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靶式流量計在原油計量中如何修正密度
閱讀：2507發布時間：2015-6-22
1 引言
用于原油貿易交接，容積式流量計（橢圓齒輪流量計和腰輪流量計）號稱無爭議計量，但不能用于未經處理的原油計量。未*處理的原油含有泥沙等雜質，容易使容積式流量計卡堵或磨損。經過專家探討和實踐，SBL系列電容式靶式流量計可以有效解決這一系列問題。
BSL系列電容式靶式流量計結構簡單，無可動部件，維護使用方便，克服了容積式流量計的結構缺陷，不會被泥沙卡堵。是一種較為理想的原油計量儀表。用戶可根據對計量精度的要求和含水量變化的幅度與頻度，選擇合適的方式進行密度修正，用以彌補含水量的變化造成的計量誤差，保證計量精度。
BSL電容式靶式流量計的計量原理為：在圓形測量管中心與流束垂直方向上設置一個靶板，流體沿靶板周圍的環型間隙流過，由于流體的流動在靶板產生作用力，流體的流量與靶板所受作用力的平方根成正比。通過檢測作用力的大小即可計算出流量。在靶式流量計中流體經靶板周圍的環形空間流過，流通空間大，克服了容積式流量計的缺陷，不會被泥沙卡堵。同時靶式流量計界限雷諾數低（2000~4000），可以用于較高粘度介質的計量。因此SBL系列電容式靶式流量計是比較適用于測量原油的。
2 靶式流量計的密度修正
根據靶式流量計的計量原理，流體的體積流量與流體密度的平方根成反比。對于計量純凈單一的液體，溫度一定時，密度不發生變化，不會產生計量誤差。而原油由于含水量的變化而導致密度的變化，會產生一定的計量誤差。誤差太大時，需要進行修正。
2.1 含水原油的密度計算
雖然對流體密度的測定簡單快捷，但現場提供的常常是原油的含水率而不是密度。從油田的資料和報表很容易查到詳細的含水率記錄，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。因此，油水混合液的密度是簡單的代數相加的關系，即：
ρH=Psρs+（1- Ps） ρY
式中：ρH——混合液密度，g/cm3；
ρs——水密度，ρs=1.0 g/cm3；
ρY——原油密度，ρY=0.80~0.95 g/cm3；
Ps——含水率，%。
2.2 計量誤差計算
根據原油含水率的波動范圍計算計量誤差，決定是否對流量計進行修正，用什么方法修正。
集油站、轉油站外輸原油含水率相對穩定，波動在±5%以內，誤差較小，一般不需要修正。如：某集油站某一時期原油含水30%~40%時，按含水35%（密度0.916）標定流量計。含水30%時（密度0.909）誤差zui大，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級的流量計，則總的計量誤差為：
±1.0035×1.01=±1.0136
即誤差為±1.36%。
實際計量精度可達到1.5級，用于油田內部結算已足夠。
隨著油田開采時間的增加，原油含水量逐漸上升。有些場合含水量無法控制，波動較大，如單井計量。這些情況就需要進行密度修正。
2.3 密度修正方法
2.3.1 直接標定（硬修正）
根據含水原油的實際密度進行標定，一般流量計的標定需要標準裝置。而靶式流量計除了使用標準裝置外，還可現場進行干式標定，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，首先根據以下公式計算出各流量點所作用于靶板上的力F
F =（Q/C）2/ρ
上式中系數C由生產廠提供，ρ可根據原油的含水量計算或實際測得。用戶可利用公式依次計算出儀表流量范圍內瞬時流量Q與介質作用于靶上的力F間相對應的關系值，從而對儀表進行標定。這樣流量計的讀數就是實際的流量。
2.3.2 人工修正（軟修正）
人工檢測原油密度或原油含水率，修改儀表系數。
流量計按水密度ρ=1.000 g/cm3進行標定，儀表系數為C，根據含水率計算出實際密度ρ，再根據密度計算出（或查表）密度修正系數Kρ=1/ρ1/2。把儀表系數改為KρC，這樣流量計的讀數就是實際的流量。也可用流量計的讀數乘以Kρ得出實際流量。
2.3.3 實時修正
靶式流量計與在線式檢測儀表（密度計或含水分析儀）和智能二次儀表（或計算機）配套進行密度修正，同時還可分別顯示油、水總量。原理和計算同人工修正。目前尚未見到一體化的密度修正流量計，需要用戶自行組合配置，方法類似于氣體計量的溫壓補償，不再贅述。這種修正方法適用于計量精度要求高，含水量波動幅度大、波動頻繁的場合。
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