流量计的稳定性对于出口测量和仪表校准实现精确测量非常重要

来源：上海自动化仪表有限公司作者：发表时间：2018-08-29 08:55:12【小中大】

在石油和天然气生产区域，由于许多原因，保持稳定的流动可能是有问题的。稳定的流量被认为对于精确的流量测量至关重要，并且良好的实践表明，测量应该在流动中没有不稳定性或脉动的情况下发生。即使是轻微的不准确也会导致长时间的重大财务风险。鉴于大多数碳氢化合物生产过程的高产品价值和产量，非常重要的是这些测量的准确性。

不稳定流量的来源可以是压力波动，间歇流量，甚至是系统中运行的泵类型。其他原因包括石油产量下降，含水量增加甚至测试分离器尺寸不正确。这些源可以表现为可变流量，具有一定幅度的频率波动。

条件的变化

在油流量测量方面，涡轮机，科里奥利流量计和超声波流量计是最常用的原油出口流量计。然而，随着石油产量的下降，通过这些测量技术的流动稳定性发生了一些变化。

对于从石油平台最终输出的油流，油流中的水含量一直在增加。此外，水含量可以在一个时期与下一个时期之间显着变化。这可能导致流动稳定性的不适当维持，并且可能表现为流速的相当大的低频波动。

由于出口流量计通常测量流入共同出口管道的流量，因此来自一个来源的不稳定流量会对其他来源的流量稳定性产生不利影响。这可能通过低频波动发生，这可能扭曲混合流并随后扭曲源处的流速。想象一下具有四种不同输入的输出管道：如果一个源具有波动的流量，则可能改变其他三个输入和混合流的稳定性。

虽然流量计在稳态流动条件下进行校准，但许多流量计可以在波动的流量下运行。流量的稳定性对于确保在出口测量和仪表校准期间实现精确测量非常重要。在过去，波动的流量被认为是不可接受的准确测量。然而，由于石油产量下降，资产老化和预算紧缩，波动的流量越来越普遍。

尽管已将其确定为潜在的重大问题，但尚未充分研究或检查不稳定流动对不同测量技术的影响。部分原因是研究和校准流量设施在理想的稳定流量条件下校准流量计。以前，不需要或不希望实现研究的波动。此外，波动流量对参考测量的影响意味着需要进行总计质量或体积比较。这消除了利用管道校准器，紧凑型校准器或主仪表系统的流动设施。最合适的参考系统需要一个地磅系统来通过总质量和/或体积。

填补知识空白

虽然已经对存在波动流量的涡轮流量计的性能进行了一些有限的研究，但公共数据很少。这是因为高频和低频波动的性能需要大量的研究。查找超声波和科里奥利流量计性能的数据更具挑战性。因此存在显着的知识差距。

到目前为止，本文主要关注海上石油和天然气的生产，但在流量测量的其他领域也会出现波动的流量。这是一个常见问题，但很少有证据表明对流量测量性能的影响。虽然稳定的流量被认为对于精确的流量测量至关重要，但业界对这些条件下流量计的性能数据有限。

一种可选方案是完成一个大规模的测试程序，该程序在非稳态条件下评估一系列流量计。这样可以更好地理解问题，并提供非定常流动中流量测量性能的定量证据。在流量设施中可以产生高达0.1赫兹（Hz）的流量波动，从而可以在不理想的条件下评估许多流量测量技术，如涡轮机，科里奥利流量计和超声波流量计。这些可能是周期性的，不对称的甚至是随机的脉动。

为了评估流量计（例如涡轮机，超声波和科里奥利设备）的测量性能，当应用于变化频率的波动流量时，流量计将首先在基线稳态条件下进行校准。循环和非对称波动以及保持时间以及如果可能的话，流速中的随机脉动可能导致不同的性能偏差，这取决于所应用的测量技术。

诸如孔板，文丘里装置和锥形仪表之类的差压装置使用伯努利方程来确定流速。由于流动压力会受到波动流动的强烈影响，因此极有可能出现明显的流量测量误差。这项工作将为波动流量是否是差压技术的问题提供确凿的证据。

在可能的情况下，对科里奥利和超声波流量计等技术的先进流量计诊断将针对非定常流动进行趋势分析和分析。例如，超声波流量计提供诊断，可以提供诸如声速，信噪比，流速，警报和故障指示器以及速度采样间隔等参数的测量，仅举几个例子。可以使用高级流量计诊断来指示何时发生波动流量作为定性测量。理想情况下，甚至可以校正可能由波动的流动引起的对测量的不利影响。虽然不可能抢占测试程序的结果，但这肯定是一个对行业非常感兴趣的领域。

计算流体动力学（CFD）也提供了表征波动流动影响的潜在用途。该项目的实验结果的CFD验证将允许实验数据和CFD模型数据之间的直接比较。如果模型是健壮的并且可以完全验证，那么CFD模型甚至可以用于推断实验测试程序。这可能涉及其他仪表设计，测量技术，流体属性甚至更高频率的波动流量（\> 10 Hz）。

从该工作主体获得的结果和知识将使波动的流动尽可能地得到缓解，例如，通过引入适当设计的流动阻尼器。另一种解决方案可能是选择一种不受流量波动影响的测量技术。

目前，由于上述缺乏可追踪数据，不可能指定哪种技术最合适。只有通过完成全面的评估程序，才有可能确定最合适的流量测量技术。

结果将涵盖不稳定流动环境中的基本精度和可重复性等方面，并提供有关流量条件中频率变化的仪表性能的定量证据。这样做的影响是允许更换一些由于流量波动而极易发生误测量的测量技术。研究成果的实施将为测量波动流量提供更大的信心。从财务角度来看，这项工作将使交易更有信心。

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