隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要檢測的流體品種越來越多，檢測的準(zhǔn)確度要求越來越高，根據(jù)不同的測量對象的物理性質(zhì)，運用不同的物理原理和規(guī)律，設(shè)計制造出了各種類型的流量儀表廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實際。腰輪流量計是目前油田、原油管道輸送中使用較廣且使用時間較長的一種流量計量器具，為之配套的檢定、安裝、維修服務(wù)業(yè)務(wù)已達(dá)一定水準(zhǔn)。部分油田采用流量計作為計量交接點，原油通過輸油末站腰輪流量計計量后外運，其工作性能，運行狀態(tài)直接關(guān)系買賣雙方經(jīng)濟(jì)利益，為此正確使用腰輪流量計非常必要，現(xiàn)就影響腰輪流量計準(zhǔn)確度的幾個因素作如下探討。

 

      1 腰輪流量計的使用與檢定

 

      腰輪流量計主要由殼體、腰輪、機(jī)械傳動和數(shù)據(jù)顯示等部分組成，其原理是在流體壓差作用下推動流量計中的1對表面光滑的腰輪轉(zhuǎn)動，由于兩腰輪通過1對導(dǎo)向齒輪保持相對位置，并與殼體形成計量腔，腰輪轉(zhuǎn)動時流經(jīng)的原油經(jīng)計量腔連續(xù)不斷的排出，并通過傳動機(jī)構(gòu)的體積量顯示在屏幕上，也可通過并聯(lián)的脈沖發(fā)訊器進(jìn)行信號遠(yuǎn)傳。為了確保腰輪流量計良好的工作狀態(tài)，在日常使用中要嚴(yán)格按要求操作和維護(hù)，定期加注潤滑油，嚴(yán)禁超權(quán)限使用。加強(qiáng)流量計的比對和檢定工作，防止出現(xiàn)計量誤差。

 

      作為機(jī)械儀表，腰輪流量計在使用一段時間后由于止推軸承，石墨軸承，驅(qū)動從輪磨損腰輪間隙變化（標(biāo)準(zhǔn)為0.05mm）等原因?qū)е掠嬃烤冉档?，運行時間超過5年的流量計一般會出現(xiàn)超差現(xiàn)象，針對此問題，一方面要開展維護(hù)工作，另一方面要加強(qiáng)與儲油罐數(shù)據(jù)比對，及時掌握流量計運行狀態(tài)，以維護(hù)買賣雙方經(jīng)濟(jì)利益。輸油末站做好每次外輸時流量計比對工作，流量計與儲油罐屬于同精度計量器具，而儲油罐的容積表在常態(tài)下相對穩(wěn)定，在單位時間內(nèi)兩者比對的差值應(yīng)是1個常數(shù)，油差值變化可以判斷流量計系數(shù)變化。

 

      控制流量計最有效的方法是進(jìn)行檢定，檢定方式分為在線檢定和離線檢定：一是離線檢定即檢定站檢定，是將被檢流量計從工藝管線上拆下，送到指定的檢定站進(jìn)行檢定，檢定站一般用水（或柴油）作檢定液體，使用的檢定液體的溫度、壓力在規(guī)定的范圍內(nèi)，檢定時嚴(yán)格控制液體的流動狀態(tài)，不得斷流或者有壓力波動及信號的干擾。二是在線檢定即通過標(biāo)準(zhǔn)體積器的量值傳遞進(jìn)行精度修正，將誤差控制在規(guī)程允許范圍內(nèi)，目前最常用的方法有標(biāo)準(zhǔn)表法、標(biāo)準(zhǔn)秤法、標(biāo)準(zhǔn)罐法、標(biāo)準(zhǔn)體積管法，標(biāo)準(zhǔn)體積管法國內(nèi)外使用較廣，其特點：（1）檢定時不影響流量計正常工作，不產(chǎn)生油品蒸發(fā)。流量計脈沖發(fā)訊器分辨率為0.1%，體積管復(fù)現(xiàn)性0.02%以上，系統(tǒng)精度高。（2）是操作簡便、自動化程度高、利用計算機(jī)管理。

 

      2 影響流量計準(zhǔn)確度的因素

 

      影響流量計準(zhǔn)確度的因素有粘度、溫度、壓力、流量、雜質(zhì)等因素，由于原油是一種物理性質(zhì)隨著溫度和壓力變化的液體，比如粘度、密度、體積等，原油的這種物理性質(zhì)，對它的計量是有一定的影響。

 

      2.1 粘度

 

      粘度是阻止流體流動的一種性質(zhì)，在流量計的計量原理中特別是對容積流量計是通過其表面張力的作用改變轉(zhuǎn)子與殼體之間的間隙，因此，粘度對容積流量計實際上有影響流量計精度的作用，對較低的流量范圍效果更明顯，由于儀表存在著運動零部件，運動著的零部件與殼體間有一定的間隙，因此產(chǎn)生泄露。泄露量與粘度變化有關(guān)；對高粘度的原油泄漏量相對較小，對于低粘度原油泄漏量特別嚴(yán)重。一般來說，隨著粘度地增加壓損也會增加，特別是對高粘度原油要消耗更大的能量才能使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生較大的壓力差，為此多數(shù)流量計生產(chǎn)廠規(guī)定了流量計的最大壓損。另外粘度增加使流量計的通過量降低，解決這一問題的主要途徑是提高油溫降低粘度。被測介質(zhì)的粘度變化對所有的流量計都會有影響，只是影響程度稍有差別，所以，要求流量計使用時與檢定時液體粘度基本一致，如不一致就應(yīng)對流量計重新檢定，實際使用過程中流量計不要一表多用。

 

      2.2 溫度

 

      溫度是對流量計計量過程中有很大影響的一個參數(shù)，溫度的變化將引起一系列參數(shù)的變化，如被計量原油體積、密度、原油粘度以及轉(zhuǎn)子與殼體之間間隙等直接影響到誤差曲線的改變。

 

      （1）溫度對粘度的影響我國原油絕大部分是石蠟基原油，也是高粘度原油，特別大慶原油、長慶原油、青海原油都是高含蠟原油。原油的粘溫性能關(guān)系不僅是指導(dǎo)輸油管線設(shè)計和生產(chǎn)管理的重要依據(jù)，而且也是原油計量過程中必須考慮的因素：

 

      雖然各種原油的粘溫關(guān)系不同，但是高含蠟原油的粘溫關(guān)系基本規(guī)律大體是一致。以某原油為例：40℃ 以上時粘溫關(guān)系是1條直線，此時原油基本上屬于分子溶液，原油中的粒子膠團(tuán)結(jié)構(gòu)少到可以忽略不計的程度。40～25℃范圍內(nèi)，原油在40℃溫度下已經(jīng)開始明顯地析出石蠟結(jié)晶，使原油從高溫的溶液轉(zhuǎn)化為明顯二相體系，并且由于原油中的膠質(zhì)，瀝青質(zhì)與石蠟晶粒的共同作用在原油中形成網(wǎng)狀的松散集團(tuán)，而轉(zhuǎn)化為由分子間的粘附力與分子和超膠團(tuán)，粒子間的作用力及粒子互相之間的作用力共同作用的結(jié)果。

 

      在這種區(qū)域內(nèi)，隨著溫度下降，引起粘度上升有2個主要原因：一是隨著溫度下降原油中析出石蠟越來越多，因此原油中的網(wǎng)狀集團(tuán)越來越多，促使結(jié)構(gòu)粘度上升，二是低溫時原油的分子間作用力增加促使粘度上升，前者是主要的。

 

      油溫與結(jié)晶量的關(guān)系，經(jīng)室內(nèi)實驗和現(xiàn)場觀測，原油在很高或很低的溫度下，石油管路中石蠟的都很輕微，油溫與結(jié)蠟量的關(guān)系大體可分3個區(qū)：

 

      ① 當(dāng)溫度高于45℃時為結(jié)蠟緩增區(qū)。

      ② 當(dāng)油溫在35～45℃時為結(jié)蠟高峰區(qū)。

      ③ 當(dāng)油溫低于30℃時為結(jié)蠟遞減區(qū)見

 

      所以流量計運行過程中不能處于原油結(jié)蠟區(qū)，否則計量腔結(jié)蠟，造成體積數(shù)不準(zhǔn)，如揚子石化公司解決因原油輸送溫度造成標(biāo)準(zhǔn)體積管和流量計內(nèi)壁結(jié)蠟造成計量不準(zhǔn)的技術(shù)問題，使原油途耗保持在0.16%。

 

      不僅原油溫度變化對粘度、結(jié)蠟量有直接的影響而流量計的外部環(huán)境溫度同樣直接影響到流量計腔體內(nèi)的油溫及腔體結(jié)蠟量，流量計殼體溫度與原油溫度之差增大，從而使流量計腔體壁結(jié)蠟量增加，使流量計曲線上移。

 

      （2）溫度的變化使腰輪流量計的計量容積的截面積發(fā)生變化，原因材料的熱脹冷縮，很高的溫度甚至?xí)挂后w氣化成兩相，嚴(yán)重影響流量計的準(zhǔn)確性。

 

      （3）溫度對原油體積的影響原油密度、體積隨溫度變化是一個問題從兩個方面反映出來，一定質(zhì)量的原油，溫度發(fā)生變化時體積也必然發(fā)生變化，而體積的變化必然引起密度的變化，為了解決由于存在轉(zhuǎn)子與殼體的體膨脹不同步影響準(zhǔn)確性問題，采取對流量計加保溫套措施，減少環(huán)境溫度急劇變化對殼體的影響，提高計量精度。

 

      2.3 壓力

 

      流量計壓力太高或太低均會改變流量計的準(zhǔn)確性，殼體必須能承受一定的壓力，因為原油流量計都是在一定的壓力下進(jìn)行的，在壓力作用下不論是流量計本身，還是原油都受到影響。流量計將產(chǎn)生一定程度的彈性變形，而原油將受到壓縮，是否修正就要考慮下面幾個因素：一是系統(tǒng)壓力的高度；二是介質(zhì)壓縮系數(shù)；三是要求計量精度高低；四是系統(tǒng)流量范圍。原油在壓力作用下，體積縮小，而密度增大，影響流量計程度要比溫度的影響小的多。出口端壓力過低會加速被測介質(zhì)氣化，這對易揮發(fā)的介質(zhì)尤為重要，造成計量不準(zhǔn)。流量計前后壓差越大，泄露量大，因此我們對流量計選型時考慮，使用時不超過流量計規(guī)定的壓力和流量范圍，且必須平穩(wěn)操作，勿急開關(guān)。

 

      2.4 流量

 

      流經(jīng)流量計的流量小時，進(jìn)出口差壓小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小，泄露量則大，這樣計量誤差大；流經(jīng)流量計的流量大時，流量計轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)力矩大，轉(zhuǎn)速大，且泄露量大。當(dāng)流量在一確定范圍流量時，流量與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比例關(guān)系，泄露量小，計量誤差小且平穩(wěn)運行，為此確保流量計運行于最佳工作狀態(tài)，必須選擇流量范圍適當(dāng)流量計。

 

      2.5 介質(zhì)

 

      就是流經(jīng)流量計的液體，介質(zhì)性質(zhì)包括溫度、粘度、壓力等。例如出廠檢定介質(zhì)是水，實際使用計量原油或出廠檢定介質(zhì)是柴油，實際使用計量汽油，會影響流量計準(zhǔn)確度，計量精度低。

 

      2.6 空氣

 

      空氣進(jìn)入流經(jīng)流量計原油，使流量計輸出脈沖數(shù)出現(xiàn)誤差，因此必須加裝消氣器，消除原油中空氣，提高計量準(zhǔn)確性。

 

      2.7 雜質(zhì)

 

      流量計使用一段時間后會出現(xiàn)磨損，如果過濾器沒有及時清潔，就會使原油中雜質(zhì)增多，雜質(zhì)對腰輪流量計腰輪的工作狀態(tài)都會造成影響，輕則會影響流量計準(zhǔn)確度，重則會使流量計卡死。

 

      3 流量計準(zhǔn)確度的調(diào)整

 

      首先要保證原油清潔無雜質(zhì)，并且粘度、溫度、壓力、流量等合適外，對準(zhǔn)確度超差的流量計，還要進(jìn)行調(diào)整，凋整后必須按規(guī)定加裝鉛封，帶表盤的流量計，可參照說明書更換齒輪組來調(diào)整計量準(zhǔn)確度。