一、煤氣流量計(jì)的工作原理
煤氣流量計(jì)是一種節(jié)流式差壓流量計(jì)．它以流體流動(dòng)連續(xù)性方程和伯努利方程為基礎(chǔ) 當(dāng)充滿管道的流體流經(jīng)節(jié)流件時(shí)．流速在節(jié)流件處形成局部收縮．因而流速增加、靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了差壓。流體流量越大．產(chǎn)生的差壓就越大．通過測(cè)量差壓的大小便可計(jì)算出流體的流量。
煤氣流量計(jì)也遵循差壓式流量計(jì)的計(jì)算公式：c——流出系數(shù)：ε——可膨脹性系數(shù)：d——節(jié)流件孔徑，m，β——節(jié)流比系數(shù)，β=d/d，d——上游管道內(nèi)徑.m；△p——差壓，pa；ρ1——上游流體密度,kg/m。
煤氣流量計(jì)與其他差壓流量計(jì)的不同之處在于其節(jié)流件采用了紡錘體 紡錘體沿測(cè)量管中心軸線安裝．其幾何形狀根據(jù)流體力學(xué)原理精心設(shè)計(jì)，采用基因算法進(jìn)行優(yōu)化．呈的流線型．能避免流動(dòng)分離，且對(duì)流體的阻力達(dá)到小 紡錘體中部與測(cè)量管的內(nèi)壁之間形成均勻的環(huán)形通道（槽道） 煤氣流量計(jì)的高壓取自紡錘體頭部（前緣）對(duì)應(yīng)的測(cè)量管壁處．低壓取自紡錘體的中后部 被測(cè)流體在接近紡錘體頭部時(shí)．其速度分布便開始受到調(diào)整： 隨著流體流經(jīng)紡錘體頭部．其速度分布受調(diào)整的力度不斷加大 當(dāng)流體進(jìn)入環(huán)形槽道以后．其速度分布開始被“標(biāo)準(zhǔn)化”．壓力分布也隨之被“標(biāo)準(zhǔn)化”．在環(huán)形槽道區(qū)域．壓力沿軸線方向線性下降，非常穩(wěn)定，幾乎不存在任何脈動(dòng)。紡錘體的前后支撐片按飛機(jī)機(jī)翼理論來設(shè)計(jì)．呈良好的流線型．阻力極小．使紡錘體牢固而準(zhǔn)確地在管道定位，保證良好的軸對(duì)稱。
二、煤氣流量計(jì)的性能特點(diǎn)
煤氣流量計(jì)作為新一代的差壓流量計(jì)．具有諸多明顯的進(jìn)步和鮮明的特點(diǎn)
1．準(zhǔn)確度高．重復(fù)性好
煤氣流量計(jì)由于其*的節(jié)流件設(shè)計(jì)．可將各種實(shí)際流動(dòng)迅速調(diào)整為標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)形槽道流動(dòng)．且取壓點(diǎn)的壓力非常穩(wěn)定：節(jié)流裝置內(nèi)整個(gè)流場(chǎng)沒有流動(dòng)分離發(fā)生．沒有任何漩渦出現(xiàn)，不會(huì)產(chǎn)生附加的壓力波動(dòng)。
煤氣流量計(jì)節(jié)流裝置的這些特性使差壓變送器能夠非常容易地獲得持續(xù)而穩(wěn)定的壓力差．測(cè)量準(zhǔn)確度可優(yōu)于±0．5％ ．重復(fù)性優(yōu)于0．2％（此為測(cè)量氣體或蒸汽時(shí)的數(shù)據(jù)．測(cè)量液體時(shí)測(cè)量準(zhǔn)確度可優(yōu)于±0．2％ ．重復(fù)性優(yōu)于0．1％）．體現(xiàn)了流量計(jì)基本的性能——測(cè)得準(zhǔn)。
2．流量范圍大．量程比寬
煤氣流量計(jì)在流量（雷諾數(shù)）大于一定值后．流量系數(shù)為常數(shù)．只有在小流量時(shí)由于流體黏性（雷諾數(shù)）的影響才出現(xiàn)微弱非線性．這使得煤氣流量計(jì)的非線性范圍大大縮?。髁肯禂?shù)在大流量（雷諾數(shù)）方向上一直保持恒定的值 即使在小流量的非線性范圍內(nèi)，由于煤氣流量計(jì)本身優(yōu)良的重復(fù)性．仍然可以較為準(zhǔn)確地計(jì)量煤氣流量計(jì)的壓力信號(hào)十分穩(wěn)定．信噪比高．單表量程比可達(dá)到10：1．根據(jù)特殊要求還可擴(kuò)展至15：1。
3．無直管段要求．現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)
充分發(fā)展的管道流動(dòng)對(duì)于流量?jī)x表的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性至關(guān)重要．但是這種流動(dòng)的獲得卻并不容易．必須在流量計(jì)前加裝數(shù)十倍于管道直徑長(zhǎng)度的直管段．或者加裝消耗能量的流動(dòng)調(diào)整器來縮短直管段的長(zhǎng)度．并且這樣做的效果還十分有限。煤氣流量計(jì)本身可以有效并迅速地將管道流動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化．節(jié)流件紡錘體強(qiáng)大的整流作用使得煤氣流量計(jì)*擺脫了前后直管段的限制．適用場(chǎng)合大為拓寬．安裝成本大大降低。
4．*性壓力損失小
在煤氣流量計(jì)中．流體順滑地流過節(jié)流件紡錘體．全流場(chǎng)無流動(dòng)分離發(fā)生．沒有任何旋渦．節(jié)流裝置對(duì)流體的阻力僅為摩擦阻力 當(dāng)流體流暢地通過紡錘體后大部分壓力得到恢復(fù)．因此在獲得大的壓差的同時(shí)．壓力損失可比大多數(shù)侵占通道的流量計(jì)（孔板、v錐、渦輪等）的壓損小得多，僅為孔板流量計(jì)的三分之一． 比v錐流量計(jì)sb50％ ．與文丘里管十分接近 并且流量越大．相對(duì)壓力損失越小．這一點(diǎn)是其他有明顯壓損的流量計(jì)無法做到的
5．流量系數(shù)長(zhǎng)期不變．穩(wěn)定可靠壽命長(zhǎng)
煤氣流量計(jì)的節(jié)流件紡錘體經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)后呈的流線型．在流體長(zhǎng)期的沖擊下不易磨損．這使得煤氣流量計(jì)標(biāo)定出廠后．流量系數(shù)即可終身使用．無需重復(fù)標(biāo)定 紡錘體的前后支撐片．使它牢固而準(zhǔn)確地在管道定位．保證良好的軸對(duì)稱 支撐片按飛機(jī)機(jī)翼理論來設(shè)計(jì)．呈良好的流線型，阻力極小 節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)非常牢固．抗載荷抗沖擊．節(jié)流裝置壽命
高于管道壽命煤氣流量計(jì)真正具備了自清洗功能．因?yàn)槊簹饬髁坑?jì)的節(jié)流件呈的流線型．顆粒狀的臟物在整個(gè)流量計(jì)中無處停留．很容易隨著介質(zhì)的流動(dòng)被帶走。
目前．其他的節(jié)流裝置存在“盲區(qū)”以及嚴(yán)重的流動(dòng)分離，容易造成臟污顆粒的堆積或阻塞。這使得煤氣流量計(jì)可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行、準(zhǔn)確計(jì)量。
三、煤氣流量計(jì)在長(zhǎng)慶氣田的應(yīng)用
目前．我廠一共安裝了35臺(tái)煤氣流量計(jì)．分別在南3站、烏2站、烏3站、西1站及叢式井組上用于不同場(chǎng)合的流量測(cè)量
1．南3站煤氣流量計(jì)
南3站目前一共安裝了4臺(tái)煤氣流量計(jì)．分別安裝在g35—12、g33—13、g34—13、陜66上用于單井計(jì)量g35—12：于2007年7月安裝。二次儀表為一體化智能設(shè)計(jì)．即可在現(xiàn)場(chǎng)表頭直接讀取瞬時(shí)流量．又能將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 該流量計(jì)自投運(yùn)以來一直運(yùn)行穩(wěn)定．計(jì)量較為準(zhǔn)確．同分2／1；孔板流量計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)極為接近．輸差基本控制在范圍之內(nèi)：同時(shí)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障極少．取得了良好的應(yīng)用效果g34—13：于2008年12月安裝，替換原智能旋進(jìn)旋渦流量計(jì)進(jìn)行單井計(jì)量，仍然為一體化儀表。該煤氣流量計(jì)自投運(yùn)后運(yùn)行穩(wěn)定。計(jì)量準(zhǔn)確．*發(fā)生g33—13：于2010年9月安裝．替換原彎管流量計(jì)進(jìn)行單井計(jì)量．為一體化儀表 該煤氣流量計(jì)自投運(yùn)后與分2／孔板流量計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)相差較大．經(jīng)天然氣計(jì)量站與廠家技術(shù)人員檢查后．已排除二次儀表原因．很可能是流量計(jì)本體取壓孔有毛刺．或是有較大顆?？ㄔ诹髁坑?jì)槽道中造成的 因?yàn)樵摼壳盁o法關(guān)井，由廠家技術(shù)
人員修改流量系數(shù)后暫運(yùn)行．待該井關(guān)井后將流量計(jì)予以更換并查找故障原因?，F(xiàn)階段煤氣流量計(jì)正常運(yùn)行，但當(dāng)該井產(chǎn)量有大的波動(dòng)時(shí)．可能會(huì)導(dǎo)致計(jì)量失準(zhǔn)。
陜66：于2010年10月安裝，替換原彎管流量計(jì)進(jìn)行單井計(jì)量，因?yàn)樵摼形撮_井生產(chǎn)，煤氣流量計(jì)未投運(yùn)。
2．烏3站煤氣流量計(jì)
烏3站于2009年7月安裝了一臺(tái)一體化煤氣流量計(jì)．用于分2／1計(jì)量分離器進(jìn)行流量計(jì)量。該煤氣流量計(jì)自投運(yùn)以后運(yùn)行穩(wěn)定．計(jì)量準(zhǔn)確．除8月7日因雷擊導(dǎo)致二次儀表?yè)p壞外。*發(fā)生，運(yùn)行效果良好。
3．烏2站煤氣流量計(jì)
烏2站于2008年9月在g4—5井安裝了一臺(tái)煤氣流量計(jì)．用于井間互聯(lián)連續(xù)氣舉排水采氣試驗(yàn)流量計(jì)量 由于該流量計(jì)是用于高壓場(chǎng)合．在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了一些問題．導(dǎo)致無法正常計(jì)量2008年10月10 el變送器電路單元損壞．參數(shù)丟失：11月1日變送器因溫度過高，模塊燒壞；l1月16日變送器本體出現(xiàn)砂眼滲漏以上問題都是因?yàn)槎蝺x表的故障導(dǎo)致流量計(jì)
無法穩(wěn)定工作．該煤氣流量計(jì)在正常運(yùn)行時(shí)的計(jì)量還是比較準(zhǔn)確的 經(jīng)天然氣計(jì)量站與廠家技術(shù)人員分析研究．決定將烏2站一體化煤氣流量計(jì)更換為分體式煤氣流量計(jì)．二次儀表采用羅斯蒙特公司生產(chǎn)的變送器，該儀表較為穩(wěn)定耐用，可用于高壓場(chǎng)合。但分體式煤氣流量計(jì)的各種數(shù)據(jù)需要由各變送器采集并傳輸至流量積算儀．該流量積算儀與我廠自控系統(tǒng)不配套．無法將數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行讀取．目前該問題正在各相關(guān)力量進(jìn)行整改4．西1站煤氣流量計(jì)西1站于2010年10月在低壓總機(jī)關(guān)安裝了一臺(tái)一體化煤氣流量計(jì)．運(yùn)行到現(xiàn)在．只有二次儀表平衡閥出現(xiàn)故障，更換后恢復(fù)正常．到現(xiàn)在為止，計(jì)量準(zhǔn)確。
5．叢式井組流量計(jì)
叢式井組流量全部為2010年安裝．目前全部正常．計(jì)量準(zhǔn)確還有一點(diǎn)需要指出的是． 目前煤氣流量計(jì)無法通過天然氣計(jì)量站的小流量裝置進(jìn)行標(biāo)定．只是在出廠時(shí)作過標(biāo)定．這會(huì)對(duì)我們判斷煤氣流量計(jì)的準(zhǔn)確度帶來影響。
通過對(duì)煤氣流量計(jì)幾年來的實(shí)際應(yīng)用．我們發(fā)現(xiàn)該流量計(jì)具有一定的優(yōu)勢(shì)．它運(yùn)行穩(wěn)定．計(jì)量準(zhǔn)確，故障較少．取得了較好的應(yīng)用效果 煤氣流量計(jì)的問題多出現(xiàn)在二次儀表部分．今后我們一定要在儀表的優(yōu)化選型方面狠下工夫．根據(jù)不同的安裝場(chǎng)合．選擇合理的流量計(jì)及配套儀表。在中低壓的場(chǎng)合，我們建議使用一體化的流量計(jì)儀表．它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單．維護(hù)方便．價(jià)格較分體式儀表低廉．具有現(xiàn)場(chǎng)顯示和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的雙重功能：高壓場(chǎng)合建議使用分體式流量計(jì)．其儀表更為穩(wěn)定耐用．可保證流量計(jì)長(zhǎng)期正常運(yùn)行。因此，還要盡快解決分體式流量積算儀與集氣站計(jì)算機(jī)的通信問題，不但要顯示流量，還要能對(duì)壓力、差壓、溫度等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控．確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決。更要采取措施實(shí)現(xiàn)煤氣流量計(jì)在我廠的標(biāo)定．使我們能夠更好地判斷該儀表的應(yīng)用效果和使用前景．更好地服務(wù)于我廠的生產(chǎn)。