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【摘要】本文简要介绍了大庆原油、俄罗斯原油交接计量流量计的选用分析，对可能存在的计量误差进行了简要分析，并提出了解决对策，以确保原油计量的准确性。
【关键词】大庆原油 俄罗斯原油 计量 流量计
1 引言
随着我国改革开放以来国民经济的持续快速发展，对石油消费的需求逐年上升，已逐渐从石油净出口国转变为石油进口大国，未来我国石油供应的对外依存度将进一步提高。对此，我国政府高度重视，已经着手从国家发展战略高度研究如何提高我国未来石油资源供应的安全性和可靠性的问题，进口原油实现资源来源的多渠道和运输方式的多元化，是我国提高石油资源供应安全所采取的一系列重大战略措施中重要的组成部分。
中俄两国油气领域合作不断加强，2009年2月17日中国石油与俄罗斯石油公司、俄罗斯国家石油管道公司签署了关于斯科沃罗季诺-中俄边境原油管道建设和运营合同，从2011年至2030年，俄罗斯石油公司每年将通过管道向中国提供原油。俄油的引进国内东北原油管网交接计量产生影响。
2 交接计量现状
2.1 原油特性
目前，东北原油管网主要输送的原油为大庆油田生产的原油（简称：大庆原油）。大庆原油主要特点是含蜡高、粘度大、凝点高，输送温度高（需加热）。
2.2 流量计选用
针对大庆原油特性东北管网进行计量工具主要选用容积式流量计，即刮板流量计和双转子流量计：
2.2.1 金属刮板流量计
（1）工作原理：液体通过时，推动零件旋转，进、出口端产生的压力差作用在刮板1上，使刮板1推动转轮旋转，当转轮旋转到图1（中图）位置时，相邻两刮板1和2与壳体、转轮及前、后盖形成一个封闭、容积固定的计量室。接着刮板2推动转轮继续旋转，将计量室内液体推送到出口。各刮板受壳体内壁限制，沿转轮的径向槽伸缩，依次推动转轮不停的旋转。转轮1转可排出4个计量室容积的液体。转轮的转数经密封轴、传送到指示器，指示流过流量计的总量。
（2）主要特点：计量精度高， + / -0.15%；直接测量出体积量，不需要任何物理变换；刮板的特殊运动轨迹，使被测流体在通过流量计时完全不受干扰，对提高精度、较少压力损失奠定了基础；机械摩擦小，压力损失小，压降小；适应性强，对不同粘度的液体，均能保证精确计量；通过固体颗粒能力强，不用担心一定直径的固定颗粒通过时卡死流量计；刮板为双层壳结构，物理碰撞及管线应力不会影响测量腔，从而保证耐、高精度。环境温度及管线应力变化都不影响测量精度；维修方便，不用把流量计拆下管线。
2.2.2 双转子流量计
（1）工作原理：流量计的一对特殊齿型的螺旋转子直接啮合，无相对滑动，不需要同步齿轮。靠进、出口处较小的压差推动转子旋转。下图代表一对转子运转时的某一个横截面。同一时刻，每一个转子在同一横截面上受到流体的旋转力矩虽然不一样，但两个转子分别在所有横截面上受到旋转力矩的合力矩是相等的。因此两个转子各自作等速、等转矩旋转，排量均衡无脉动。螺旋转子每转一周可输出 8 倍空腔的容积，因此，转子的转数与流体的累积流量成正比，转子的转速与流体的瞬时流量成正比。转子的转数通过磁性联轴器传到表头计数器，显示出流过流量计（流过管道）的流量。
（2）主要特点：除了具有计量精度高、重复性好、运转平稳、低噪音、无脉动、寿命长和粘度适应性强外，体积更小、重量更轻，更独特的是该型流量计带一套完整可靠的自动压力润滑系统（ZRH），它能自动地使润滑油的压力与流量计入口压力相等或稍高一些，从而为流量计轴承、同步齿轮等易磨损件提供恒定清洁的润滑油，有效解決高含水原油计量中的轴承润滑问题，因此比较适用于含水较高的原油计量。
2.2.3 容积式流量计量程
理论上，从容积式流量计的通用特性曲线来看，小排量时误差较大且偏负，这是由于容积式流量计有漏流的缘故；排量越大时误差越稳定，如下图所示，趋近于水平线，因此流量计应选择工作在较大排量下，但实际上由于容积式流量计有转动部件，存在机械磨擦，大排量高速运转时极易损坏，因此实际设计使用时应考虑流量计长期工作在50%量程左右为宜，最大排量不超过85%量程，这样能保证压力损失较小，有利于节能。
2.2.4 大庆原油计量
根据金属刮板流量计和双转子流量计的特点，目前，大庆原油主要用采用金属刮板流量计进行计量，合理选用计量量程提高东北管网的贸易交接计量的精度。
3 俄油对计量系统造成的影响
3.1 俄油特性
俄油主要特性：低含蜡、凝点低、粘度小（相对大庆原油）。
3.2 俄油对计量系统造成的影响
随着漠大线和庆铁三线的顺利投产，俄油进入东北管网。俄油通过庆铁新、老线输送至下游炼厂。目前，除中俄之间的国际贸易交接计量采用涡轮流量计外，其它国内俄油的交接计量采用大庆原油的计量系统，采用金属刮板流量计进行交接计量。对原有计量系统造成一系列的影响。
主要影响：
（1）输送温度变化对计量精度的影响；
（2）低凝点对流量计性能的影响；
（3）介质变化对流量计密封性能的影响；
（4）对标定系统的影响。
4 俄油引进—引入新型流量计应用
涡轮流量计是速度流量计的主要品种，在国内外广泛应用于石油行业。
4.1 涡轮流量计工作原理
流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流体的流向有一定的角度，流体的冲击力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩，和流体阻力矩之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片具有导磁性，它处于信号检测器（由永久磁钢和线圈组成）的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性地改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电脉冲信号，此信号经放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形波，可远传至显示仪表，显示出流体的体积流量或总量。在一定流量范围内，脉冲频率f 与流经传感器的流体的体积流量Q成正比（图3）。 4.2 涡轮流量计其特点
（1）高精确度：一般为±0.25%R-±0.5%R，高精度型可达±0.15%R；
（2）重复性好：短期重复性可达0.05%
-0.2%。
（3）范围度宽，中大口径可达40：1-10：1，小口径为6：1或5：1；
（4）结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大；
（5）适用高压测量，仪表表体上不必开孔，易制成高压型仪表；
（6）专用型传感器类型多；（7）可制成插入型；
（8）不能长期保持校准特性；
（9）流体物性（密度、粘度）对仪表特性有较大影响
（10）不能长期保持校准特性；
（11）流体物性对流量特性有较大影响。
4.3 新型流量计的运用
中俄之间的国际贸易交接计量采用双螺旋式涡轮流量计。双螺旋式涡轮流量计具有传统流量计的特点，同时可以用于高粘度的介质（最高1000cSt）及低粘度介质（0.1cSt）的计量。
4.3.1 结构
结构设计合理独特，材质为不锈钢或碳钢。螺旋式涡轮流量计甚至在减压情况下其线性度也能好于+/-0.15%，重复性好于+/-0.02%。因此，螺旋式渦轮流量计是贸易交接计量的理想选择。
4.3.2 运用
目前，双螺旋涡轮流量计在石油行业有广泛应用，国际上主要应用于海上油田计量，中俄交接计量俄方；国内中海油在处理厂、销售公司中的计量应用。东北管网用于中俄原油交接计量（中方）。
5 结语
容积式流量计应用于东北管网大庆原油的计量较成熟，并得到广泛的认可。俄油进入东北管网对原有计量系统产生影响，新型计量工具的应用，可以保证计量精度。因此，在今后东北管网设计选型中，依据介质特点、性能要求、安装场所、环境条件和经济费用等因素合理选用原油流量计，并进行误差修正，就能达到准确计量的目的。
参考文献
[1] CDP-G-OD-IS-002-2009/B，输油管道计量导则
[2] GB 50253-2003，输油管道工程设计规范，中国计划出版社，2003
[3] SY 5671 石油及液体石油产品流量计交接计量规程
【关键词】大庆原油 俄罗斯原油 计量 流量计
1 引言
随着我国改革开放以来国民经济的持续快速发展，对石油消费的需求逐年上升，已逐渐从石油净出口国转变为石油进口大国，未来我国石油供应的对外依存度将进一步提高。对此，我国政府高度重视，已经着手从国家发展战略高度研究如何提高我国未来石油资源供应的安全性和可靠性的问题，进口原油实现资源来源的多渠道和运输方式的多元化，是我国提高石油资源供应安全所采取的一系列重大战略措施中重要的组成部分。
中俄两国油气领域合作不断加强，2009年2月17日中国石油与俄罗斯石油公司、俄罗斯国家石油管道公司签署了关于斯科沃罗季诺-中俄边境原油管道建设和运营合同，从2011年至2030年，俄罗斯石油公司每年将通过管道向中国提供原油。俄油的引进国内东北原油管网交接计量产生影响。
2 交接计量现状
2.1 原油特性
目前，东北原油管网主要输送的原油为大庆油田生产的原油（简称：大庆原油）。大庆原油主要特点是含蜡高、粘度大、凝点高，输送温度高（需加热）。
2.2 流量计选用
针对大庆原油特性东北管网进行计量工具主要选用容积式流量计，即刮板流量计和双转子流量计：
2.2.1 金属刮板流量计
（1）工作原理：液体通过时，推动零件旋转，进、出口端产生的压力差作用在刮板1上，使刮板1推动转轮旋转，当转轮旋转到图1（中图）位置时，相邻两刮板1和2与壳体、转轮及前、后盖形成一个封闭、容积固定的计量室。接着刮板2推动转轮继续旋转，将计量室内液体推送到出口。各刮板受壳体内壁限制，沿转轮的径向槽伸缩，依次推动转轮不停的旋转。转轮1转可排出4个计量室容积的液体。转轮的转数经密封轴、传送到指示器，指示流过流量计的总量。
（2）主要特点：计量精度高， + / -0.15%；直接测量出体积量，不需要任何物理变换；刮板的特殊运动轨迹，使被测流体在通过流量计时完全不受干扰，对提高精度、较少压力损失奠定了基础；机械摩擦小，压力损失小，压降小；适应性强，对不同粘度的液体，均能保证精确计量；通过固体颗粒能力强，不用担心一定直径的固定颗粒通过时卡死流量计；刮板为双层壳结构，物理碰撞及管线应力不会影响测量腔，从而保证耐、高精度。环境温度及管线应力变化都不影响测量精度；维修方便，不用把流量计拆下管线。
2.2.2 双转子流量计
（1）工作原理：流量计的一对特殊齿型的螺旋转子直接啮合，无相对滑动，不需要同步齿轮。靠进、出口处较小的压差推动转子旋转。下图代表一对转子运转时的某一个横截面。同一时刻，每一个转子在同一横截面上受到流体的旋转力矩虽然不一样，但两个转子分别在所有横截面上受到旋转力矩的合力矩是相等的。因此两个转子各自作等速、等转矩旋转，排量均衡无脉动。螺旋转子每转一周可输出 8 倍空腔的容积，因此，转子的转数与流体的累积流量成正比，转子的转速与流体的瞬时流量成正比。转子的转数通过磁性联轴器传到表头计数器，显示出流过流量计（流过管道）的流量。
（2）主要特点：除了具有计量精度高、重复性好、运转平稳、低噪音、无脉动、寿命长和粘度适应性强外，体积更小、重量更轻，更独特的是该型流量计带一套完整可靠的自动压力润滑系统（ZRH），它能自动地使润滑油的压力与流量计入口压力相等或稍高一些，从而为流量计轴承、同步齿轮等易磨损件提供恒定清洁的润滑油，有效解決高含水原油计量中的轴承润滑问题，因此比较适用于含水较高的原油计量。
2.2.3 容积式流量计量程
理论上，从容积式流量计的通用特性曲线来看，小排量时误差较大且偏负，这是由于容积式流量计有漏流的缘故；排量越大时误差越稳定，如下图所示，趋近于水平线，因此流量计应选择工作在较大排量下，但实际上由于容积式流量计有转动部件，存在机械磨擦，大排量高速运转时极易损坏，因此实际设计使用时应考虑流量计长期工作在50%量程左右为宜，最大排量不超过85%量程，这样能保证压力损失较小，有利于节能。
2.2.4 大庆原油计量
根据金属刮板流量计和双转子流量计的特点，目前，大庆原油主要用采用金属刮板流量计进行计量，合理选用计量量程提高东北管网的贸易交接计量的精度。
3 俄油对计量系统造成的影响
3.1 俄油特性
俄油主要特性：低含蜡、凝点低、粘度小（相对大庆原油）。
3.2 俄油对计量系统造成的影响
随着漠大线和庆铁三线的顺利投产，俄油进入东北管网。俄油通过庆铁新、老线输送至下游炼厂。目前，除中俄之间的国际贸易交接计量采用涡轮流量计外，其它国内俄油的交接计量采用大庆原油的计量系统，采用金属刮板流量计进行交接计量。对原有计量系统造成一系列的影响。
主要影响：
（1）输送温度变化对计量精度的影响；
（2）低凝点对流量计性能的影响；
（3）介质变化对流量计密封性能的影响；
（4）对标定系统的影响。
4 俄油引进—引入新型流量计应用
涡轮流量计是速度流量计的主要品种，在国内外广泛应用于石油行业。
4.1 涡轮流量计工作原理
流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流体的流向有一定的角度，流体的冲击力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩，和流体阻力矩之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片具有导磁性，它处于信号检测器（由永久磁钢和线圈组成）的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性地改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电脉冲信号，此信号经放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形波，可远传至显示仪表，显示出流体的体积流量或总量。在一定流量范围内，脉冲频率f 与流经传感器的流体的体积流量Q成正比（图3）。 4.2 涡轮流量计其特点
（1）高精确度：一般为±0.25%R-±0.5%R，高精度型可达±0.15%R；
（2）重复性好：短期重复性可达0.05%
-0.2%。
（3）范围度宽，中大口径可达40：1-10：1，小口径为6：1或5：1；
（4）结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大；
（5）适用高压测量，仪表表体上不必开孔，易制成高压型仪表；
（6）专用型传感器类型多；（7）可制成插入型；
（8）不能长期保持校准特性；
（9）流体物性（密度、粘度）对仪表特性有较大影响
（10）不能长期保持校准特性；
（11）流体物性对流量特性有较大影响。
4.3 新型流量计的运用
中俄之间的国际贸易交接计量采用双螺旋式涡轮流量计。双螺旋式涡轮流量计具有传统流量计的特点，同时可以用于高粘度的介质（最高1000cSt）及低粘度介质（0.1cSt）的计量。
4.3.1 结构
结构设计合理独特，材质为不锈钢或碳钢。螺旋式涡轮流量计甚至在减压情况下其线性度也能好于+/-0.15%，重复性好于+/-0.02%。因此，螺旋式渦轮流量计是贸易交接计量的理想选择。
4.3.2 运用
目前，双螺旋涡轮流量计在石油行业有广泛应用，国际上主要应用于海上油田计量，中俄交接计量俄方；国内中海油在处理厂、销售公司中的计量应用。东北管网用于中俄原油交接计量（中方）。
5 结语
容积式流量计应用于东北管网大庆原油的计量较成熟，并得到广泛的认可。俄油进入东北管网对原有计量系统产生影响，新型计量工具的应用，可以保证计量精度。因此，在今后东北管网设计选型中，依据介质特点、性能要求、安装场所、环境条件和经济费用等因素合理选用原油流量计，并进行误差修正，就能达到准确计量的目的。
参考文献
[1] CDP-G-OD-IS-002-2009/B，输油管道计量导则
[2] GB 50253-2003，输油管道工程设计规范，中国计划出版社，2003
[3] SY 5671 石油及液体石油产品流量计交接计量规程