靶式流量计

高粘度容积式液体微小流量计在海洋石油采油平台中的使用

高粘度容积式液体微小流量计在海洋石油采油平台中的使用,海洋石油平台在石油处理过程中需要加入一定量的高粘度化学药剂以达到石油处理的目的,测量化学药剂的加入量使用的流量计主要是容积式流量计和浮子流量计。中国海洋石油总公司计量检测中心检定这些高粘度微小流量计所使用的装置是静态质量法微小流量标准装置。在检定高粘度容积式流量计时,针对高粘度介质的选择、高粘度介质的挂壁量、被检表的计数影响、密度测量的影响逐个进行了研究分析与实验。终在避免了所有因素影响的情况下根据液体容积式流量计检定规程《JJG667-2010》得出了容积式流量计检定是否合格的结论。

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1.前言

高粘度容积式液体微小流量计在海洋石油采油平台中的使用非常广泛,主要用于化学注入系统。化学药剂加药量的多少对于石油的处理起着关键性作用,液体容积式微小流量计主要是测量化学药剂的加入量。中国海洋石油总公司计量检测中心承担了此类流量计的检定工作。此研究主要是根据液体容积式流量计检定规程《JJG667 - 2010》的具体要求及相关内容进行的,针对高粘度介质的选择、高粘度介质的挂壁量、被检表的计数影响、密度测量等会对测量结果产生影响因素进行分析控制使测量结果更加符合规程要求更加严谨。

2.检定装置介绍

中国海洋石油总公司计量检测中心拥有一套静态质量法液体微小流量标准装置,见图 1,其流量范围为( 0. 5700) L /h,不确定度为 0. 05% ( k = 2) 。检定容积式流量计时具有同步拍照功能,可以记录单次测量时间段内被检流量计开始及结束时的累计体积量从而可以计算出单次测量时间段内被检流量计的累计体积量。

3.被检流量计介绍

主要检定容积式流量计和浮子流量计,这里只介绍容积式流量计。其流量范围大多为( 0. 5 ~ 100) L /h,精度等级为 1. 0 级及以下,口径为 1 /2”或 1”,粘度范围为 ( 100 500) mPa·s。传感器与变送器表头连接,变送器表头带液晶显示瞬时流量与累积流量可切换。变送器表头见图 2

4.检定

4. 1 相关术语

4. 1. 1 检定: 查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序,它包括检查、加标记和( ) 出具检定证书。

4. 1. 2 计数: 能有效辨别的显示示值间的小差值。

4. 1. 3 挂壁量: 使用静态质量法液体流量标准装置检定流量计时,这里定义挂壁量为单次测量结束时电子秤的称重量与液体滴入电子秤上方的容器内 10 秒内不再滴入一滴时的称重量之差。

4. 2 测量模型

用静态质量法液体流量标准装置检定容积式流量计时,误差公式为:

式中: Qm —被检流量计累计示值,L;s —流量计处的累计值,L

4.3高粘度介质的选择

由于海洋石油工程中用到的绝大多数容积式流量计都是高粘度流量计,粘度范围一般为( 100 ~ 500) mPa·s。根据容积式流量计检定规程《JJG667 2010 》中7. 1. 7. 4 的相关规定,检定液体的粘度应不小于 50mPa·s。一般液体流量检定装置使用的液体为水,因此选择合适的液体介质就很重要了。经过查询大量相关资料www.bashiliuliangji.com,进行多次试验,终选择了三甘醇作为检定用介质,原因有三: ( 1) 价格低廉,应用广泛; ( 2) 无色无臭、微毒对眼睛及皮肤无刺激性,安荃环保; ( 3) 温度低于 20  时粘度不小于 50mPa·s; ( 4) 介质的沿程阻力及局部阻力均满足装置的设计要求。

4. 4消除被检流量计计数引入的影响

根据容积式流量计检定规程《JJG667 - 2010 》中7. 1. 2 的规定,苏州华陆仪器仪表有限公司容积式流量计在检定过程中需要考虑被检流量计计数引入的不确定度对测量结果的影响不超过大示值误差的 1 /10。但是此条款中并未给出相关公式,这里要推倒出静态质量法微小流量标准装置单次测量的小体积量 V

计数引入的不确定度,按矩形分布估计,其标准不确定度为

4. 5 消除高粘度介质挂壁量引入的影响

高粘度介质的挂壁量会影响测量模型中的 Qs ,因此在测量中需要消除该影响量。挂壁量引入的影响量不超过被检流量计大示值误差的 1 /10 时可以忽略不计,那么装置单次测量的小体积量:

式中: m —挂壁量,kg;

s —测量介质密度,kg /m3 ;

a —检定时环境大气密度,kg /m3

 高粘度介质在不同温度下的挂壁量有所不同,不同检定台位处的介质挂壁量也有所不同。因此,在检定时需测量该温度下该检定台位的挂壁量以便计算 V0 值。

得到 V0 和 V 后选取较大值作为单次测量的小体积量。

4. 6 消除密度测量带来的影响密度计测量密度值引入的相对标准不确定度,由高精度数字密度计证书可知关系6.jpg

 为环境温度时测得的高粘度介质的密度值为 1. 127g / cm3 。因此,对于 1. 0 级及以下的被检流量计来说密度计测量密度值引入的影响可以忽略不计。

4. 7 检定过程整个检定过程遵循液体容积式流量计检定规程

《JJG667 - 2010》中的相关条款,测量结果的误差和重复性未超过规定值为合格。单次测量的小体积量在装置软件的记录里可以得到,如果单次测量的体积量不够可以适当增加检定时间。从经济性和效率方面考虑,检定时间够用就好以免造成人力物力上的不必要浪费。

5.结论

在实际检定高粘度容积式流量计的过程中我们发现,如果不能保证单次测量量测量结果往往存在误差超差及重复性超差等现象。因此,一定要关注小测量量。通过研究分析以及实验我们得到了相关的计算公式,量化了检定规程中未细化或者是不好细化的条款。

在整个检定过程中还应注意三点: ( 1) 尽量保证环境温度恒定,避免温度剧烈变化引起介质密度的变化; ( 2) 在符合要求的情况下尽量降低环境湿度,以免造成三甘醇含水量过大影响粘度必要时更换新的三甘醇; ( 3)环境中尽量不要产生较大气体流动,以免对电子秤产生不必要的影响。

点击次数:  更新时间:2018-12-12 10:34:11  【打印此页】  【关闭