一 序言
腰轮流量计(以下简称流量计)误差是表示流量计误差与流经流量计的实际原油流量之间的函数关系曲线。图1为相邻两次流量计所得误差曲线。流量计误差是通过得到的, 由下式计算:
E=(1-Q标/Q指)×100% (1)
式中,E为流量计误差;Q标为经过修正后的标准体积管的容积值,mm3;Q指为被检定的流量计测得的容积值,mm3;Q标/Q指为流量计系数。

用标准体积管检定流量计工艺流程如图2所示。

图中,1. 流量计进口阀;2. 消气器;3. 过滤器;4. 流量计;5、10 流量调节阀;6. 流量计检定阀;7. 流量计出口阀;8. 标准体积管进口阀;9. 标准体积管出口阀;11. 标准体积管。
二 漏流量对误差曲线的影响
漏流量是指通过腰轮和壳体之间的间隙未经计量直接从进口流至出口,称这种仅经过而不参与计量的原油为漏流量。漏流量是流量计所固有的特性。由于流量计制造材料及制造工艺等因素影响,腰轮与壳体之间的间隙不可能完全消除,所以存在不同程度的漏流量。根据平板理论,流经间隙的漏流量由下式决定:
(2)
式中,q为漏流量,mm3/s;l为腰轮与壳体之间间隙的长度,mm;d为腰轮与壳体之间间隙的宽度,mm;△P为压差,kPa;μ为原油的动力粘度,Pa•s;K为常数(由流量计直径确定),mm。
由于漏流量的存在,这样在检定流量计时这部分油量就未经流量计计量而直接进入标准体积管,致使流量计系数增大,误差曲线下移。具体影响因素分析如下。
1 间隙影响
一方面,在一般情况下,新流量计通过运行一段时间磨合,机械阻力有所减少,各处间隙合适,漏流量较小,故误差曲线向上移。如果流量计运行工况不变,随着运行时间加长,间隙变大,漏流量又会增大,误差曲线向下移。
另一方面,大庆原油含蜡量较高(为37.3%),且析蜡点也较高(为44℃),这在本质上就决定原油容易在流量计的计量室内壁上结蜡;在外界条件下,油温一般在39~52℃范围内,而流量计工作在室温中,所流量计壁温低于油温,这样就有利于蜡在计量室内壁的沉积。根据有关资料介绍,控制不同的油温与壁温之差△t可得出△t与结蜡量的关系,如图3所示。

由图3中可以看出,△t从零到正,结蜡量迅速增加,而△t为负时,对结蜡量几乎无影响。由于结蜡的存在,导致间隙变小,这样漏流量就减小,误差曲线向上移。
2 流量计压差的影响
压力对误差曲线的影响表现为两方面。其一为:根据式(2)相邻两次检定不同时,漏流量不同,使误差曲线产生移动,第二次压差比第一次压差大,误差曲线下移;反之,误差曲线上移。其二表现为流量对流量计压差产生影响,从而也就对漏流量产生影响,最终表现为影响误差曲线本身的形状。在流量较小时,由于流量计进出口压差小.腰轮的转遭低,漏流量大,误差较大;大流量时.由于腰轮回转力矩大,误差也较大。当流量在某一确定范围内,误差曲线较平稳,是流量计最佳工作状态。
3 原油粘度影响
粘度变化,易引起计量腔表面原油粘附,同时由式(2)也可看出,粘度直接影响漏流量,最终影响误差曲线。图4为几种不同粘度介质的误差曲线。图中,1. 变压器油;2. 轻柴油;3. 水;4. 航空汽油。

由图4看出,介质粘度越大,漏流量越小,误差越小,误差曲线在上方;介质粘度越小,漏流量越大,误差越大,误差曲线在下方。由于原油粘度是变化的,随着原油粘度的增大或减少,误差曲线上移或下移。
三 检定系统工艺流程的影响
用流量计计量原油时,一般都是几台流量计并联运行。流量计出口有两个阀门,一个是出口阀,原油经此阀直接外输;一个是检定阀,原油经此阀流至标准体积管,检定流量计。
用标准体积管捡定流量计的工艺流程图如图2所示。当检定某一台流量计时,该流量计出口阀7关闭,检定阀6打开,其它流量计检定阀6也关闭,原油经该台流量计的检定阀6进入标准体积管。如果此时其它流量计检定阀关闭不严,就有原油串入检定系统,这样经过体积管的油量Q标就比经过流量计的原油油量Q指大,根据式(1)可知流量计误差E增大,误差曲线向下移。如果该台流量计出口阀关闭不严,就会有原油未经标准体积管而从出口阀直接外输,这样就使经过体积管的油量Q标就比经过流量计的油量Q指小,同样根据式(1)可知流量计误差E减小,误差曲线向上移。由此看出,检定工艺流程对误差曲线也会产生影响,但这一因素表现的较为明显,误差曲线移动的幅度比较大,应引起检定人员的注意。
四 体积管内壁结蜡及室温的影响
由于流量计误差是通过检定得到的,而标准体积管是检定时的标准器,所以对体积管的影响因素必然会引起额外的检定误差,亦即影响被检流量计误差曲线。
1 结蜡对流量计误差曲线的影响
大庆原油是高含蜡、高析蜡点的原油,体积管工作时油温又比壁温高,这样就容易在体i赠内壁上结蜡。结蜡使体积管容积变小,行球时间短,从而使经过流量计的油量Q指比正常时的油量减小,而经过体积管的油量Q标按未结蜡状态处理,这样按式(1)就导致流量计误差E增大,误差曲线向下移。
体积管的检定球为空心的橡胶球,球心内充满液体,其直径比体积管内径大1%~4% ,具有一定的弹性,检定球在体积管内运行时起到清蜡的作用, 随着行球次数的增加,体积管内壁的结蜡量逐渐减少,对误差曲线的影响也减小,一般检定开始时的前三次行球误差较大,为0.10%左右,之后结蜡对误差影响较小。
2 环境温度的影响
标准体积管裸露置于室内,当环境温度变化时,必然引起体积管工作温度的变化,这样会引起体积管容积的变化,容积的变化量为:
△V=β(t-20) (3)
式中,△V为体积管标准容积的变化量,L;β为体积管温度体膨胀系数,L/℃ ;t为体积管工作温度,℃。
体积管容积变化会引起流量计误差变化。当环境温度升高时,体积管容积增大,使经过流量计的油量Q指比温度未升高时大,按式(1)可得,流量计误差E减小,误差曲线向上移;反之,环境温度降低时,流量计误差E增大,误差曲线向下移。
五 采取措施
为了提高原油计量的准确性.减小影响流量计误差曲线移动的因素,建议采取如下措施:
1、缩短流量计检定周期,周检周期一般为三个月.建议自检周期缩短到一个月,这样可保证流量计运行工况与检定工况相近,减小影响漏流量的因素。
2、检定流量计前,严格检查检定工艺流程,确保工艺流程准确无误。
3、在正式检定流量计前,使体积管运行4~5球,以清除体积管内壁结蜡。
4、对体积管采取保温措施,以减少环境温度变化对流量计误差的影响。
5、适当提高体积管周围环境温度,以防止体积管结蜡,根据经验,环境温度一般控制在25℃~37℃之间为宜。




