為解決海洋石油平臺撬裝式三相計量分離器天然氣的準(zhǔn)確計量及解決撬裝設(shè)備空間尺寸有限等問題 ，在實(shí)際應(yīng)用中采用氣體超聲波流量計代替?zhèn)鹘y(tǒng)采用高級孔板閥計量天然氣的方案，通過對儀表主要性能指標(biāo)、現(xiàn)場安裝條件、后期運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行比較分析，提出了氣體超聲波流量計在撬裝三相計量分離器中的應(yīng)用優(yōu)勢及在具體應(yīng)用中應(yīng)注意的問題。

隨著我國對南海深海油氣勘探開發(fā)的逐步深入，南海已成為我國深海油氣勘探開發(fā)潛力最大的海域之一，它將為我國東南沿海地區(qū)和海南的能源配套產(chǎn)業(yè)及石化產(chǎn)業(yè)帶來巨大發(fā)展機(jī)遇，是解決國家能源需求的重大領(lǐng)域之一。 海洋石油平臺用撬裝三相計量分離器采用高級孔板閥作為天然氣的主要計量方案已由于其自身結(jié)構(gòu)的限制而顯示出其局限性，而氣體超聲波流量計作為一種新型速度式流量計，由于其優(yōu)越性能，在天然氣計量領(lǐng)域表現(xiàn)出了較明顯的優(yōu)勢，它改善了傳統(tǒng)高級孔板閥對安裝要求高、測量干擾因素多、直管段占用空間大、操

作維護(hù)工作量大等缺點(diǎn)，優(yōu)化了撬裝設(shè)備整體管路設(shè)計。

1.主要性能參數(shù)對比

對儀表本身的技術(shù)性能參數(shù)進(jìn)行對比，見表 1。

1.1 量程比對比

高級孔板閥是通過節(jié)流件來完成測量的，所以其量程比通常只有 1：3，隨著海洋油氣田的開發(fā)，當(dāng)油氣田單井產(chǎn)量或分離器計量油井?dāng)?shù)發(fā)生變化時，流量范圍通常變化較大，需要更換節(jié)流件，雖然高級孔板閥可進(jìn)行在線對節(jié)流件進(jìn)行更換，但同時也增加了現(xiàn)場操作人員的工作量，并需要現(xiàn)場操作人員掌握更換方法，在人員安全方面帶來隱患，并在采辦時按預(yù)期產(chǎn)量變化準(zhǔn)備好相應(yīng)備件，而氣體超聲波流量計量程比較大，在選型時可充分考慮各年份油氣井產(chǎn)量變化情況。

1.2壓損對比

由于高級孔板閥的結(jié)構(gòu)有阻流件，所以，壓損較大，能耗較大，而氣體超聲波流量計則沒有壓損，口徑越大，其節(jié)約能耗的優(yōu)勢會更明顯。

1.3脈動流影響

高級孔板閥不適合用于脈動流測量，因?yàn)楦呒壙装彘y是靠孔板前后的差壓信號來實(shí)現(xiàn)流量測量的，差壓信號與流量為非線性關(guān)系（平方關(guān)系），引壓管線會使得信號遲滯及畸變，節(jié)流件也會對脈動波產(chǎn)生阻礙形成波的反射，而氣體超聲波流量計可以測量脈動流的強(qiáng)度并消除其干擾。

1.4濕氣體影響

高級孔板閥不適合測量濕氣體，若被測液體為濕氣體，那么在孔板流量計的前端容易積液，使得差壓發(fā)生變化。 氣體超聲波流量計具有自檢測功能，如果測量氣體為濕氣體，對超聲波流量計產(chǎn)生影響時，儀表自身可以進(jìn)行修正。

2.現(xiàn)場安裝條件對比

通過兩種儀表對現(xiàn)場安裝條件的要求進(jìn)行對比，見表 2。

同陸地油田開發(fā)相比，海洋石油平臺開發(fā)的裝備制造費(fèi)用和施工作業(yè)成本巨大，海洋石油開采平臺寸鋼寸金，因此，對撬裝設(shè)備的尺寸也限制較大，而高級孔板閥測量對直管段要求較高，在有限的撬塊尺寸內(nèi)，給配管專業(yè)設(shè)計帶來較大困難，另外，高級孔板閥對現(xiàn)場安裝要求也比較高，同心度要求很高，若安裝不到位會直接影響其測量精度，由于高級孔板閥需要配套差壓變送器使用，現(xiàn)場需要安裝差壓信號管路，導(dǎo)壓管路很容易引起差壓流量計測量故障，在現(xiàn)場安裝時，完全滿足高級孔板閥的標(biāo)準(zhǔn)安裝條件很困難，會加大儀表的測量誤差，而采用氣體超聲波流量計能夠很好解決上述問題，且氣體超聲波流量計對現(xiàn)場的適用性強(qiáng)，對壓力、流量的波動不敏感，有較強(qiáng)的過載能力。

3.經(jīng)濟(jì)性能對比

1） 一次性投資。 高級孔板閥工藝管路相對復(fù)雜，對前后直管段要求較高，占用空間較多，配套的閥門、壓力變送器、溫度變送器、節(jié)流件備品、整流器等配套產(chǎn)品多， 雖然單表價格低于超聲波流量計，但整體投資較多。

2）后期維護(hù)費(fèi)用。 高級孔板閥需要經(jīng)常維護(hù)，節(jié)流裝置安裝在現(xiàn)場長期運(yùn)營后，無論管道或節(jié)流裝置都會發(fā)生一些變化，如，堵塞、結(jié)垢、磨損、腐蝕等，要定期檢查節(jié)流件。 在線更換后很難保證不泄露，使差壓不準(zhǔn)，難以保證計量精度，而超聲波流量計可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)，自檢功能強(qiáng)大，且無需更換部件，探頭可以帶壓更換并清洗，維護(hù)費(fèi)用明顯少于高級孔板閥。

4.總結(jié)

通過實(shí)際應(yīng)用，氣體超聲波流量計測量天然氣與高級孔板閥相比確有很多優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意以下問題：

1）正確選型。 應(yīng)注意氣體超聲波流量計其理想的工作流速范圍（2.7~27m/s），流速太低，氣體超聲波流量計的準(zhǔn)確度將降低， 從而會出現(xiàn)較大誤差，流速過高，會出現(xiàn)超聲波信號被吹跑，換能器檢測不到超聲波信號的情況，出現(xiàn)計量故障；另外，還應(yīng)考慮是否存在聲波干擾源，主要指能產(chǎn)生超聲波信號的各種設(shè)備，如，高速度、大差壓的減壓設(shè)備和消音設(shè)備等，如果這些設(shè)備的頻率與氣體超聲波流量計的工作頻率接近時將造成超聲波流量計工作不正常，甚至不工作。 因此，選用、安裝氣體超聲波流量計時應(yīng)該避開存在對流量計產(chǎn)生影響的聲波場合。

2）合理安裝。 應(yīng)根據(jù)具體情況滿足直管段安裝要求，必要時可安裝整流器；應(yīng)采取水平安裝方式，天然氣含液較多的場合，氣體超聲波流量計及其計量管段的安裝位置不應(yīng)低于其上下游管道，使得天然氣中凝析出來的液體能夠隨氣流被帶走，而不在流量計處堆積，造成計量故障。