1 引言

      容積式流量計號稱無爭議計量，用于原油貿(mào)易交接，但不適用于計量未經(jīng)徹底處理的原油。未徹底處理的原油含有泥沙雜質(zhì)，易造成容積式流量計卡堵或磨損。經(jīng)過探討和實踐，靶式流量計可以有效解決這一問題。

      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(shè)置一個靶板，流體沿靶板周圍的環(huán)型間隙流過，由于流體的流動在靶板產(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(jīng)靶板周圍的環(huán)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(shù)低（2000~4000），可以用于較高粘度介質(zhì)的計量。因此靶式流量計是比較適用于計量原油的。

      2 靶式流量計的密度修正

      根據(jù)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(fā)生變化，不會產(chǎn)生計量誤差。而原油由于含水量的變化而導(dǎo)致密度的變化，會產(chǎn)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(xiàn)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(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 計量誤差計算

      根據(jù)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(zhuǎn)油站外輸原油含水率相對穩(wěn)定，波動在±5%以內(nèi)，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）誤差最大，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(nèi)部結(jié)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(jù)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(xiàn)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(jù)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(shù)C由生產(chǎn)廠提供，ρ可根據(jù)原油的含水量計算或?qū)嶋H測得。用戶可利用公式依次計算出儀表流量范圍內(nèi)瞬時流量Q與介質(zhì)作用于靶上的力F間相對應(yīng)的關(guān)系值，從而對儀表進行標定。這樣流量計的讀數(shù)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(shù)。

      流量計按水密度ρ=1.000 g/cm³進行標定，儀表系數(shù)為C，根據(jù)含水率計算出實際密度ρ，再根據(jù)密度計算出（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，這樣流量計的讀數(shù)就是實際的流量。也可用流量計的讀數(shù)乘以K_ρ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。

      3 結(jié)論

      靶式流量計結(jié)構(gòu)簡單，無可動部件，維護使用方便，克服了容積式流量計的結(jié)構(gòu)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(jù)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。