1 引言

      容積式流量計(jì)號(hào)稱無(wú)爭(zhēng)議計(jì)量，用于原油貿(mào)易交接，但不適用于計(jì)量未經(jīng)處理的原油。未處理的原油含有泥沙雜質(zhì)，易造成容積式流量計(jì)卡堵或磨損。經(jīng)過(guò)探討和實(shí)踐，靶式流量計(jì)可以有效解決這一問(wèn)題。

      靶式流量計(jì)的計(jì)量原理為：在圓形測(cè)量管中心與流束垂直方向上設(shè)置一個(gè)靶板，流體沿靶板周圍的環(huán)型間隙流過(guò)，由于流體的流動(dòng)在靶板產(chǎn)生作用力，流體的流量與靶板所受作用力的平方根成正比。通過(guò)檢測(cè)作用力的大小即可計(jì)算出流量。在靶式流量計(jì)中流體經(jīng)靶板周圍的環(huán)形空間流過(guò)，流通空間大，克服了容積式流量計(jì)的缺陷，不會(huì)被泥沙卡堵。同時(shí)靶式流量計(jì)界限雷諾數(shù)低（2000~4000），可以用于較高粘度介質(zhì)的計(jì)量。因此靶式流量計(jì)是比較適用于計(jì)量原油的。

      2 靶式流量計(jì)的密度修正

      根據(jù)靶式流量計(jì)的計(jì)量原理，流體的體積流量與流體密度的平方根成反比。對(duì)于計(jì)量純凈單一的液體，溫度一定時(shí)，密度不發(fā)生變化，不會(huì)產(chǎn)生計(jì)量誤差。而原油由于含水量的變化而導(dǎo)致密度的變化，會(huì)產(chǎn)生一定的計(jì)量誤差。誤差太大時(shí)，需要進(jìn)行修正。

      2.1 含水原油的密度計(jì)算

      雖然對(duì)流體密度的測(cè)定簡(jiǎn)單快捷，但現(xiàn)場(chǎng)提供的常常是原油的含水率而不是密度。從油田的資料和報(bào)表很容易查到詳細(xì)的含水率記錄，因此有必要由含水率換算密度。

      原油與水互不相溶，在管道中，游離水與原油分層存在，乳化水以微小顆粒狀存在。原油含沙量一般很小，可以忽略不計(jì)。因此，油水混合液的密度是簡(jiǎn)單的代數(shù)相加的關(guān)系，即：

      ρ_H=P_sρ_s+（1- P_s） ρ_Y

      式中：ρ_H――混合液密度，g/cm³；
               ρ_s――水密度，ρ_s=1.0 g/cm³；
               ρ_Y――原油密度，ρ_Y=0.80~0.95 g/cm³；
               P_s――含水率，%。

      2.2 計(jì)量誤差計(jì)算

      根據(jù)原油含水率的波動(dòng)范圍計(jì)算計(jì)量誤差，決定是否對(duì)流量計(jì)進(jìn)行修正，用什么方法修正。

      集油站、轉(zhuǎn)油站外輸原油含水率相對(duì)穩(wěn)定，波動(dòng)在±5%以內(nèi)，誤差較小，一般不需要修正。如：某集油站某一時(shí)期原油含水30%~40%時(shí)，按含水35%（密度0.916）標(biāo)定流量計(jì)。含水30%時(shí)（密度0.909）誤差，由于流量與密度平方根成反比，則誤差為：

      （0.909^-2- 0.916^-2）/0.909^-2=0.356%

      選用精度1級(jí)的流量計(jì)，則總的計(jì)量誤差為：

      ±1.0035×1.01=±1.0136

      即誤差為±1.36%。

      實(shí)際計(jì)量精度可達(dá)到1.5級(jí)，用于油田內(nèi)部結(jié)算已足夠。

      隨著油田開(kāi)采時(shí)間的增加，原油含水量逐漸上升。有些場(chǎng)合含水量無(wú)法控制，波動(dòng)較大，如單井計(jì)量。這些情況就需要進(jìn)行密度修正。

      2.3 密度修正方法

      2.3.1 直接標(biāo)定（硬修正）

      根據(jù)含水原油的實(shí)際密度進(jìn)行標(biāo)定，一般流量計(jì)的標(biāo)定需要標(biāo)準(zhǔn)裝置。而靶式流量計(jì)除了使用標(biāo)準(zhǔn)裝置外，還可現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行干式標(biāo)定，即采用砝碼掛重法，這種方法方便易行。在采用干式法檢定時(shí)，首先根據(jù)以下公式計(jì)算出各流量點(diǎn)所作用于靶板上的力F

      F =（Q/C）²/ρ

      上式中系數(shù)C由生產(chǎn)廠提供，ρ可根據(jù)原油的含水量計(jì)算或?qū)嶋H測(cè)得。用戶可利用公式依次計(jì)算出儀表流量范圍內(nèi)瞬時(shí)流量Q與介質(zhì)作用于靶上的力F間相對(duì)應(yīng)的關(guān)系值，從而對(duì)儀表進(jìn)行標(biāo)定。這樣流量計(jì)的讀數(shù)就是實(shí)際的流量。

      2.3.2 人工修正（軟修正）

      人工檢測(cè)原油密度或原油含水率，修改儀表系數(shù)。

      流量計(jì)按水密度ρ=1.000 g/cm³進(jìn)行標(biāo)定，儀表系數(shù)為C，根據(jù)含水率計(jì)算出實(shí)際密度ρ，再根據(jù)密度計(jì)算出（或查表）密度修正系數(shù)K_ρ=1/ρ^1/2。把儀表系數(shù)改為K_ρC，這樣流量計(jì)的讀數(shù)就是實(shí)際的流量。也可用流量計(jì)的讀數(shù)乘以K_ρ得出實(shí)際流量。

      2.3.3 實(shí)時(shí)修正

      靶式流量計(jì)與在線式檢測(cè)儀表（密度計(jì)或含水分析儀）和智能二次儀表（或計(jì)算機(jī)）配套進(jìn)行密度修正，同時(shí)還可分別顯示油、水總量。原理和計(jì)算同人工修正。目前尚未見(jiàn)到一體化的密度修正流量計(jì)，需要用戶自行組合配置，方法類似于氣體計(jì)量的溫壓補(bǔ)償，不再贅述。這種修正方法適用于計(jì)量精度要求高，含水量波動(dòng)幅度大、波動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。

      3 結(jié)論

      靶式流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)可動(dòng)部件，維護(hù)使用方便，克服了容積式流量計(jì)的結(jié)構(gòu)缺陷，不會(huì)被泥沙卡堵。是一種較為理想的原油計(jì)量?jī)x表。用戶可根據(jù)對(duì)計(jì)量精度的要求和含水量變化的幅度與頻度，選擇合適的方式進(jìn)行密度修正，用以彌補(bǔ)含水量的變化造成的計(jì)量誤差，保證計(jì)量精度。