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摘 要：本文分析了长庆油田第二采气厂目前单井注醇计量现状，针对存在问题研究设计开发了一种高精度的智能单井注醇计量系统，通过现场安装应用，考察其稳定可靠性， 进行误差分析，优化设计结构，进一步提高了整个计量系统的精度和稳定性，对第二采气厂准确可靠计量单井甲醇注入量提供了一套有效的计量装置。
关键词：注醇 计量 优化
1 目的和意义
对长庆油田第二采气厂现有注醇系统的甲醇计量方法进行优化研究，开发一种能够实现注醇作业中对甲醇流量进行准确计量的计量系统，有效控制生产成本，同时降低设备的维护量，提高经济效益。
2 单井注醇计量现状
长庆油田第二采气厂天然气站场较多，气井分布区域广，单井注醇系统普遍采用站内隔膜计量泵向单井井口及站内注入甲醇，注醇泵流量采用手动调节柱塞行程控制，用甲醇计量表实时计量注醇量，利用流量标定管对计量泵输出进行核对和校准。计量注醇泵活塞行程控制注醇量，受注醇泵实际运行情况影响，单井注醇实际值与理论值存在一定差异；甲醇计量表对液体清洁度要求较高，液体中含有杂质时容易堵塞、卡住内部机械传动部件，造成计量指针不转，计量不准。
3 单井注醇计量系统的研究
3.1 容积式流量计特点
容积式流量计利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的标准体积部分，根据排放测量室流体的次数来测量总体积。由于容积式流量计具有计量精度高、操作简便、计量范围度宽、可测量高粘度液体、安装管道条件要求低等优点，研究采用容积式流量计。
3.2 结构方案设计
根据现场要求，设计计量系统，其主要有以下4部分组成：
（1） 智能流量计算仪。具有数据采集、显示、控制、通讯、报警功能。
（2） 体积计量部分。包括标准计量罐、液位传感器，确保体积式流量测量的一致性、准确性。
（3） 电磁阀。用于控制计量罐高低液位时的进出液。
（4） 进出液管路。连接现场工艺管路和设备。
3.3 工作原理
计量罐内液位低于下限时，进液电磁阀打开，液体快速流入计量罐，当液位传感器检测罐内液位达到上限时，进液电磁阀关闭。智能流量计算仪根据计量罐上下限液位间的液体体积差和电磁阀工作次数及进出液时间，运算得到瞬时流量、累计流量，显示于现场显示或数据远传。
3.4计量罐体积设计依据
所设计计量系统结构方案中，计量罐体容量涉及到电磁阀的使用寿命，计量罐体容量过小，电磁阀动作频率高，寿命缩短，体积过大，占用安装空间。电磁阀额定寿命为30万次，保守寿命为18万次，选定2L体积的计量罐比较合理。
4 单井注醇计量系统的现场应行
4.1 现场运行数据分析
如表1所示，该流量计实验室标定数据为1.94L，现场标定体积为1.985L。此阶段流量计运行时，由于计量罐进液的同时也在排液，在进液时间内（12-15秒）有部分甲醇经计量罐流出未能计量，导致出现相对较大的计量误差2.3%。所以对标定量必须加以修正。
4.2 计量系统误差分析
4.2.1 标定器具自身误差
注醇流量计采用体积测量的方法进行标定，所用量筒量程为2000ml，分刻度为10ml，造成一定的测量误差。
4.2.2 标定条件不同造成误差
标定过程中存在工况、人员目测差异、环境因素等影响，根据测量不确定度分析，造成一定的测量误差。
4.2.3 浪涌现象造成误差
甲醇进入计量罐体时，由于压力原因出现浪涌现象，实际容量会小于标定容量。根据计量罐体内径计算液位落差每1mm体积大约为7ml， 对测量精度的影响为-0.4%。现场运行中，液体经过弯曲的注醇管道，流速会降低，相对比较稳定，对流量计测量精度的影响会小于-0.4% 。
4.4 现场运行总结分析
（1） 优化结构设计后的注醇流量计在现场工况下能够稳定、可靠的连续运行；
（2） 工况条件下最大计量误差满足计量要求；
（3） 进液出液时间比极小，计量过程可以视为连续流动。
5结论及建议
（1） 注醇计量系统在现场工况下运行安全、可靠、稳定；
（2） 注醇计量运行数据获取直观、简单、方便，满足现场生产需要
（3） 安装操作简便，使用和维护成本低，精度高，能耗低；
（4） 该研究在为小流量计量的扩大应用提供了理论和实践基础。
参考文献
[1] GB/T 20901-2007《石油石化行业能源计量器具配备和管理要求》
作者简介
海心升，男，1977年出生，2009年毕业于北京石油大学石油工程专业，助理工程师.
关键词：注醇 计量 优化
1 目的和意义
对长庆油田第二采气厂现有注醇系统的甲醇计量方法进行优化研究，开发一种能够实现注醇作业中对甲醇流量进行准确计量的计量系统，有效控制生产成本，同时降低设备的维护量，提高经济效益。
2 单井注醇计量现状
长庆油田第二采气厂天然气站场较多，气井分布区域广，单井注醇系统普遍采用站内隔膜计量泵向单井井口及站内注入甲醇，注醇泵流量采用手动调节柱塞行程控制，用甲醇计量表实时计量注醇量，利用流量标定管对计量泵输出进行核对和校准。计量注醇泵活塞行程控制注醇量，受注醇泵实际运行情况影响，单井注醇实际值与理论值存在一定差异；甲醇计量表对液体清洁度要求较高，液体中含有杂质时容易堵塞、卡住内部机械传动部件，造成计量指针不转，计量不准。
3 单井注醇计量系统的研究
3.1 容积式流量计特点
容积式流量计利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的标准体积部分，根据排放测量室流体的次数来测量总体积。由于容积式流量计具有计量精度高、操作简便、计量范围度宽、可测量高粘度液体、安装管道条件要求低等优点，研究采用容积式流量计。
3.2 结构方案设计
根据现场要求，设计计量系统，其主要有以下4部分组成：
（1） 智能流量计算仪。具有数据采集、显示、控制、通讯、报警功能。
（2） 体积计量部分。包括标准计量罐、液位传感器，确保体积式流量测量的一致性、准确性。
（3） 电磁阀。用于控制计量罐高低液位时的进出液。
（4） 进出液管路。连接现场工艺管路和设备。
3.3 工作原理
计量罐内液位低于下限时，进液电磁阀打开，液体快速流入计量罐，当液位传感器检测罐内液位达到上限时，进液电磁阀关闭。智能流量计算仪根据计量罐上下限液位间的液体体积差和电磁阀工作次数及进出液时间，运算得到瞬时流量、累计流量，显示于现场显示或数据远传。
3.4计量罐体积设计依据
所设计计量系统结构方案中，计量罐体容量涉及到电磁阀的使用寿命，计量罐体容量过小，电磁阀动作频率高，寿命缩短，体积过大，占用安装空间。电磁阀额定寿命为30万次，保守寿命为18万次，选定2L体积的计量罐比较合理。
4 单井注醇计量系统的现场应行
4.1 现场运行数据分析
如表1所示，该流量计实验室标定数据为1.94L，现场标定体积为1.985L。此阶段流量计运行时，由于计量罐进液的同时也在排液，在进液时间内（12-15秒）有部分甲醇经计量罐流出未能计量，导致出现相对较大的计量误差2.3%。所以对标定量必须加以修正。
4.2 计量系统误差分析
4.2.1 标定器具自身误差
注醇流量计采用体积测量的方法进行标定，所用量筒量程为2000ml，分刻度为10ml，造成一定的测量误差。
4.2.2 标定条件不同造成误差
标定过程中存在工况、人员目测差异、环境因素等影响，根据测量不确定度分析，造成一定的测量误差。
4.2.3 浪涌现象造成误差
甲醇进入计量罐体时，由于压力原因出现浪涌现象，实际容量会小于标定容量。根据计量罐体内径计算液位落差每1mm体积大约为7ml， 对测量精度的影响为-0.4%。现场运行中，液体经过弯曲的注醇管道，流速会降低，相对比较稳定，对流量计测量精度的影响会小于-0.4% 。
4.4 现场运行总结分析
（1） 优化结构设计后的注醇流量计在现场工况下能够稳定、可靠的连续运行；
（2） 工况条件下最大计量误差满足计量要求；
（3） 进液出液时间比极小，计量过程可以视为连续流动。
5结论及建议
（1） 注醇计量系统在现场工况下运行安全、可靠、稳定；
（2） 注醇计量运行数据获取直观、简单、方便，满足现场生产需要
（3） 安装操作简便，使用和维护成本低，精度高，能耗低；
（4） 该研究在为小流量计量的扩大应用提供了理论和实践基础。
参考文献
[1] GB/T 20901-2007《石油石化行业能源计量器具配备和管理要求》
作者简介
海心升，男，1977年出生，2009年毕业于北京石油大学石油工程专业，助理工程师.