專利名稱：差壓式定值孔板天然氣流量計量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及天然氣流量計量裝置，特別涉及差壓式定值孔板天然氣流量計量
直O
背景技術：
以標準節流裝置為檢測件的標準孔板流量計，從20世紀30年代得以標準化以來， 到90年代，國際上經歷了三次重大的科研試驗研究過程，一次比一次提高了這種計量方法的科學性與實用性，由于標準孔板節流裝置的標準化程度高、技術成熟、使用經驗豐富、 成本較低、尤其是通過“干標”可進行現場不確定度評估等優于其它流量計的計量特點，使其在應用深度和廣度上是當前任何一種計量方法不可與之比擬的。但是傳統標準孔板流量計受其自身結構的限制存在測量準確度低、測量范圍窄等缺點，例如配用一個量程比為 10 1的差壓變送器，其得到的標準孔板計量系統的流量比僅為3 1，不超過4 1;若要使計量系統的流量比達到10 1，則要求選用的變送器的測量范圍量程比相應地擴大至為 100 1。目前通用差壓變送器的準確度為0.075%F.S(F.S(Full kale)就是滿量程的意思。它表示的是說這種測量工具的誤差是在滿量程的前提下的出的。)，例如EJA品牌最常用的lOOIffa規格差壓變送器，在準確度為0. 075% F. S條件下，最大可能誤差為75Pa，這一誤差值在其差壓值降至變送器滿量程的1/100即IKPa時，可能測量的最大誤差可達7. 5% (75/1000)，大大超過國家標準GB/T18603-2001《天然氣計量系統技術要求》對計量系統配套儀表壓力表B級準確度0. 5級的要求。目前比較通用的擴大計量系統流量測量范圍的方法主要有以下幾種(i)采取寬量程的差壓、壓力變送器配標準孔板使用，在滿足大流量時的量程高限的前提下也滿足小流量時的量程低限。由于這種方法的考慮點是流量高限，因此選擇的壓力、差壓變送器量程過大，流量的范圍完全靠更換孔板來調節，而且壓力、差壓變送器一般在其量程的中下限運行，降低了計量儀表的準確度。(ii)由于站場流程設計的限制，無法滿足用戶氣量增大時的計量要求，因此將一根計量管分為幾根不同內徑的計量管進行計量，由人工開關相應閥門切換使用不同量程的差壓變送器；或者在不同用氣時段由人工開關相應閥門切換采用不同內徑的孔板進行計量，比如將219mm的計量管分為219、150、IOOmm三種計量管的組合，各管的計量量程互相復蓋，由站場人員根據流量大小控制各計量管線的組合。都江堰天然氣公司使用的壓力量程為4Mpa，差壓量程為25Kpa，管徑大小為150mm，每天6:30 23:00用氣高峰時段用孔徑為 89. 993mm的孔板，23:00 6:30用氣低峰時段則開旁通用孔徑為58. OOOmm的孔板來滿足計量的需求。這種方式需要人工切換，操作起來十分不便。
實用新型內容本實用新型為解決上述技術問題，提供了差壓變送器自適應天然氣流量計量裝置，這種裝置是設置有傳感器與微處理器的集成化后自帶差壓傳感器、壓力傳感器、溫度變送器和相應的微系統測控電路的數字式智能變送器，不僅可以準確計量，還具有較高的準確度，性能可靠，測量范圍寬，量程比大等計量特點。本實用新型的技術方案如下差壓變送器自適應天然氣流量計量裝置，其特征在于包括能產生差壓信號、壓力信號、溫度信號的標準定值孔板節流裝置，標準定值孔板節流裝置連接帶有差壓傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的寬量程差壓變送器，所述寬量程差壓變送器與流量計算機連接，流量計算機通過上位機連接信息中心的數據庫。所述寬量程差壓變送器的差壓傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器均與流量計算機連接。所述流量計算機通過RS-485總線連接上位機。所述標準定值孔板節流裝置是使管道中流動的流體產生靜壓力差的裝置，整套裝置由孔板夾持器夾持標準定值孔板，然后連接上下游測量管系組成，其中標準定值孔板是 β參數(即選定的管道內徑與孔板內徑之比)為定值的標準孔板，其主要作用是產生差壓信號以測得通過的流量；孔板夾持器是夾持孔板并按標準規定的位置準確鉆出取壓孔和帶有差壓信號引管的組件；上下游測量管系指在上游臨近孔板IOD (或流動調整器后)和下游 5D直管段的管段鏜制加工部分。所述差壓傳感器、壓力傳感器為擴散硅結構，均采用惠斯登電橋構成測量差壓或壓力的傳感器電路。所述流量計算機還與手操器連接，可以手動控制流量計算機的參數配置。差壓變送器自適應天然氣流量計量裝置的基本原理為現場各流量計量點由標準定值孔板節流裝置產生的差壓信號、壓力信號、溫度信號，送入自帶差壓傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器于一體的寬量程差壓變送器，由流量計算機通過預先設置的有關參數，按照石油天然氣行業標準SY/T6143-2004《用標準孔板流量計測量天然氣流量》中規定的計算流量的方法計算出與之對應的天然氣的瞬時流量和累計流量，然后通過底層通信網絡將采集到的計量數據保存到上位機，對天然氣流量進行實時計量、流量累積及對歷史數據、歷史參數的存儲和管理，也可由上位機通過上層通信網絡傳至氣田信息中心，并保存到服務器數據庫中，供整個氣田生產信息管理系統的需要。本實用新型的有益效果如下本實用新型提高了標準孔板流量計量技術水平，也提高了計量人員的工作效率， 不僅可以準確計量，還具有較高的準確度，性能可靠，測量范圍寬，量程比大等計量特點。
圖1為本實用新型的結構示意圖其中附圖標記為1壓差傳感器、2壓力傳感器、3溫度傳感器、4流量計算機、5上位機、6信息中心、7手操器、8打印機。
具體實施方式
如圖1所示，差壓變送器自適應天然氣流量計量裝置，包括能產生差壓信號、壓力信號、溫度信號的標準定值孔板節流裝置，標準定值孔板節流裝置連接帶有差壓傳感器1、 壓力傳感器2、溫度傳感器3的寬量程差壓變送器，所述寬量程差壓變送器與流量計算機4 連接，流量計算機4通過上位機5連接信息中心6的數據庫。[0023]所述寬量程差壓變送器的差壓傳感器1、壓力傳感器2、溫度傳感器3均與流量計算機4連接。所述流量計算機4通過RS485總線連接上位機5。所述標準定值孔板節流裝置是使管道中流動的流體產生靜壓力差的裝置，整套裝置由孔板夾持器夾持標準定值孔板，然后連接上下游測量管系組成，其中標準定值孔板是 β參數(即選定的管道內徑與孔板內徑之比)為定值的標準孔板，其主要作用是產生差壓信號以測得通過的流量；孔板夾持器是夾持孔板并按標準規定的位置準確鉆出取壓孔和帶有差壓信號引管的組件；上下游測量管系指在上游臨近孔板IOD(或流動調整器后)和下游5D直管段的管段鏜制加工部分。所述差壓傳感器1、壓力傳感器2為擴散硅結構，均采用惠斯登電橋構成測量差壓或壓力的傳感器電路。所述流量計算機4還與手操器7連接，可以手動控制流量計算機的參數配置。手操器7還可以連接打印機。差壓變送器自適應天然氣流量計量裝置的基本原理為現場各流量計量點由標準定值孔板節流裝置產生的差壓信號、壓力信號、溫度信號，送入自帶差壓傳感器1、壓力傳感器2、溫度傳感器3于一體的寬量程差壓變送器，由流量計算機4通過預先設置的有關參數，按照石油天然氣行業標準SY/T6143-2004《用標準孔板流量計測量天然氣流量》中規定的計算流量的方法計算出與之對應的天然氣的瞬時流量和累計流量，然后通過底層通信網絡將采集到的計量數據保存到上位機，對天然氣流量進行實時計量、流量累積及對歷史數據、歷史參數的存儲和管理，也可由上位機通過上層通信網絡傳至氣田信息中心，并保存到服務器數據庫中，供整個氣田生產信息管理系統的需要。水實用新型使用過程中的測量指標為1)測量范圍差壓0 40KPa (三檔量程，自適應遷移)壓力0 2MPa (三檔量程，自適應遷移)溫度0 50°C (與數字式溫度傳感器連接)2)測量誤差(含線性、滯后性和重復性)差壓IOKPa量程檔士0. 2 %25KPa 量程檔士0. 15%40KPa 量程檔士0. 15%門力1.OMPa 量程檔 ±0. 15%2. OMPa 量程檔士0. 15%溫度由溫度傳感器確定，應為士0. 3°C。
權利要求1.差壓式定值孔板天然氣流量計量裝置，其特征在于包括能產生差壓信號、壓力信號、溫度信號的標準定值孔板節流裝置，標準定值孔板節流裝置連接帶有壓差傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的寬量程差壓變送器，所述寬量程差壓變送器與流量計算機連接，流量計算機通過上位機連接信息中心的數據庫。
2.根據權利要求1所述的差壓式定值孔板天然氣流量計量裝置，其特征在于所述寬量程差壓變送器的壓差傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器均與流量計算機連接。
3.根據權利要求1或2所述的差壓式定值孔板天然氣流量計量裝置，其特征在于所述流量計算機通過RS-485總線連接上位機。
4.根據權利要求1所述的差壓式定值孔板天然氣流量計量裝置，其特征在于所述標準定值孔板節流裝置是使管道中流動的流體產生靜壓力差的裝置，整套裝置由孔板夾持器夾持標準定值孔板，然后連接上下游測量管系組成。
5.根據權利要求4所述的差壓式定值孔板天然氣流量計量裝置，其特征在于標準定值孔板是β參數為定值的標準孔板。
6.根據權利要求4所述的差壓式定值孔板天然氣流量計量裝置，其特征在于孔板夾持器是夾持孔板并按標準規定的位置鉆出取壓孔和帶有差壓信號引管的組件。
7.根據權利要求4所述的差壓式定值孔板天然氣流量計量裝置，其特征在于上下游測量管系是指在上游臨近孔板IOD和下游5D直管段的管段鏜制加工部分。
8.根據權利要求1或2所述的差壓式定值孔板天然氣流量計量裝置，其特征在于所述壓差傳感器、壓力傳感器為擴散硅結構，均采用惠斯登電橋構成測量差壓或壓力的傳感器電路。
9.根據權利要求1所述的差壓式定值孔板天然氣流量計量裝置，其特征在于所述流量計算機還與手操器連接。
專利摘要本實用新型公開了差壓式定值孔板天然氣流量計量裝置，包括能產生差壓信號、壓力信號、溫度信號的標準定值孔板節流裝置，標準定值孔板節流裝置連接帶有壓差傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的寬量程差壓變送器，所述寬量程差壓變送器與流量計算機連接，流量計算機通過上位機連接信息中心的數據庫；本實用新型不僅可以準確計量，還具有較高的準確度，性能可靠，測量范圍寬，量程比大等計量特點。
文檔編號G01F1/36GK201935707SQ20102053630
公開日2011年8月17日 申請日期2010年9月20日 優先權日2010年9月20日
發明者葉美香, 呂寒英, 周勛, 孫鴻, 張仕強, 楊興飛, 王東, 蔡英華 申請人:中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司, 宜賓機電一體化研究所