石油專用計(jì)量器具的檢定校準(zhǔn)技術(shù)與應(yīng)用

魏奎英(廣西石化公司，廣西 欽州 535000)

0 引言

油田企業(yè)中包括技術(shù)檢測(cè)中心、物資供應(yīng)商檢所等部門，在采氣廠、采油廠設(shè)置專門的環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、技術(shù)監(jiān)督中心等部門。在油田開發(fā)的過程中，計(jì)量器具會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的取準(zhǔn)精度造成影響，全部器具檢定、校準(zhǔn)比較困難。只有少部分的計(jì)量器具安裝到連續(xù)工作裝置中，無法對(duì)儀器設(shè)備精準(zhǔn)校準(zhǔn)，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度影響[1]。故此，本文對(duì)計(jì)量器具的校準(zhǔn)情況進(jìn)行分析，以期為同行提供參考。

1 石油企業(yè)計(jì)量器具的特點(diǎn)、檢定與校準(zhǔn)

1.1 通用計(jì)量器具檢定校準(zhǔn)技術(shù)的特點(diǎn)

傳感器中標(biāo)有制造廠商、出廠編號(hào)、型號(hào)、供電電壓、出場(chǎng)日期、工作溫度范圍和測(cè)量范圍，在使用與修理之后要保證出廠編號(hào)，型號(hào)標(biāo)識(shí)清晰[2]。具有信號(hào)引出線的傳感器絕緣外套有不同的顏色，并且沒有明確的定義。裝接線盒的傳感器接線端子標(biāo)識(shí)清晰，傳感器防爆性能良好，保證防爆等級(jí)標(biāo)識(shí)清楚，傳感器本體和外殼的放水密封性能良好。脈沖信號(hào)、輸出電流信號(hào)的傳感器端子之間的電阻值設(shè)置為200～20 MΩ[3]。使用最小二乘法對(duì)傳感器實(shí)際工作曲線進(jìn)行擬合，實(shí)際工作曲線斜率對(duì)比理論工作曲線斜率，相對(duì)誤差絕對(duì)值在5%以下。傳感器輸出信號(hào)示值測(cè)量誤差要比傳感器準(zhǔn)確度等級(jí)最大允許誤差小。

1.2 計(jì)量器具的檢定

為了保證計(jì)量的精準(zhǔn)性，要科學(xué)檢定計(jì)量器具，計(jì)量器具的種類根據(jù)用途區(qū)別分為強(qiáng)檢、非強(qiáng)檢、專用三種。

(1)強(qiáng)檢計(jì)量器具檢定。強(qiáng)檢計(jì)量器具的檢定要求比較嚴(yán)格，根據(jù)國(guó)家計(jì)量法規(guī)與檢定系統(tǒng)表進(jìn)行分析，根據(jù)檢定規(guī)程檢定計(jì)量法規(guī)。油田企業(yè)在對(duì)計(jì)量器具強(qiáng)檢之前要進(jìn)行登記造冊(cè)，申請(qǐng)法定計(jì)量檢測(cè)測(cè)試機(jī)構(gòu)。檢定周期要比最長(zhǎng)檢定規(guī)程短，還要全面記錄此種器具型號(hào)、準(zhǔn)確等級(jí)、名稱和規(guī)格等，從而保證強(qiáng)檢計(jì)量器具信息的精準(zhǔn)性與全面性[4]。

(2)非強(qiáng)檢計(jì)量器具檢定。在實(shí)現(xiàn)非強(qiáng)檢器具檢定時(shí)，要求A類管理范圍器具以實(shí)際需求登記造冊(cè)，以周期進(jìn)行送檢。在進(jìn)行檢定時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行部門與國(guó)家的計(jì)量檢定規(guī)程，盡量縮短檢定周期。要求B類管理范圍器具，根據(jù)周期進(jìn)行檢定；要求C類管理范圍器具以使用需求與類別區(qū)別對(duì)待：其一，檢定周期延長(zhǎng)；其二，實(shí)現(xiàn)一次性檢定；其三，實(shí)現(xiàn)對(duì)比性校準(zhǔn)。要求計(jì)量器具依法自主管理，并且實(shí)現(xiàn)周期性檢定，只有在周期檢定合格之后才能夠應(yīng)用到實(shí)際計(jì)量工作中。實(shí)現(xiàn)非強(qiáng)檢計(jì)量器具檢定量值的可靠性、準(zhǔn)確性，在檢定工作之后要對(duì)企業(yè)主管部門上報(bào)檢定結(jié)果，通過審批之后才能夠執(zhí)行。從而要求企業(yè)主管部門在實(shí)際工作過程中對(duì)計(jì)量器具監(jiān)督，保證非強(qiáng)檢計(jì)量器具檢定的有效性[5]。

(3)專用計(jì)量器具的檢定。對(duì)于石油專用計(jì)量器具管理目錄的計(jì)量器具開展二級(jí)單位登記造冊(cè)，在鑒定時(shí)要執(zhí)行檢定規(guī)程，根據(jù)周期進(jìn)行檢定。以行業(yè)的規(guī)范、規(guī)程和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)，為了滿足計(jì)量器具的使用需求，對(duì)專用計(jì)量器具進(jìn)行定期檢測(cè)。如果無法追溯個(gè)別專用的計(jì)量器具，要求通過使用單位制定計(jì)量器具鑒定標(biāo)準(zhǔn)，保證規(guī)范的全面性和科學(xué)性[6]。如果沒有制定檢定規(guī)范，要求使自制校準(zhǔn)規(guī)范實(shí)現(xiàn)定期校準(zhǔn)，根據(jù)相應(yīng)程序執(zhí)行與發(fā)布。

1.3 計(jì)量器具校準(zhǔn)

計(jì)量器具檢定工作具有靈活性，如果儀器示值出現(xiàn)誤差，表示計(jì)量器具檢定并不合格。假如利用校準(zhǔn)并且通過確認(rèn)儀器達(dá)到使用的需求，或者儀器示值修正之后使要求得到滿足，此情況都在允許的范圍中。油田企業(yè)要保證計(jì)量器具精準(zhǔn)度，要有效校準(zhǔn)計(jì)量器具，滿足生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)需求。

計(jì)量器具校準(zhǔn)要根據(jù)實(shí)際規(guī)定開展操作：首先，根據(jù)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)中量值和示值之間的關(guān)系進(jìn)行確定。另外，將此信息作為基礎(chǔ)，確定示值的測(cè)量結(jié)果。在進(jìn)行操作過程中，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)示值與量值的測(cè)量存在不確定度，在對(duì)計(jì)量器具進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)要將測(cè)量不確定度合理評(píng)定作為重點(diǎn)工作。在對(duì)不確定度測(cè)量表述過程中，不僅要滿足規(guī)定需求，還要重視計(jì)量器具校準(zhǔn)工作的校準(zhǔn)點(diǎn)，在各個(gè)測(cè)量結(jié)果構(gòu)成測(cè)量不確定度差異比較明顯的時(shí)候，各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)都要給出測(cè)量不確定度。

2 傳統(tǒng)計(jì)量器具檢定校準(zhǔn)的不足

2.1 缺少檢定校準(zhǔn)技術(shù)的持續(xù)研究

在石油開發(fā)過程中，已經(jīng)逐漸使用全新的工藝和技術(shù)，計(jì)量器具并沒有發(fā)生變化，但是改變了安裝工藝，傳統(tǒng)檢定校準(zhǔn)技術(shù)無法滿足社會(huì)發(fā)展需求。

2.2 缺少計(jì)量器具檢定校準(zhǔn)

部分計(jì)量器具缺乏規(guī)范性檢定校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。在石油開發(fā)過程中的計(jì)量器具種類豐富，B類計(jì)量器具是指單種規(guī)格器具，實(shí)現(xiàn)送外檢定，自身的檢定校準(zhǔn)措施并不完善，儀表技術(shù)工作人員以個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行校準(zhǔn)，缺少校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)和穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，無法對(duì)計(jì)量精準(zhǔn)性進(jìn)行保證。

2.3 缺乏計(jì)量器具檢定儲(chǔ)備

在對(duì)石油進(jìn)行開發(fā)的時(shí)候，計(jì)量器具為配套的設(shè)備，備受人們的重視。部分計(jì)量器具缺乏檢定校準(zhǔn)的用品和方法，對(duì)石油開發(fā)計(jì)量器具檢定校準(zhǔn)工作造成了影響。

3 石油專用計(jì)量器具的檢定校準(zhǔn)方法

3.1 計(jì)量器具的校準(zhǔn)制度

3.1.1 創(chuàng)建檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)制度

在使用計(jì)量檢測(cè)設(shè)備與器具前要嚴(yán)格檢測(cè)質(zhì)量，保證質(zhì)量沒有問題。此新購(gòu)買的設(shè)備和一起要送到相應(yīng)部門嚴(yán)格檢測(cè)，在通過嚴(yán)格檢測(cè)流程之后使用檢測(cè)合格設(shè)備。比如，采油廠所使用的電子天平和分光光度計(jì)一段時(shí)間之后就要更換，在產(chǎn)品出廠后通過檢測(cè)標(biāo)記合格的產(chǎn)品，但是在搬運(yùn)與運(yùn)輸?shù)倪^程中會(huì)出現(xiàn)摩擦和碰撞等情況，從而影響到設(shè)備質(zhì)量。那么，在使用設(shè)備前要通過專業(yè)嚴(yán)格檢測(cè)。不管是什么設(shè)備都要遵守此流程，即便是檢測(cè)設(shè)備比較多，也要求工作人員加班加點(diǎn)的嚴(yán)格檢測(cè)設(shè)備，在檢測(cè)合格之后再次投入使用[7]。

3.1.2 制定計(jì)量檢測(cè)器具的檢定計(jì)劃

針對(duì)計(jì)量管理工作來說，重點(diǎn)就是嚴(yán)密檢測(cè)計(jì)量檢測(cè)設(shè)備與器具?？傮w分析，主要目的就是保證量值在傳遞過程中沒有差錯(cuò)，使計(jì)量器在有效期中將自己的作用充分發(fā)揮出來。要求下屬單位制定年度檢測(cè)計(jì)劃，對(duì)計(jì)量器具檢測(cè)工作進(jìn)行落實(shí)，保證在充分的時(shí)間內(nèi)使器具充分發(fā)揮自身作用。

另外，使A類器具檢測(cè)和標(biāo)志管理得到加強(qiáng)。首先，實(shí)現(xiàn)詳細(xì)計(jì)劃的制定，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行整理。其中A類計(jì)量要求檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)包括制定檢定計(jì)劃季度調(diào)整≤10%、計(jì)劃?rùn)z定比實(shí)際檢定≤10%。其次，還要認(rèn)真對(duì)待計(jì)量器具彩色標(biāo)志等管理，在器具管理與使用方法等方面制定科學(xué)、合理的現(xiàn)場(chǎng)考核辦法；最后，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作動(dòng)態(tài)，每個(gè)季度都要發(fā)布計(jì)量公報(bào)，使工作的中心通過工作逐漸的完善。

3.1.3 創(chuàng)建檢測(cè)體系

在計(jì)量檢定校準(zhǔn)使用過程中，計(jì)量檢測(cè)體系尤為重要。另外，還要實(shí)現(xiàn)企業(yè)單位計(jì)量管理，使技術(shù)水平能力得到提高，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展過程中的安全性，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力得到提高。首先，對(duì)整個(gè)石化公司計(jì)量體系現(xiàn)狀進(jìn)行全面分析，國(guó)家針對(duì)量形式和標(biāo)準(zhǔn)不斷的調(diào)整公司計(jì)量檢測(cè)體系現(xiàn)狀，制定滿足當(dāng)下時(shí)局工作的方式，從而滿足油田公司計(jì)量檢定滿足量值傳遞需求。其次，將工作重點(diǎn)放到計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中，對(duì)B類計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)工作布局進(jìn)行處理，在達(dá)到檢定中進(jìn)行完善，使檢定周期實(shí)施鑒定所的問題進(jìn)行完善；其次，B類計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)工作為計(jì)量達(dá)標(biāo)考核主要內(nèi)容，要求實(shí)現(xiàn)油田公司的計(jì)量檢測(cè)考核，還要實(shí)現(xiàn)各個(gè)單位計(jì)量達(dá)標(biāo)考核。最后，不斷的調(diào)查研究，以實(shí)際情況進(jìn)行分析、指導(dǎo)，使其滿足自身計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)需求。各個(gè)二級(jí)單位對(duì)油田公司工作思路與重點(diǎn)進(jìn)行完善，和單位實(shí)際相互結(jié)合，做好抽檢工作。如果滿足條件，就要針對(duì)計(jì)量認(rèn)證工作申報(bào)。如果不滿足條件，無法開展器具檢定工作。

3.2 計(jì)量器具的校準(zhǔn)方法

3.2.1 示值

(1)校準(zhǔn)材料和使用。壓力檢測(cè)儀和密度傳感器使用優(yōu)質(zhì)軟管連接；加壓密封蓋和密度傳感器底端的探頭連接，并且保持密封。

(2)根據(jù)規(guī)定操作，穩(wěn)壓電源、密度傳感器、數(shù)字萬用表相互連接。調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出電壓為+24 V；調(diào)節(jié)數(shù)字萬用表檔位為直流電流檔，量程設(shè)置為20 mA；傳感器校準(zhǔn)連接結(jié)構(gòu)如圖1所示，使傳感器和穩(wěn)壓電源與數(shù)字萬用表相互連接；將電源開啟，使數(shù)字萬用表打開。

以各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)壓力值或者使用其他代表性的各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)壓力值，通過密度傳感器測(cè)量下限，使用壓力檢測(cè)儀進(jìn)行加壓，并且為密度傳感器逐點(diǎn)升壓到上限之后，之后逐點(diǎn)倒序減壓回到下限結(jié)束。在此過程中，在各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的壓力與輸出電流示值穩(wěn)定之后，通過數(shù)字萬用表中逐點(diǎn)讀取密度傳感器輸出電流示值[8]。

3.2.2 零點(diǎn)

為密度傳感器加額定下限壓力的時(shí)候，通過數(shù)字萬用表讀取密度傳感器所輸出的電流示值；使用壓力檢測(cè)儀為密度傳感器加額定上限壓力，持恒壓10 min，之后泄壓到額定下限壓力，通過數(shù)字萬用表中讀取密度傳感器輸出電流示值。

3.2.3 滿量程穩(wěn)定性

為壓力檢測(cè)儀給定密度傳感器加額定上限壓力，在壓力與輸出電流穩(wěn)定之后，通過數(shù)字萬用表中讀取電流示值。恒壓10 min之后，第二次通過數(shù)字萬用表中讀取密度傳感器輸出電流示值。

4 計(jì)量器具檢定技術(shù)的使用

4.1 在石油企業(yè)中的應(yīng)用

計(jì)量技術(shù)在石油企業(yè)生產(chǎn)中尤為重要，在開采石油過程中，要求工作人員對(duì)石油開采的方位與高度進(jìn)行測(cè)量，并且確定地下石油的分布情況與存儲(chǔ)含量。工作人員在鉆進(jìn)式要分析地面土質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以利用計(jì)量技術(shù)分析剖面溪水情況與滲透率。在使用油井后，工作人員利用計(jì)量技術(shù)分析每日的注水井生產(chǎn)值。在油品加工時(shí)，工作人員可以利用裝置計(jì)量物料量和生產(chǎn)量的關(guān)系，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過程中的問題進(jìn)行明確，使石油生產(chǎn)效率得到提高，使石油生產(chǎn)機(jī)械生產(chǎn)狀態(tài)是最佳的。在工作人員對(duì)石油品質(zhì)檢定的過程中，利用計(jì)量技術(shù)對(duì)石油品質(zhì)進(jìn)行分析，要求滿足國(guó)家的產(chǎn)品規(guī)定，從而在市場(chǎng)中銷售。在銷售時(shí)，通過計(jì)量技術(shù)對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行考察，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)的成本尋找合適的市場(chǎng)定價(jià)。

4.2 傳統(tǒng)的計(jì)量技術(shù)

原油、天然氣與液壓石油為石油企業(yè)生產(chǎn)中的原料，在石油企業(yè)中使用傳統(tǒng)計(jì)量技術(shù)包括計(jì)量器具，在不同測(cè)量場(chǎng)合和對(duì)不同產(chǎn)品測(cè)量過程中所使用的測(cè)量工具也各有不同，提高工作的繁瑣性。工作人員根據(jù)原料的性質(zhì)和參數(shù)選擇合適的測(cè)量器具，但是因?yàn)槿斯し绞接?jì)量會(huì)出現(xiàn)測(cè)量誤差，影響到石油化工企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。最開始，計(jì)量技術(shù)應(yīng)用到石油企業(yè)中是基于人工測(cè)量數(shù)據(jù)，會(huì)存在大幅度的誤差，對(duì)企業(yè)正常的生產(chǎn)造成影響。石油石化企業(yè)指的是鏈?zhǔn)缴a(chǎn)結(jié)構(gòu)，某環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤都會(huì)影響到整體的生產(chǎn)，會(huì)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性造成影響。在我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，相關(guān)技術(shù)人員研發(fā)了新型精確度與敏感度比較高的儀器提高測(cè)量方式，使用專業(yè)儀器，使傳統(tǒng)人工測(cè)量問題得到改善。

4.3 新型計(jì)量技術(shù)

大部分石油企業(yè)是將計(jì)量技術(shù)與統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)合，對(duì)石油石化參數(shù)進(jìn)行分析，根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)無接觸式生產(chǎn)。自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)信號(hào)方式實(shí)時(shí)傳輸生產(chǎn)傳輸。一般，企業(yè)都是利用DCS和PLC兩種控制方式，在無人監(jiān)管過程中，此操作系統(tǒng)能夠自主的管理和運(yùn)行，系統(tǒng)反應(yīng)的數(shù)據(jù)具有可靠性和真實(shí)性。生產(chǎn)效率會(huì)對(duì)成本造成影響，如果生產(chǎn)效率低，就會(huì)使資源消耗得到提高，比如設(shè)備維修費(fèi)用與薪資。在生產(chǎn)過程中，要嚴(yán)格掌控生產(chǎn)效率。目前，通過計(jì)量技術(shù)測(cè)算數(shù)值，使企業(yè)管理人員更好的掌握生產(chǎn)情況，尋找其中的問題，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，油田企業(yè)計(jì)量管理工作與計(jì)量的精準(zhǔn)度密切相關(guān)，根據(jù)分類管理實(shí)現(xiàn)計(jì)量管理工作，明確油田企業(yè)計(jì)量器具的分類，以此做好計(jì)量器具的校準(zhǔn)和檢定，使計(jì)量器具利用校準(zhǔn)與檢定后能夠滿足國(guó)家和行業(yè)的使用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，使計(jì)量器具精準(zhǔn)度得到提高，進(jìn)一步滿足實(shí)際工作的需求。