車載活塞式體積管故障診斷與排查

趙 瑾 李汲峰 粟 迎

中國石油長慶油田分公司 技術(shù)監(jiān)測(cè)中心 （陜西 西安 710021）

車載活塞式體積管故障診斷與排查

趙 瑾 李汲峰 粟 迎

中國石油長慶油田分公司 技術(shù)監(jiān)測(cè)中心 （陜西 西安 710021）

體積管的狀態(tài)良好是量值準(zhǔn)確可靠的關(guān)鍵，是原油交接雙方經(jīng)濟(jì)利益的保證。針對(duì)體積管在原油流量計(jì)檢定過程中常見的故障，分析成因，提出現(xiàn)場(chǎng)診斷與故障排查方法，在提高原油流量計(jì)檢定工作效率和質(zhì)量中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

體積管 流量計(jì) 故障診斷

在原油動(dòng)態(tài)集輸過程中，原油流量計(jì)主要用于在線計(jì)量原油的體積。對(duì)交接雙方來說，流量計(jì)的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到交接雙方的經(jīng)濟(jì)利益。流量計(jì)的準(zhǔn)確性是由體積管對(duì)其周期檢定來保證。

隨著油田產(chǎn)量上升，輸油站點(diǎn)增多，長慶油田受檢流量計(jì)的數(shù)量以每年90臺(tái)速度遞增，使用一臺(tái)體積管開展原油外輸流量計(jì)、廠際和廠內(nèi)部流量計(jì)的檢定，已很難滿足流量計(jì)的周期檢定要求。因此，計(jì)量檢定人員有必要對(duì)體積管在檢定時(shí)的常見故障進(jìn)行診斷和排查，達(dá)到既能保證原油流量計(jì)周期檢定的順利進(jìn)行，又能保證檢定工作效率和質(zhì)量。

根據(jù)多年現(xiàn)場(chǎng)檢定經(jīng)驗(yàn)，體積管常見故障主要分為電器系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)兩大類。

1 車載活塞式體積管現(xiàn)場(chǎng)檢定流量計(jì)系統(tǒng)及工作原理

1.1 檢定現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)構(gòu)成

體積管系統(tǒng)主要由過濾器、計(jì)量缸體、液壓系統(tǒng)、氮?dú)鈮合到y(tǒng)、光電檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)等6部分組成（圖1）。

圖1 體積管現(xiàn)場(chǎng)檢定流量計(jì)組成

1.2 車載活塞式體積管檢定流量計(jì)的工作原理

采用容積值比較法，即用體積管作標(biāo)準(zhǔn)器，被檢流量計(jì)與體積管串聯(lián)在同一條管路上，將體積管換算到流量計(jì)條件下的容積值與被檢流量計(jì)的示值進(jìn)行比較，采用兩者之差除以體積管換算到流量計(jì)條件下的容積值,再乘以100%，即為被檢流量計(jì)的的基本誤差。用公式表示為：式中 Qs—將體積管經(jīng)過水驅(qū)法標(biāo)定的容積值換算

到流量計(jì)條件下的容積值,L；Qm—被檢流量計(jì)的示值,L。

2 車載活塞式體積管常見故障診斷與排查

2.1 數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)無瞬時(shí)流量顯示

這種現(xiàn)象一般都是由于控制箱、數(shù)據(jù)線的連接、脈沖轉(zhuǎn)換器工作不正常造成的，應(yīng)從以下幾個(gè)方面逐一排查。

（1）數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)是否有檢測(cè)時(shí)間顯示，否則應(yīng)檢查控制電源是否接通,數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)與控制箱連接的數(shù)據(jù)線是否連接無誤。

（2）控制箱的電源是否接通。控制箱電源如果沒有正常接通，就沒有信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)。

（3）流量計(jì)的光電脈沖轉(zhuǎn)換器是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。檢查流量計(jì)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常、光電脈沖發(fā)生器與流量計(jì)表頭連接的傳動(dòng)軸連接是否牢固。

（4）有無電磁干擾。取下安裝在流量計(jì)上的光電脈沖發(fā)生器，查看計(jì)算機(jī)上是否有顯示。如果有流量顯示，說明存在電磁干擾,此時(shí)，應(yīng)更換操作位置或更換流量計(jì)控制信號(hào)電纜，做到屏蔽、接地良好。

2.2 體積管計(jì)量缸體內(nèi)的活塞不返回上游

體積管計(jì)量缸體內(nèi)的活塞不返回上游這種情況一般是因?yàn)橐簤合到y(tǒng)、控制箱和光電檢測(cè)開關(guān)出現(xiàn)問題，此時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面逐一排查。

（1）檢查電機(jī)的運(yùn)行情況。啟動(dòng)液壓系統(tǒng)的電機(jī)后，液壓泵沒有開始運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查液壓系統(tǒng)電機(jī)的電源是否接通,是否過載,電壓值是否滿足要求。

（2）檢查液壓系統(tǒng)的工作壓力。液壓油箱油量過少，或者液壓油不符合要求，液壓系統(tǒng)的工作壓力都達(dá)不到要求。如果油量過少,應(yīng)填加同型號(hào)的液壓油,達(dá)到總體積的1/2～3/4處為止；液壓油不符合要求，要進(jìn)行更換，一般液壓系統(tǒng)工作壓力為4MPa。

（3）檢查液壓電磁閥是否誤動(dòng)作。檢查液壓電磁閥供電電壓是否為220V，必要時(shí)可以取下電磁閥的外殼，查看電磁閥是否有損壞。

（4）檢查光電檢測(cè)開關(guān)是否失靈、光電管是否被異物遮檔或有臟物，并檢查光電管的供電電壓是否滿足要求，如果有異物遮檔或有臟物，應(yīng)取下遮光筒，用干凈的軟布進(jìn)行清潔。

（5）檢查控制箱。切斷控制箱電源，用控制板上的手動(dòng)開關(guān)檢查活塞是否能向上游運(yùn)行，如果能正常向上游運(yùn)行，則說明控制箱有故障，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換。

（6）檢查活塞桿上的緊固螺絲帽是否松動(dòng)或脫落。由于車輛在行駛過程中存在顛簸，加上檢定現(xiàn)場(chǎng)流量的不平穩(wěn)，容易導(dǎo)致體積管在長期使用過程中，活塞桿上的緊固螺絲帽脫落或松動(dòng)。此時(shí)，活塞桿可能掉在缸筒里，導(dǎo)致活塞無法返回上游。

2.3 體積管計(jì)量缸體內(nèi)的活塞不向下游運(yùn)行

體積管計(jì)量缸體內(nèi)的活塞不向下游運(yùn)行這種情況多是由于液壓系統(tǒng)、工藝流程和控制箱等出現(xiàn)問題而產(chǎn)生的，此時(shí),應(yīng)采取以下做法。

（1）檢查計(jì)算機(jī)是否發(fā)出了開始檢定運(yùn)行的指令。

（2）檢查液壓電磁閥動(dòng)作是否失靈。

（3）檢查電源電壓是否為220V，必要時(shí)可以取下電磁閥的外殼，查看電磁閥是否有損壞。

（4）檢查工藝流程。體積管的活塞在向下游運(yùn)行的過程中，要依靠來自流量計(jì)的原油壓力推動(dòng)活塞向下游運(yùn)行，如果此時(shí)流量計(jì)的出口閥未關(guān)閉、關(guān)閉不嚴(yán)、流程不通或有旁路，會(huì)使流過流量計(jì)的一部分原油分流，導(dǎo)致流入體積管的原油不是滿管流，活塞就不能向下游運(yùn)行。因此，要對(duì)工藝流程進(jìn)行逐個(gè)檢查，尤其是對(duì)多臺(tái)流量計(jì)共用一個(gè)檢定出口的情況，要逐個(gè)檢查，確保無誤。

（5）檢查控制箱。切斷控制箱電源，用控制板上的手動(dòng)控制開關(guān)檢查活塞是否能向下游運(yùn)行，如果能向下游運(yùn)行，但不能完全運(yùn)行到下游，可以斷定是體積管缸筒里有臟物或缸體內(nèi)壁劃傷阻礙活塞的運(yùn)行，應(yīng)返廠修理。

2.4 被檢流量計(jì)的重復(fù)性差

被檢流量計(jì)的重復(fù)性差，這種情況一般是由體積管的使用條件和現(xiàn)場(chǎng)工況條件變化引起的,應(yīng)采取以下做法。

（1）檢查計(jì)量缸筒內(nèi)氣體是否排凈。依據(jù)JJG 667-2010《液體容積式流量計(jì)》檢定規(guī)程第7.1.6.2的要求[1]，液體應(yīng)充滿試驗(yàn)管道,液體中應(yīng)不夾雜氣體，否則不是滿管流，造成測(cè)量數(shù)據(jù)變化比較大，易造成誤判，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。

表1 體積管測(cè)試數(shù)據(jù)

從表1可以看出，在檢定過程中，標(biāo)準(zhǔn)裝置中殘余氣量對(duì)測(cè)量過程影響顯著，因此，應(yīng)通過排氣閥排除所有的氣體。

（2）檢查光電檢測(cè)開關(guān)靈敏度。檢查光電管的供電電壓以及接線是否正確,或光電管表面有臟物，如果必要的話更換光電管或用干凈的軟布清潔光電管表面。

（3）電磁閥動(dòng)作超前或滯后，檢查電磁閥的電壓是否符合要求。

（4）流量不穩(wěn)。依據(jù)JJG 667-2010《液體容積式流量計(jì)》檢定規(guī)程第7.1.6.2要求[1],在檢定過程中,每個(gè)流量點(diǎn)的每次實(shí)際檢定流量與設(shè)定流量的偏差應(yīng)不超過設(shè)定流量的±5%。流量不穩(wěn)，體積管計(jì)量缸里的活塞在檢定時(shí)運(yùn)行不平穩(wěn)，易造成檢定結(jié)果的重復(fù)性很差。

（5）檢定過程中溫度的變化。依據(jù)JJG 667-2010《液體容積式流量計(jì)》檢定規(guī)程第7.1.6.3條要求，一次檢定過程中,檢定介質(zhì)的溫度變化應(yīng)不超過±0.5℃ 。根據(jù)多年現(xiàn)場(chǎng)檢定經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，在檢定過程中溫度每變化1℃，對(duì)流量計(jì)系數(shù)的變化影響為0.08%。因此，要嚴(yán)格注意檢定過程中溫度的變化，防止影響儀表的重復(fù)性。

（6）體積管必須保持一定的背壓。依據(jù)JJG 209 -2010《體積管》檢定規(guī)程第7.1.3.2要求[2]，檢定裝置管路的設(shè)置應(yīng)使被檢體積管有一定的背壓。只有體積管保持一定的背壓，管道中流動(dòng)的液體才是滿管，原油中就不存在影響重復(fù)性的氣體。

（7）體積管長期頻繁使用，計(jì)量缸筒內(nèi)密封圈密封不嚴(yán)，也會(huì)導(dǎo)致體積管重復(fù)性差。

由于原油中含有焊渣等金屬雜質(zhì)，進(jìn)入計(jì)量缸筒內(nèi)容易劃傷體積管計(jì)量缸筒內(nèi)壁，使活塞密封圈不能很好地與缸筒密封，產(chǎn)生漏失。如果有條件還可以對(duì)體積管缸體部分進(jìn)行試漏檢查,如果確認(rèn)是密封圈故障,應(yīng)返廠更換密封圈。

（8）流量計(jì)重復(fù)性差。在確認(rèn)體積管的檢定性能完全可靠,檢定工藝流程和工作條件不變的情況下，如果檢定數(shù)據(jù)的重復(fù)性差，就可以直接判定該臺(tái)流量計(jì)為不合格，要求使用單位予以更換，否則就是體積管故障，需進(jìn)一步檢查。

3 結(jié)束語

為保障體積管的最佳使用性能，確保油田流量量值傳遞的準(zhǔn)確可靠，維護(hù)計(jì)量交接雙方的經(jīng)濟(jì)利益，除了加強(qiáng)對(duì)體積管日常的維護(hù)和保養(yǎng)外，還要對(duì)體積管在流量計(jì)檢定過程中的出現(xiàn)故障不斷總結(jié)和分析，尋求最有效的解決方法，做出快速有效的診斷與排查，才能提高檢定工作效率和質(zhì)量，更好地服務(wù)于油田生產(chǎn)。

[1]JJG 667-2010液體容積式流量計(jì)[S].

[2]JJG 209-2010體積管[S].

The good state of prover is the key to the accurate and reliable value,and the guarantee of the mutual interest for both sides of crude oil transfer.According to the common faults of povers in the detection of crude oil flowmeters,the analysis is made about the cause of them.And then on-site diagnosis and fault removal methods are presented,which show certain application value in improving the working efficiency and quality of crude oil flowmeter detection.

prover;flowmeter;fault diagnoses

趙瑾（1970-），男，一級(jí)注冊(cè)計(jì)量師，主要從事原油流量計(jì)的檢定和計(jì)量糾紛調(diào)解工作。

2012-03-18▎