氣田地面工程孔板流量計直管段長度設置探討

　　隨著科技不斷進步，產品不斷更新，熱工儀表也在不斷的更新換代。其中節流裝置的種類更是多到讓用戶眼花繚亂，用戶不知從何處下手選擇節流裝置的類型。今天西安華恒儀表廠家為廣大用戶帶來了氣田地面工程孔板流量計直管段長度設置探討的文章。

　　孔板流量計作為標準的計量裝置,經國際計量標準化組織認可,在全世界石油天然氣領域的過程測量和商品氣計量中被廣泛使用。

　　孔板流量計是由節流裝置(標準孔板)、差壓儀表組成的一種差壓式計量設備,具有結構簡單、牢固、易于制作,性能穩定可靠,使用周期長,價格低廉等優點。特別是孔板流量計不需要對其進行定期實流標定,只需要對孔板的幾何尺寸進行測量,就能判斷其是否滿足計量要求,能否繼續使用。

　　中國石油西南油氣田公司天然氣的計量,包括單井站、內部集輸、凈化廠、輸配氣站等,幾乎全部采用孔板流量計。但是,氣田地面工程中,由于對計量等級劃分不明確以及未根據節流裝置前的阻流件形式選擇計量直管段,單井站、內部集輸等普遍存在孔板流量計直管段過長,見圖1,造成占地面積過大,工程投資增加的問題。為確保氣田地面工程中孔板流量計計量在滿足規范和精度要求的前提下,盡可能的縮短前后直管段,本文將根據不同的計量類型和要求,結合孔板流量計上游不同的阻流件安裝形式,對流量計安裝方式及直管段長度選擇進行探討。

　　1、天然氣計量的定義和分類

　　1.1、地面工程天然氣計量常用設置在氣田地面工程中根據孔板流量計安裝在單井站、站場、凈化廠的位置,可以分為以下多種方式的計量:

　　單井站計量通常指對單井站原料天然氣的產量進行計量;

　　氣田內部集氣站計量通常指對各單井站輸送到集氣站的天然氣進行輪換計量;

　　凈化廠原料氣計量通常指氣田內部集輸原料氣進入凈化廠的交接計量;

　　裝置計量通常指各裝置內生產過程中的計量;

　　凈化廠凈化氣計量通常指凈化廠與凈化氣外輸管道的交接計量;

　　輸氣站與分輸站凈化氣計量通常指輸氣站與分輸站之間的站間分輸計量;

　　配氣站、分輸站與用戶計量通常指配氣站、分輸站與下游用戶之間的產品氣貿易計量。

　　1.2、天然氣計量的類型

　　在氣田地面工程的天然氣計量可分為兩種類型:

　　企業內部天然氣計量。該類型包括單井站計量、氣田內部集輸集氣站計量、裝置間過程計量、凈化廠原料氣計量、凈化廠凈化氣計量、輸氣站與分輸站凈化氣計量均可定義為企業內部計量。

　　企業與用戶間貿易交接計量。配氣站、分輸站與用戶計量可定義為貿易交接計量。

　　1.3、天然氣計量等級定義

　　根據#油氣集輸設計規范[1]規定,氣田地面工程中天然氣計量分為三級:一級計量為油氣田外輸的貿易交接計量;二級計量為油氣田內部集氣過程計量;三級計量為油氣田內部自用氣生活計量。

　　根據以上對天然氣計量分類的描述,將單井站計量、氣田內部集輸集氣站計量、裝置計量、輸氣站與分輸站凈化氣計量作為油氣田內部的過程計量,可定義為二級計量。

　　由于凈化廠原料氣計量、凈化廠凈化氣計量同屬于企業內部計量,但因有可能成為兩個單位間的交接計量,在設計中建議按一級計量進行要求。

　　配氣站、分輸站與用戶的貿易交接計量應定義為一級計量。

　　2、孔板流量計直管段長度設置

　　根據天然氣流量計量的類型的劃分和對計量等級的定義,通過對生產中流量計安裝位置上游阻流件形式的分析,對孔板流量計直管段設置長度進行研究,使其滿足計量規范以及計量等級要求的情況下,盡量縮短直管段長度。

　　2.1、孔板流量計上游阻流件形式

　　孔板流量計上游阻流件形式,見表1。

　　2.1.1、單井站

　　大多數單井站的天然氣計量點設置在重力分離器出口原料氣管線上,孔板流量計上游阻流件,通常是在同一平面上的兩個或兩個以上的90%彎頭。在部分特殊單井站,根據實際安裝情況,在流量計前會有互相垂直平面上兩個或兩個以上的90%彎頭的阻流件形式。

　　2.1.2、集氣站

　　各單井站的天然氣輸送到集氣站后,其流量計的安裝有兩種形式:

　　a.通過氣液分離器分離后再進行計量,這種方式與單井站相同,孔板流量計上游阻流件,通常是在同一平面上有兩個或兩個以上的90%彎頭。

　　b.天然氣進站經氣液分離后,進入匯管匯集后進行計量,孔板流量計上游阻流件,通常是匯管出口的全通徑球閥。

　　2.1.3、凈化廠

　　凈化廠內原料氣進廠的計量,凈化氣出廠的計量以及裝置內部的過程計量,孔板流量計通常將安裝在工藝管架上,或者安裝在管架下面的地坪上,孔板流量計上游阻流件,通常是互相垂直平面上兩個或兩個以上的90%彎頭,或者是同一平面上兩個或兩個以上的90%彎頭。

　　2.1.4、輸氣站、配氣站

　　多數輸氣站的天然氣經過分離后,進入匯管匯集后再進行流量計量,孔板流量計上游阻流件,通常是匯管出口的全通徑球閥。

　　2.2、孔板流量計直管段設置

　　2.2.1、過程測量或內部計量

　　單井站計量、氣田內部集輸集氣站計量、裝置計量、輸氣站與分輸站凈化氣計量等氣田內部計量或生產裝置中的過程測量一般定義為天然氣的二級計量。二級計量系統的最大允許誤差可在50%以內,按照GB/T2624.2-2006#用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量第2部分:孔板[2]孔板安裝要求中,對直管段長度的規定,在無流動調整器情況下,孔板流量計的直徑比、值小于等于067,且滿足孔板上游為任意阻流件時,孔板上游直管段長度規定為44D。但作為二級計量設備,在流出系數的不確定度上算數相加05%的附加不確定度時,可以將孔板上游直管段長度縮短為20D。因此,在單井站、氣田內部、裝置內等作為二級計量的地方,孔板流量計最短前直管段長度可以為20D,后直管段為4D。

　　2.2.2、交接或貿易計量

　　凈化廠原料氣計量、凈化氣計量、配氣站和分輸站與用戶的貿易計量定義為一級計量。作為一級計量,要求孔板流量計上游直管段長度,應按照GB/T21446-2008#用標準孔板流量計測量天然氣流量[3]和GB/T2624.2-2006#用安裝在圓型截面管道中的差壓裝置測量滿管流件流量第2部分:孔板的規定設置。

　　在無流動調整器情況下,孔板流量計的直徑比、值小于等于067,且滿足孔板上游為任意阻流件時,孔板上游直管段長度按規定至少應有44D,在阻流件為特殊復雜管路或匯管時,上游直管段長度可能需要60~145D。如此長的直管段會增大站場面積,增加安裝難度,不利于工程費用的降低和實施,見表2。

　　因此在交接和貿易計量時,建議在孔板流量計前增加流動調整器。流動調整器有兩種結構類型:

　　2.2.2.1、19管束流動調整器[4]在孔板流量計前13D的位置上安裝19管束流動調整器后,孔板上游直管段長度只需要設置為30D,下游直管段為7D時,就能滿足流量計上游為任意阻流件,這時孔板流量計的直徑比需小于等于67。

　　2.2.2.2、Zanker流動調整器板[4]在孔板流量計前75D的位置上安裝流動調整器板,孔板上游直管段長度只需要設置為17D,下游直管段為7D時,就能滿足流量計上游為任意阻流件,孔板流量計的直徑比、值需要小于等于67。

　　3、結論

　　在天然氣地面工程設計中,孔板流量計直管段長度的選擇,建議先對該孔板流量計的計量類型和等級進行確定,同時結合工程的具體要求,參照上述直管段的設置方法,在滿足不同計量等級要求的前提下,縮短直管段安裝長度,減少土地征用,節約工程建設投資。

　　相信通過以上氣田地面工程孔板流量計直管段長度設置探討的全部容，能夠使大家有一個較為全面的認識，對選擇合適的孔板流量計有所幫助。如有疑問，可以隨時聯系我們。