的孔板计量原理、特征和高级孔板阀制造、安装特性,从使用高级孔板阀计量天然气流量的软、硬件两方面条件分析、判断误差来源,并提出了一些有针对性的提高计量精度的措施。

[关键词]天然气流量;高级孔板阀;计量特性;误差分析[中图分类号]TB 93 [文献标识码]B [文章编号]1002-1183(2007)03-0025-04 天然气是一种高效、清洁燃料和优质化工原料。

天然气流量计量是天然气生产和使用中必须解决的一个重要问题。

在企业生产和经营管理中流量计量是一项日常进行的重要的技术基础工作。

天然气的准确计量不但能公平地进行贸易结算,而且能指导改进生产工艺,提高产品质量,降低产品生产成本,提高经济效益和社会效益。

作为西气东输主力气源地的克拉二气田在天然气生产计量中选用的流量计量仪表是孔板流量计。

单井上使用4套,中央处理厂使用11套,用以井口计量、进站计量和外输计量。

克拉二气田的孔板流量计是由中国人民解放军第5719工厂生产的高级型可换孔板阀和英国Rosemount 公司生产的智能差压变送器、压力变送器、温度变送器以及流量显示装置组成。

1 孔板流量计的计量原理及特征111 孔板流量计的计量原理孔板流量计是基于流体流动的节流原理,利用流体流经节流元件时在其前后产生压差,此差压值与该流量的平方成正比关系来计算流量的。

(1)差压法测气原理充满管道的流体,当它流经管道内节流装置(如孔板)时,流束将在节流装置处形成局部收缩,使部分压能转为动能,其结果使流速增加,静压降低,在节流装置前后产生了压力降,如图1所示。

标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析

标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析
( ) 量 测 量 仪 表 流 程 冈 a流
且 呈 均 匀 分 散 状 态 .也 可 以 认 为 是 均 匀 单 相 的 牛 顿 流
体 气流 流 经孑 板 以前 . 流束 应 与 管道 轴 线平 行 . L 其 气流 流动 应 为 充分 发 展 紊流 且 无漩 涡 . 道 横截 面所 有 点上 管
进 人 流 量计 的气 体 必 须先 通 过 气 液 分 离 器 、过 滤
器。
以上 分析 了产 生计 量 附加 误 差 的原 因 . 了消除 或 为
① 把 测量 管 装在 对 消除 脉动 来 说较 为 有利 的位置 ,
例如 装在 调压 阀 的人 口或 远 离脉 动源
减 少 附加误 差 , 须 做如 下几 项工 作 : 必
装 整 流 器 . 免 旋 转 流 、 流 对 计 量 的 影 响 避 涡 2天 然 气 的 气 质 和 气 流 条 件 . G /2 4 6 2 0 规 定 . 过 孑 板 的 天 然 气 是 经 净 化 BT 14 — 0 8 通 L
处 理后 的天 然 气 . 流 的流 动 应 是 保 持 亚 音 速 的 、 定 气 稳 的 或仅 随 时 间缓 慢 变化 的 .气 流 是 均匀 单 相 的牛 顿 流 体 若 气 体 含有 质 量分 数 不 超过 2 %的 固体 或 液体 微粒 .
段 长 度 . 现 场 实 际 中 一 般 很 难 得 到 满 足 . 别 是 巾 于 在 特
局 部 收 缩 ( 河 流 中 的 狭 小 处 一 样 ) 流 速 增 加 、 压 力 像 , 静
降 低 . 孑 板前 后 产 生微 小 的静 压 力差 ( 工 艺 等原 广 . 大 计量 装 置 的 上游 往 往 都存 在 弯 头 如 ] 果 是单 弯 头 或平 面 双弯 头 将使 计量 结 果 偏高 . 于 多个 对 弯 头 . 使计 量 结 果偏 低 . 将 .因此 应 该 存 节流 装 置 之 前加

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

关于孔板计量天然气流量产生误差的原因分析报告

关于孔板计量天然气流量产生误差的原因分析报告

孔板计量天然气流量产生误差的原因分析注:要结合我们的生产实际情况和计量标准6143-1998进行分析方爱国(吐哈油田丘东采油厂)摘要文章主要对在天然气计量中使用最广泛的孔板流量计在流量计量时产生误差的一些原因进行了分析。

主题词天然气流量计量孔板流量计误差一、前言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:优点:(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。

缺点:(1)测量围(量程比)窄,为3:1,且合理使用的流量是满量程的30%~80%。

(2)压力损失最大,可达25%~50%。

(3)计量准确度受安装条件影响很大。

(4)前后直管段要求长,占地面积大。

(5)计量准确度受人为因素影响大。

(6)不能直接读出计量结果,使用不便。

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。

二、测量原理充满管道的流体,当它流经管道的节流件时,如图1所示:图1. 孔板附近的流速和压力分布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,天然气流量计量的实用公式是:p*1Q n=A h*α0*γre*b k*F r*ε*d2*F g*F a*F z*F t*hw式中Q n——标准状态下气体体积流量A h——常数,视差压、静压的单位而定,一般为8.6856α0——特定流量系数γre——测量管壁流量修正系数b k——孔板入口边缘锐利度修正系数F r ——雷诺数修正系数ε——气体膨胀系数d ——孔板在20℃下实测的开孔口径F a——孔板热膨胀修正系数F g——天然气相对密度修正系数F z——超压缩系数F t ——流体流动温度修正系数1p——孔板上游侧绝对压力hw——气体流过孔板时的差压三、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。

对标准板流量计测量天然气流量的准确度的研究

对标准板流量计测量天然气流量的准确度的研究

作 的开 展 能 够达 到 环 保 与 降 本 的双 重功 效 .而 开 展 节 能 工作 最 重 要 的 手段 就 是 配 备 完 善 的 满 足准 确 度 要 求 的 能源 计 量 设 施 。本 文 即对 能源 计 量 设 施 中使 用较 广 泛 的 测 量 天 然气 流 量 的标 准 孔板 流量 计 及 其 影 响 其 准确 度 的 因素 进 行 了 系统 阐述 ,并 根 据 生产 实 践 和 相 关 研 究资 料 提 出相 应 改 进措 施 .采 用 合 理 的计 算 公 式 和 计 量 装 置 ,定 期 进 行 核 对 等 并 加强 计 量 管 理 人 员 的业 务 培 训 .建 立完 善 的规
章 制 度 .以提 高 标 准 孔板 计 量 装 置 测 量 天 然气 流 量 的 准确 度 。
关 键 词 : 标 准 孔板 流 量 计
天然气 流量
测量
准确度
措施
中图 分 类 号 :TE8 2 3
概 述
文献 识 别 码 :B


稳 定 流 体 或 随 时 间缓 慢 变 化 的 均 匀 单 相 牛 顿 流体 。 但 是 在 现 场 使 用 中 , 由 于 气井 产 水 、用 户 用 气 不 平稳 、 调 压 阀 性 能 不 稳 等 许 多 干扰 因 素 ,致 使 计 量 管道 中 出 现 脉 动 流 或 涡 流 ,因 此 实 际 流 动 状 态 根 本 达 不 到 这 种 理 想 的实 验 室 的参 比条 件 要 求 。 ( )节 流 装置 偏 离 标 准 对 测量 准 确 度 的 影 响 二
对 椽 灌 孔 板 流 量 计 测 量 天 然 气 流 量 的 准 确 度 的研 究
胡 洪 ’ 杨 海 荣
( . 钢 集 团钢 管有 限 责任 公 司 重 庆 1重

测量孔板流量计时出现误差怎么解决

测量孔板流量计时出现误差怎么解决

测量孔板流量计时出现误差怎么解决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。

1 孔板安装不正确孔板的尖锐一侧应该迎着流体流向为入口端,呈喇叭口形的一侧为出口端。

如果装反,显示将会偏小许多。

解决办法:检查孔板安装方向,正确安装孔板。

2 孔板入口边缘磨损如果孔板使用时间较长,特别是在被测介质夹杂固体颗粒等杂物情况下,都会造成孔板的几何形状和尺寸的变化,如果造成开孔变大或开孔边缘变钝,测量压差就会变小,流量显示就会偏低。

解决办法:对孔板进行重新加工,使开口达到要求;严重时进行更换。

3 变送器零点漂移如果使用时间较长,变送器的零点可能会发生漂移,如果是负漂移,显示的差压将会减小,显示的流量也会减小。

解决办法:对变送器的零点进行校正。

4 上下游直管段长度不够上下游直管段长度如果不够,气体将得不到充分发展,会使计量结果造成较大误差,如果上游在规定直管段内存在多个弯头,将使计量结果偏低。

解决办法:改造蒸汽管道,使上下游直管段长度达到规定要求。

在节流装置之前加装整流器。

5 差压变送器的三阀组漏气如果三阀组中的高压阀或平衡阀漏气,将会导致测量差压减小,测量结果就会偏低。

解决办法:如果三阀组中的高压阀门漏气,将该阀门进行紧固,必要时进行更换。

如果三阀组中的平衡阀内漏,将该阀门进行紧固,必要时进行更换。

6 隔离液液位高度不等引压管中从冷凝罐到差压变送器中的液位是为了将高温介质与差压变送器隔开,保护差压变送器。

如果低压侧液位高度低于高压侧液位高度,将导致测量差压减小,测量流量就会减小。

解决办法:检查高低侧冷凝罐的高度是否一致,如果不一致,进行校正。

检查冷凝罐的高度是否高于蒸汽管道,如果低于管道,将冷凝罐的高度抬高。

整套孔板流量计的精确度还决定于差压变送器和流量显示仪的精确度。

但是当其他参数的精确度不高时采用高精度差压变送器并不能起多大作用。

天然气计量方法与计量误差分析

天然气计量方法与计量误差分析

天然气计量方法与计量误差分析摘要:天然气流量计是天然气管输与天然气应用中非常重要的工艺流程,对天然气的管输安全性评估以及上下游或者不同管理单位间的天然气交接具有十分重要的意义。

目前的天然气计量主要通过孔板流量计、涡轮流量计、超声波流量计等进行计量本文对各种流量计的工作原理和应用范围,以及流量计量精度的影响进行了简要综述,对工程实际中流量计的选择和维护具有一定的意义。

关键词:天然气计量;流量计;误差分析天然气作为一种洁净高效的能源,在世界范围内广泛应用,但是由于天然气资源分布不均,因此,天然气的输送成为世界范围内广泛存在的一种能源利用环节,而管道输送作为一种安全、高效、环保、经济的天然气运输形式,在国内外广泛应用。

天然气长输管道系统主要包括输气首站、增压站、阶段阀室、输气管道、输气末站,以及门站等多个组成部分;其中由于做好各个环节的流量交接,尤其是不同管理单位间的天然气计量交接,对于天然气管输的运营管理具有十分重要的意义。

对于天然气管输计量,现常用的流量计包括涡轮流量计、腰轮流量计、孔板流量计,以及超声流量计。

其中长输管道中主要应用涡轮流量计和超声流量计,而小的使用用户如炼厂装置等。

1.孔板流量计[1]孔板流量计的基本原理在于,气体通过孔板时会产生节流,孔板的遏制作用类似于带有一定关度的阀门,孔板前后会产生压力差,该压力差与介质属性、孔板的结构参数以及气体的流量有关系。

石油行业标准 SY/T 6143-2004《用标准孔板流量计测量天然气流量》中,列出了天然气标准体积流量计算公式,如下:qvn=AvnCEd2FGεFZFT式中:qvn—天然气在标准参比条件下的体积流量,m3/s;Avn—体积流量计量系数,无量纲,秒体积流量m3/s计量系数Avns=3.1794×10-6;C—流出系数,无量纲;E—渐进速度系数,无量纲;d—孔板开孔直径,mm;FG—相对密度系数,无量纲;ε—可膨胀性系数,无量纲;FZ—超压缩系数,无量纲;FT—流动温度系数,无量纲;P1—孔板上游侧取压孔气流绝对静压,MPa;Δp—气流流经孔板时产生的差压,Pa。

孔板计量天然气流量产生误差的原因分析(精)

孔板计量天然气流量产生误差的原因分析(精)

孔板计量天然气流量产生误差的原因分析 注:要结合我们的生产实际情况和计量标准 6143-1998进行分析方爱国(吐哈油田丘东采油厂)摘要文章主要对在天然气计量中使用最广泛的孔板流量计在流量计量时产生误 差的一些原因进行了分析。

主题词天然气流量计量孔板流量计误差 一、 刖言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: 优点:(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。

缺点:(1) 测量范围(量程比)窄,为 3: 1,且合理使用的流量是满量程的 30%〜 80%。

(2)(3) (4) (5) (2) 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。

二、 测量原理充满管道的流体,当它流经管道内的节流件时,如图1所示:压力损失最大,可达 25%〜50%。

计量准确度受安装条件影响很大。

前后直管段要求长,占地面积大。

计量准确度受人为因素影响大。

不能直接读出计量结果,使用不便。

图1.孔板附近的流速和压力分布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,天然气流量计量的实用公式是:Qn=Ah*a 0* 丫re*bk*Fr* £ *d2*Fg*Fa*Fz*Ft*p1*hw式中Qn——标准状态下气体体积流量Ah――常数,视差压、静压的单位而定,一般为8.6856a 0――定流量系数丫re —测量管内壁流量修正系数bk――孔板入口边缘锐利度修正系数Fr ――雷诺数修正系数£体膨胀系数d ――孔板在20C下实测的开孔口径Fa --- 孔板热膨胀修正系数Fg――天然气相对密度修正系数Fz --- 超压缩系数Ft ――流体流动温度修正系数 p1――孔板上游侧绝对压力 hw ――气体流过孔板时的差压 三、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。

天然气孔板流量计的误差分析及改进

天然气孔板流量计的误差分析及改进

6科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I N FORM TI ON 2008NO .19SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 工程技术天然气管道的迅速发展,要求对天然气流量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,成为我国天然气流量最主要的计量方式,在全国各大油田均有应用。

据调查,石油天然气行业采用孔板流量计作为贸易计量的约占95%以上。

孔板流量计是通过测量安装在管路中的同心孔板两侧差压来计算流量的一种检测设备。

它由节流装置、差压计、压力计和温度计等组成。

它以能量守恒定律和流动连续性方程为理论依据,由标准节流装置产生差压,应用成熟、可靠的仪表进行差压、压力、温度测量,由流量积算仪或计算机控制系统进行计算得到天然气的流量。

在实际工作中,由于计量仪表误差以及使用条件变化带来的误差往往使孔板流量计的精度不能达到要求。

因此,找出引起误差的因素,提出改进措施对于提高天然气计量精度具有重大意义。

1计量误差分析1.1被测介质实际物理性质的不确定度因素1.1.1天然气相对密度对流量计量的影响天然气流量值与1/Gr的平方根成正比例变化,如果将Gr作为一个独立量看待,则当Gr的不确定度为±0.5%时,由此引起的天然气标准体积流量的不确定因素为±0.25%,可见,天然气真实相对密度Gr对流量计量的影响很大。

Gr的不确定度是由实际天然气各有关物理参数确定、测量、分析的不确定度引起的。

比如,实际空气的组分偏离标准组分的偏离程度,各有关组分分子量测量的不确定度。

Gr的确定方法可分为2类,一是用真实相对密度计测量,例如浮力气体天平、动量密度计、气体密度计等;二是先利用气分析仪分析出天然气的全组分,然后根据天然气组分计算Gr值。

目前,我国普遍采用第2种方法,但由于压力温度的变化,Gr并不是一个定值。

采用在线色谱及时检测到组分的变化情况,可以提高计量精度。

差压式孔板流量计计量天然气流量的误差分析

差压式孔板流量计计量天然气流量的误差分析

差压式孔板流量计计量天然气流量的误差分析0 引言标准孔板流量计结构简单,操作较方便,使用技术成熟,使得其在管道计量中得到广泛应用,据统计,目前孔板流量计是我国天然气管道计量用得最多的计量设备,占整个贸易计量的50%左右。

为了规范孔板流量计量,国家专门制定了GB2628 和SY/T 6143 计量标准,对计量系统进行了说明和要求,同时,也出台天然气场站仪表配备指南,对计量系统仪器仪表精度等级进行了要求。

但是由于孔板流量计计量系统的结构特点,决定了会产生两种误差,一种是基本误差,这是流量计本身所存在的误差,第二种是附加误差,是由于流量计在使用时偏离了标准条件产生的。

由于人为操作的环节多,且天然气这一物质的计量是一种连续的、不可重复的计量,若不加以适时监控,所引起的计量附加误差相当大,尤其当天然气作为商品进行贸易结算时,为供需双方带来不利影响,本文分析了产生误差的主要原因,并提出了相应的整改措施。

1 孔板流量计的结构组成及其测量原理 1.1 结构组成孔板流量测量系统一般由节流装置(标准孔板)、压力变送器、差压变送器、铂热电阻及其流量积算仪组成。

其中孔板节流装置包括孔板、孔板夹持器和上下游直管段。

其结构如图1 所示。

图1 孔板节流装置的组成1.2 测量原理天然气经过孔板后,在孔板前后产生差压,实验结果证明,天然气的流量和差压的平方根成正比,算出比例系数也就测出了流量。

(1)差压式孔板流量计包括三部分:①现场取压部分,包括高级孔板阀、前后直管段、导压管;②温度、压力、组分补偿部分,包括现场用温度变送器、压力变送器、天然气组分分析仪计量的实时数据;③流量计算部分,指专用流量计算机(或计算仪)所安装的计量标准程序。

(2)在实际应用过程中,当充满管道的流体流经管道内的节流件时,如图2 所示。

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2010.6中国计量China Metrology标准孔板流量计的设计安装要求及气质要求比较苛刻,在实际工况条件下,因很难符合因GB/T21446-2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》国家标准的要求,因此必会产生流量计计量附加误差。

本文结合现场实际情况,对产生计量附加误差的原因进行分析及解决方法进行探讨。

一、孔板流量计测量原理当流体流经管道中的孔板时,流束将在孔板处形成局部收缩(像河流中的狭小处一样),流速增加、静压力降低,在孔板前后产生微小的静压力差(称为差压)。

流体的流速增快,孔板前后产生的差压相应增大,从而可以通过测量差压来间接测量天然气流量的大小。

流量测量系统原理如图1所示,(a )为流量测量仪表流程图;(b )为流量主参数记录和流量计算积算系统方框图。

二、产生计量附加误差的原因分析1.上下游直管段长度不够,弯头过多直管段长度不够,气流得不到充分发展,将造成计量结果的较大误差。

GB /T21446-2008规定的最短直管段长度,在现场实际中一般很难得到满足,特别是由于输气工艺等原因,计量装置的上游往往都存在弯头。

如果是单弯头或平面双弯头将使计量结果偏高,对于多个弯头,将使计量结果偏低。

因此应该在节流装置之前加装整流器,避免旋转流、涡流对计量的影响。

2.天然气的气质和气流条件GB/T21446-2008规定,通过孔板的天然气是经净化处理后的天然气,气流的流动应是保持亚音速的、稳定的或仅随时间缓慢变化的,气流是均匀单相的牛顿流体。

若气体含有质量分数不超过2%的固体或液体微粒,且呈均匀分散状态,也可以认为是均匀单相的牛顿流体。

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漩涡角小于20,即认为无漩涡。

通过计量调查发现,目前,在油田天然气计量中约50%的计量点其气流条件具有以下两个特点:(1)气体流量不稳定,并随时间周期性地大幅度变化,属脉动流体。

产生脉动源的原因:①往复式压缩机、发动机和叶片式增压机。

②调压阀猛开关或者阀芯松动和磨损。

③大量水或油的冷凝物在管线中不规则运动。

标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析□李政盛春艳罗瑶彭永娟卫巍(a )流量测量仪表流程图(b )流量主参数记录和流量计算积算系统方框图图1流量测量系统原理图配电器(或信号分配器)记录仪温度变送器热电阻压力变送器差压变送器流量计算机97误差与不确定度技术篇一次装置PRΔPRΔPPTPR(2)气质中含水量大,并夹带原油及微量颗粒杂质,气流流经节流装置时产生凝析液。

气质、气流条件达不到GB/T21446-2008中规定的要求,必将产生计量附加误差。

为了获得准确的计量值,必须抑制气流的脉动及消除气质中的水分及杂质。

解决措施:进入流量计的气体必须先通过气液分离器、过滤器。

①把测量管装在对消除脉动来说较为有利的位置,例如装在调压阀的入口或远离脉动源。

②为了减少脉动幅度,可在脉动源和测量管之间的管线上加装一个容器,或者设计专门的脉动衰减器。

把节流阀或限流器装在脉动源和测量管之间是减少脉动的最有效方法,但是这种方法压力降过大,除非条件许可,否则不宜采用。

③在差压仍然保持较高的前提下,操作可用较小的测量管,而孔板开孔直径基本不变。

④在流量计前、后取压管出口处分别加装一个具有一定容积的气液分离器,使进入流量计的差、静压信号达到先气液分离及缓冲后再进入计量装置。

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十分明显。

此方法在实际使用时,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。

3.标准孔板(1)在长时间的使用过程中,标准孔板由于被天然气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,最大可能达到偏低10%。

(2)标准中规定孔板厚度E应介于孔板开孔厚度e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检定,而是用游标卡尺在现场进行测量,由于没有在标准状况下(绝对压力为101.325kPa、热力学温度为293.15K)进行检定,当现场温度较高时,所测孔板孔径值将偏高,造成流量计算值比实际流量值偏高。

(4)孔板装反,使差压降低,造成计量气量比实际气量偏小约10%~17%。

解决措施:以上分析了产生计量附加误差的原因,为了消除或减少附加误差,必须做如下几项工作:①根据误差产生的原因,采取相应的措施。

为了准确测量流量,孔板板面必须平整、干净,并且与管道的轴线垂直。

孔板开孔与管道轴线同轴同心,上游边缘必须是矩形,直角入口G十分尖锐,锐缘如果形成圆弧rk,则rk必须小于等于0.0004d。

当有斜边开孔的孔板被使用时,必须把斜边面向下游安装,否则会测量不准,造成8%以上的负误差。

应当记住很重要的一点,孔板即使仅有细微的不标准(如孔板开孔d入口边缘缺口,板面弯曲、加工粗糙,边缘不尖锐,rk>0.0004d,板面脏,板面方向安装不当等),也会引入严重的测量附加误差。

所以在孔板设计、加工、检验、安装和使用中,一定要确保符合标准。

确保孔板平整干净、不变形、无缺口和无撞擦伤、直角入口边缘尖锐,以及正确安装都是十分重要的。

②定期对孔板进行检查、清洗,按检定周期及时送到检定部门进行检定。

③为了避免人为过失造成的计量误差,要加强计量管理和人员的培训工作。

4.差压变送器差压变送器是指能将差压值变换成(4~20)mA标准模拟信号输出至流量管理器或工业控制机的仪表。

很大程度上,其准确度的高与低、性能的好与坏,对流量计的计量结果影响十分大。

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经常发生。

(1)差压变送器的准确度等级和量程范围的选择不正确,没有按照GB/T18603-2001《天然气计量系统技术要求》进行选型,就会造成“小马拉大车或大马拉小车”现象的出现,进而引入计量附加误差。

(2)差压变送器的零位偏高(或低),造成差压值偏大(或小),使计算气量比实际气量偏大(或小)。

(3)差压变送器的三阀组漏气或堵塞。

高压阀漏气,将导致计算气量比实际气量偏小,低压阀漏气将导致计98技术篇误差与不确定度中国计量China Metrology2010.62010.6中国计量China Metrology计算气量比实际气量偏大,平衡阀内漏将导致计算气量比实际气量偏小。

解决措施:①严格按照GB/T18603-2001的要求进行选型、安装。

②定期对差压变送器进行回零检查,发现有异常或超差情况时,及时进行校准,到期检定。

③定期对差压变送器进行排污验漏检查。

④冬季气温下降,特别是油田伴生气含水量增多,易发生冻堵,需增加排污次数,给差压变送器加装保温设备(如加保温箱和伴热带)。

5.差压信号传递失真及引入的误差差压信号传送失真使得差压变送器上接收到的差压信号与节流装置所产生的差压信号不相等,从而引起计量附加误差。

差压信号传送失真包括稳态值失真和动态失真。

在稳定流条件下只存在稳态值失真,在脉动流条件下,既可能存在稳态值失真又会有动态失真。

稳态值失真可能引起的部位和原因有导压管引向不合理、切断阀设置不当、隔离液液位高度不相等、正负压引压管坡度不合理、管内介质密度不相等、三阀组积液等。

(1)切断阀设置不当引起的误差GB /T21446-2008要求导压管路上的阀门除排污阀以外应采用与导压管同内径、高密封性能的阀门,优选直通球阀。

但有的节流装置厂家提供的取压阀门却是针形阀,很容易造成堵塞和冻堵,需要在订货时让厂家直接配备球阀或进行现场更换。

(2)隔离液液位高度不相等引起的误差导压管线中带隔离器是为了利用隔离液将腐蚀性介质同差压变送器隔离。

隔离液刚刚充罐时,通过三阀组的平衡阀能使两只隔离容器中的隔离液液位高度相等,但是运行一段时间后由于隔离液泄漏或在运行时误开平衡阀,导致隔离液液位高度不相等,从而引入附加差压。

(3)导压管线引起的传送失真节流装置导压管的作用是将节流装置所产生的差压信号不失真地传递到差压变送器,但从现场的实际情况看,导压管的配置还存在很大问题。

①上游或下游导压管漏气主要发生在焊缝、阀门盘根、排污阀处,将使计量误差增大。

②导压管路过长,产生静、差压信号的失真,造成计量附加误差。

③导压管过细,造成管路堵塞,冬季冻堵,计量仪表不能正常运行。

④上、下游导压管方向接反,造成差压信号严重偏小,计量误差约30%。

⑤保证导压管线合理的坡度是为了使管内可能出现的气泡较快地升到气体收集器内或母管内,使管内可能出现的凝液较快地下沉到沉降器、排污阀或母管内。

导压管线的内径和被测流体的性质与总长度有关,如表1所示。

导压管线应垂真或倾斜敷设,其坡度应不少于1∶12,对黏度较高的流体,其坡度还应增大,当导压管线的传送距离大于30m 时,应分段倾斜,并在最低点设置沉降器和排污阀。

当不出现凝液时可酌情降低倾斜度。

为避免正负压信号管内介质温度不一致,导致密度出现差异,引起传送失真,正负压管线应尽量靠近敷设,尤其是导压管线中出现凝液时,导压管线中的凝液会因环境温度太低而凝固、结晶或结冰,因此需要伴热保温。

以上分析了产生计量误差的原因,要解决问题还必须做好以下工作:(1)严格按照标准的要求进行导压管的设计安装。

(2)新建计量装置时对施工质量要高标准、严要求,加强现场技术监督。

(3)加强计量装置的日常管理,加强对计量装置、计量仪表检查维护,确保计量装置无跑、冒、滴、漏现象的发生。

(4)对气质可能出现凝析液或环境温度较低时,应定期对仪表的导压管路进行放空、排污及蒸汽吹扫,确保导压管畅通。

三、结束语解决了上述问题就能极大地消除流量计的计量附加误差。

但影响流量计的计量误差因素很多,如天然气的组分影响、管道粗糙的影响、电信号引线的影响、上下游用户计量方式不同等。

因此,不仅要解决上述问题,还要改进工艺流程,加强计量监督检查,提升计量人员的业务水平,让他们熟悉计量法律法规及计量交接协议的规定。

只有这样,才能使流量计的计量附加误差降至最低,提高标准孔板流量计的计量准确性。

作者单位【李政罗瑶彭永娟卫巍中原油田天然气处理厂、盛春艳中原油田公司采油五厂】表1导压管长度和内径单位:mm99误差与不确定度技术篇。

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