本文根据流量计系数的数学模型,首先分析了流量计系数的变化量,从而提出一种对流量计性能控制的方法,并根据实际的数据加以验证。该方法是以流量计的基准曲线为基础,通过估计流量计系数的真值,根据标准的要求设定控制线,来评价测量的实际流量计系数,确定系数的偏离程度,从而控制流量计的性能,保证计量设备稳定可靠运行,提高原油检验工作质量。
一、引言
原油的动态计量普遍采用配有流量计算机和标准体积管的流量计系统,尤其是海上油田。在使用过程中,流量计的性能随流过液体的流量、温度、压力、粘度、和流体的密度而改变,也会因流量计的磨损而发生变化。目前, 原油动态计量多采用系数法进行自动计算,完成贸易交接。其过程是,检定机构对流量计进行检定,给出性能曲线,合格后将性能曲线植入流量计算机,贸易交接计量时,流量计算机根据采样流量在性能曲线上内插得到流量计系数(MF)进行修正计算。因此,对MF的控制也反映了检验鉴定工作的质量。
流量计系数综合反映了流量计的性能, 对流量计性能的控制,相关标准推荐采用统计控制图,然而需要累积不少于15次“学习(准备)阶段”的测量值。
实际工作中,计量的频率和产量有关,在检定周期内可能无法完成测量数据的收集,这样在前期阶段就无法控制。不同时期的计量,温度常常变化很大,使得流量计系数的复现性差,造成收集的数据质量不高,处理数据时会被误剔除。另外,检定时的温度与外输时的温度有时偏差较大,使流量计系数偏离性能曲线。
本文通过对MF的数学模型进行分析,对流量计系数的理论真值进行估计,提出一种实用的控制图做法。该方法的理论还有助于分析影响流量计性能的因素,为进一步研究动态计量的精确性提供指导。
二、流量计系数变化量的理论分析
在不同的标准中,流量计系数的计算模型不同,但其实质是等效的,公式(1)为美国石油学会石油计量标准手册(API MPMS)中提供的模型。