1  選題背景

        為了保證油田源頭數(shù)據(jù)的正確性，計量器具需定期強(qiáng)制進(jìn)行標(biāo)定。按照采油廠計量器具管理規(guī)定，海上平臺壓變、溫變、流量計等計量器具需要每年進(jìn)行標(biāo)定檢測。標(biāo)定檢測方式是將壓變等計量器具拆下后，帶回陸地進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定完成后在帶到平臺安裝使用。這種傳統(tǒng)的標(biāo)定方式存在弊端較多，主要包括以下幾個方面的內(nèi)容。

 

        ①計量器具拆卸、安裝工作量大；②拆卸、安裝、運(yùn)輸過程中易造成計量器具損壞；③在備用壓變數(shù)量不足情況下，帶回標(biāo)定，檢測周期長，為方便油水井管理，平臺職工需要臨時住無人值守的平臺；④流量計拆回標(biāo)定，需要備用流量計，在無備用件情況下，需要臨時停注，影響注水。

 

2  成果理論依據(jù)

        隨著科技的發(fā)展，超聲波流量計應(yīng)運(yùn)而出，仕樂克超聲波流量計是一種非接觸式儀表，它既可以測量大管徑的介質(zhì)流量也可以用于不易接觸和觀察的介質(zhì)的測量。它存在體積小、易攜帶、精度高、測量方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，這就為流量計現(xiàn)場標(biāo)定提供了條件。當(dāng)超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產(chǎn)生微小變化，并且其傳播時間的變化正比于液體的流速。設(shè)靜止流體中的聲速為 c，流體流動的速度為 u，傳播距離為 L，當(dāng)聲波與流體流動方向一致時（即順流方向），其傳播速度為 c+u；反之，傳播速度為 c-u.在相距為 L 的兩處分別放置兩組超聲波發(fā)生器和接收器（T1，R1）和（T2，R2）。當(dāng) T1 順方向，T2 逆方向發(fā)射超聲波時，超聲波分別到達(dá)接收器 R1 和 R2 所需要的時間為 t1 和 t2，則：

t1=L/（c+u）

t2=L/（c-u）

 

        由于在工業(yè)管道中，流體的流速比聲速小的多，即 c>>u，因此兩者的時間差為 △t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知，當(dāng)聲波在流體中的傳播速度 c 已知時，只要測出時間差△t 即可求出流速 u，進(jìn)而可求出流量 Q。

 

3  主要內(nèi)容和做法

        通過用便攜式超聲波流量計去現(xiàn)場標(biāo)定流量計，多次現(xiàn)場結(jié)合、摸索，找到了相應(yīng)的方法和措施，能夠有效、很好的對流量計標(biāo)定的問題進(jìn)行改進(jìn)。通過組織勝利油田檢測中心專業(yè)標(biāo)定的人員對海上平臺部分流量計和壓變進(jìn)行了標(biāo)定檢測，合格率達(dá)到 100% ，未出現(xiàn)計量器具損耗，取得了較好的效果。

        （1）模擬壓力變送器現(xiàn)場標(biāo)定技術(shù)。現(xiàn)場要求標(biāo)準(zhǔn)電流表和壓力源誤差等級要小于被標(biāo)定變送器誤差的 1/3 以上。最基本的測試是線性度和零點(diǎn)及滿量程兩點(diǎn)的精確度。全面測試還應(yīng)包括回滯、溫度影響、靜壓影響、電源影響、時間漂移等。變送器綜合誤差應(yīng)為各單項誤差的均方根值。模擬變送器誤差等級通常在±（0.2～0.5）%水平上。模擬變送器量程調(diào)整和計量標(biāo)定方法基本一樣較麻煩。

        （2）智能壓力變送器現(xiàn)場標(biāo)定技術(shù)。智能壓力變送器使用微處理器數(shù)據(jù)處理技術(shù)使儀表性能有較大提高。標(biāo)準(zhǔn)電流表和壓力源依然需要，但手持式編程器替代了調(diào)整電位器。智能壓力變送器零點(diǎn)和滿量程的調(diào)整互不影響，不必像模擬儀表那樣需反復(fù)調(diào)整多次；且智能壓力變送器往往帶有線性化修正能力，可彌補(bǔ)和修正傳感器固有非線性誤差。智能壓力變送器誤差等級通常在±0.1%水平上。

 

        由于智能壓力變送器有模擬和數(shù)字兩種輸出，因此有些概念容易混淆。組態(tài)量程調(diào)整，將過程變量和 4～20mA 輸出建立對應(yīng)關(guān)系。它可在不施加標(biāo)準(zhǔn)壓力情況下對量程大小和位置進(jìn)行改變，實(shí)際上是使用以前保存在存儲器中的對應(yīng)關(guān)系函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)計算以便建立一個新的對應(yīng)關(guān)系函數(shù)。施加標(biāo)準(zhǔn)壓力的量程調(diào)整則以這一次的標(biāo)準(zhǔn)壓力輸入數(shù)值來建立一個新的對應(yīng)關(guān)系函數(shù)。雖然輸入壓力值和 4～20mA 電流輸出建立了正確的對應(yīng)關(guān)系函數(shù)，但智能壓力變送器數(shù)字讀數(shù)并不是從電流得來，所以它和正確的值可能存在誤差。當(dāng)然 4～20mA 電流值同時也存在誤差。校準(zhǔn)是分別將智能壓力變送器壓力的數(shù)字讀數(shù)和輸入標(biāo)準(zhǔn)壓力值，4～20mA 電流的數(shù)字讀數(shù)和輸出電流標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)都建立正確的對應(yīng)關(guān)系。通常運(yùn)行情況下，智能壓力變送器組態(tài)量程調(diào)整比模擬變送器方便容易許多，而校準(zhǔn)則在計量標(biāo)定時使用。

 

        （3）電磁流量計的現(xiàn)場標(biāo)定技術(shù)。海上井組平臺注水井適用的全部是電磁流量計。在仕樂克電磁流量計生產(chǎn)出廠時，其精確度已經(jīng)是經(jīng)過標(biāo)定線標(biāo)定。但在使用現(xiàn)場，由于受環(huán)境條件、流體特性以及儀表本身（如元器件損壞）等原因引起儀表運(yùn)行故障等情況，對于長期使用后的流量計有必要進(jìn)行一次常規(guī)的現(xiàn)場校準(zhǔn)。由于電磁流量計的傳感器安裝在注水管線上，難以拆下送至標(biāo)定線進(jìn)行檢查，而目前在流量計量范圍內(nèi)，國家和地方對大口徑流量計尚未有現(xiàn)場條件下進(jìn)行在線檢驗(yàn)的規(guī)程和其它法規(guī)文件。為了保證電磁流量計在故障修復(fù)后以及長期使用后的精度和可靠性，而又不影響日常生產(chǎn)，仕樂克電磁流量計現(xiàn)場標(biāo)定采取了 6 種方法如下：

        ①對電磁流量計勵磁線圈進(jìn)行安全絕緣測試，應(yīng)大于20MΩ。

        ②對電磁流量計勵磁線圈進(jìn)行銅電阻測試，應(yīng)與原出廠值相同（環(huán)境溫度相同時）。

        ③對電磁流量計傳感器電極對地電阻進(jìn)行測試，若電阻值在 2 一 20kf 之間，并伴有充放電現(xiàn)象，兩只電極的電阻相近，則認(rèn)為好的。

        ④對電磁流量計轉(zhuǎn)換器勵磁電流進(jìn)行測試，觀察其輸出與轉(zhuǎn)換器原電流的值，誤差不超過士 0. 25mA 。

        ⑤對電磁流量計轉(zhuǎn)換器模擬量輸出及頻率輸出進(jìn)行測試，觀察其線性變化情況，并計算其最大線性誤差，應(yīng)不超過士 0.5%。

        ⑥對 DN 1200mm 以上的電磁流量計，應(yīng)測試推動級 NB，電流誤差不超過 12mA。

        通常我們對電磁流量計的標(biāo)定，使用的是壓差法，相對來說有一定的誤差，雖然方法簡單誤差也是在可以接受的范圍內(nèi)，但是這絕對不會是最佳的方法，我們將總結(jié)經(jīng)驗(yàn)積極借鑒改善方法，爭取最優(yōu)；也同時能為我們對于一些大型非電磁流量計現(xiàn)場標(biāo)定打下基礎(chǔ)。

 

4  實(shí)施效果

從現(xiàn)場應(yīng)用情況來看，現(xiàn)場標(biāo)定具有以下優(yōu)點(diǎn)：

        ①標(biāo)定介質(zhì)為現(xiàn)場實(shí)際使用對象，避免了因標(biāo)定介質(zhì)與實(shí)際使用對象的不同對測量結(jié)果的影響；

        ②避免了被檢儀表因檢定前后裝卸運(yùn)輸?shù)热藶橐蛩貙y量結(jié)果的影響；

        ③減少了工作量，省卻了被檢儀表送檢拆裝等工作程序；

        ④解決了部分儀表因連續(xù)工作需要，不能實(shí)現(xiàn)離線周期檢定的難題；

        ⑤既節(jié)省檢定費(fèi)用，又縮短計量儀表的檢定周轉(zhuǎn)時間。所以，開展現(xiàn)場標(biāo)定技術(shù)研究是很有必要，現(xiàn)場標(biāo)定技術(shù)將會得到越來越多的重視。

5  結(jié)束語

        現(xiàn)場標(biāo)定技術(shù)是計量技術(shù)發(fā)展的趨勢，它的應(yīng)用給需要的企業(yè)十分重要，特別是對計量檢測點(diǎn)多、面廣、比較分散的海上井組平臺來說更是十分重要。實(shí)踐證明，通過開展流量計量儀表現(xiàn)場標(biāo)定技術(shù)的研究與應(yīng)用，即可帶來直接的工作效率、經(jīng)濟(jì)效益，又可提高計量檢測水平，使測量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確可靠。