質量流量計在朝陽溝油田中轉站外輸計量上的應用

摘要：科氏流量計實現了真正意義上的高精度的直接質量流量測量，具有維護簡單、可靠性高等優點，本文根據朝陽溝油田實際情況分析了質量流量計在中轉站外輸的應用情況，具體介紹了質量流量計組成及工作原理，使用注意事項及維護問題。

主題詞：質量流量計；中轉站；外輸計量

一、前言

朝陽溝油田原油處理集輸工藝如下：原油從井口采出，集輸至計量間后，氣、液混輸至中轉站，進行氣、液二相分離，分離后的油水混合液經外輸泵升壓、計量后輸往聯合站，到聯合站后經游離水脫除器、一段加熱爐、壓力沉降罐、二段加熱爐、電脫水器處理后成為成品油。中轉站計量作為集輸過程中間的重要環節，做好其計量工作可為企業經營管理者組織生產、量化考核提供可靠的依據。中轉站外輸計量介質為油水混液，含水率一般在30%-90%，質量流量計作為直接式質量流量儀表，可直接測量出混液中油和水的質量流，同時計量精度較高，可有效保證中轉站含水油計量準確。

二、質量流量計組成及原理

中轉站外輸計量介質是油水混液，每日精確的產油量對于生產有著重要的參考價值。質量流量計是對被測介質的流量進行連續測量，測量結果是以公斤或噸等工程單位顯示出來的流量儀表。質量流量計是一種推理式流量計，按測量方法可以分為二大類：一是質量流量間接式測量，即同時測量流體的體積流量和密度值，由運算放大器計算得到流體質量，或是同時測量流體的體積流量和溫度、壓力值，利用流體密度與溫度、壓力之間的關系，計算出流體質量；二是質量流量直接式測量方法，流體測量直接反映質量流量值，與流體的溫度、壓力和密度等參數的變化無關。

（一）質量流量計組成

質量流量計由兩部分組成分別是傳感器與變送器，流量傳感器是一種基于科里奧利力效應的相位敏感型諧振式傳感器。該傳感器由振動管、信號檢測器、震蕩驅動器、支撐結構和殼體所組成。

（二）測量原理

1、質量流量測量

測量系統根據科氏力原理測量介質的質量流量。科氏力是指物體在旋轉系統中做直線運動時所受的力。

Fc=2ω·V·m

式中，Fc——科里奧利力，N；ω——角速度，1/S；v——旋轉系中徑向速度，m/s；m——運動體質量，kg。

科氏力的大小與運動物體的質量Δm、速度v成正比，即與介質的質量流量成正比。當流體在旋轉管道中流動時，管道將受到一個切向的科里奧利力，測量在旋轉管道中流動流體產生的科里奧利力就可以得到質量流量。

2、密度測量

測量管連續地以其共振頻率振動，振動頻率隨介質質量、振動系統的密度（包括測量管和被測介質）的變化而相應地變化。因此，共振頻率是介質密度的函數。根據此原理，微處理器計算得到相應的密度輸出信號。

3、溫度測量

對測量管的溫度進行測量，用于流量測量的溫度補償，且該溫度信號與介質溫度相對應，也可作為輸出信號。

三、朝陽溝油田中轉站外輸質量流量計應用情況

（一）原中轉站外輸計量方式

在使用質量流量計前中轉站外輸是采用刮板或者腰輪流量計配合密度儀來進行計量，外輸混液依次經過刮板或者腰輪流量計和密度儀，外輸的液量體積通過刮板或者腰輪流量計來測量，密度由密度儀測量得出，最后的產油量通過計算得到。

在生產過程中，逐漸發現以下問題：

1、密度計漂移頻繁。隨著密度儀使用年數增加，密度儀發生漂移的頻率提高，若漂移量較小，可通過與手工化驗含水結果作比對來進行調整，漂移量較大則需要重新送回廠家校驗。

2、流量計容易故障。體積流量計內部存在旋轉部件，實際使用時遇到大型雜物會發生卡死現象，影響計量且會降低流量計使用壽命。

3、產油量誤差較大。流量計和密度儀都存在自身的誤差，產油量是通過使用二者的測量值計算得到，根據誤差傳遞理論導致最后結果誤差較大。

由于以上幾點原因，導致中轉站外輸計量時而出現問題或者故障，同時計量的精確度不高，容易發生產量糾紛。

（二）質量流量計在中轉站外輸上初期試驗

2011年我廠在兩個站進行了質量流量計的初期試驗。根據被測介質是含水在30%-90%的油水混液，我廠中轉站外輸計量采用直接式的科里奧利質量流量計，安裝在原密度儀的位置，生產廠家為德國E+H，型號Promass83F。

（三）質量流量計在中轉站后期應用情況

通過2年的試驗，83F型質量流量計在我廠運行情況穩定，計量準確。2013到2014年朝陽溝地區各中轉站陸續完成了質量流量計的安裝，共計14個中轉站，質量流量計投入使用后，現場運行情況良好。

（四）保證質量流量計計量精度的工作

在實際應用中發現，質量流量計雖然精確，但在實際使用中仍要注意做好以下工作，才能有效保障質量流量計計量的精度。

1、定期清理內部

質量流量計在使用時難免內部管壁上會有原油、雜質等物質滯留，過多的污物附著在管道內壁上會影響其固有振動頻率，導致計量準確性降低，所以應該定期進行儀表清潔，清除污物。

2、消除零點漂移

質量流量計在使用中需要重點注意零點漂移問題。小流量時，零點漂移會造成很大的誤差。可通過定期標定零點的方法，減小零點漂移。

四、結論

質量流量計的應用很好的解決了原來刮板或者腰輪流量計配合密度儀使用時計量不準確的問題，質量流量計直接測量質量流量，測量出外輸油的質量，免去頻繁化驗的環節，降低了工人的勞動強度。質量流量計的高精度可為評估各中轉站生產能力和生產成本提供了可靠依據，減少了各個基層單位間的產量糾紛。

參考文獻：

[1]閆宏濤，劉玉香，程佑全，李雪蓮.淺論質量流量計在油品計量中的應用[J]. 中國石油和化工標準與質量. 2012（15）.

[2]劉寶權，張波，赫娟，羅小林.如何確保質量流量計計量的準確性[J]. 石油工業技術監督. 2003（08）.

[3]許戰，蔣焱. 質量流量計的應用[J].石油規劃設計.1998（04）.