克拉玛依红山田有限责任公司
摘要：旋进旋涡流量计是一种速度式流量仪表，可适用于石油、蒸气、天然气、水等多种介质的流量测量，其内部无可动部件，易于维护、故障率较低，一般出现的问题都是由于在使用过程中，生产工艺的变化和安装的原因所造成的。只要了解了该仪表的结构和原理，根据工艺的变化和计量流量的不同选择合适的测量范围，定期检查维护。便可以使该仪表在计量过程中正常工作。
关键词：旋进旋涡流量计；故障现象；分析；维护
一、概述
旋进旋涡流量计是一种速度式流量仪表，可适用于石油、蒸气、天然气、水等多种介质的流量测量，并实现了压力、温度及压缩系数等动态参数的在线自动补偿，既能就地显示各种参数又有多种信号远传输出的、可广泛应用于石油、化工、冶金、制药以及城市燃气输配管网各种气体计量和流量控制。在油田里主要用在计量站油井伴生气、联合站进气、外输气等部位的天然气计量。
二、旋进旋涡流量计结构与工作原理
1.流量计结构：
①起漩器、②壳体、③积算仪、④压电晶体传感器、⑤温度传感器、⑥压力传感器、⑦消漩器
2.流量计的工作原理
当沿着轴向的流体进入流量传感器入口时，在起漩器的作用下，被强制围绕中心线旋转，产生漩涡流，漩涡流在文丘利管中旋进，到达收缩段突然节流后，使漩涡流加速，当通过扩散段时，漩涡中心沿一锥形螺旋线进动。此时，由压电传感器检测到的漩涡流进动频率信号经前置电路放大、滤波、整形后转换为与流速成正比的脉冲信号，经积算仪中处理电路进行相位的比较和判断，并剔除外来干扰信号后与温度、压力传感器检测到的信号一起送入智能流量积算仪进行运算处理，并把流体的体积流量和总量直接显示于LCD屏上。
三、常见故障现象原因及分析
通过近几年在计量站和联合站维护旋进旋涡流量计的经验，发现仪表在使用过程中存在以下几个问题：
1.仪表安装不符合要求和随意性：
现象：仪表前后管线缩径，距离较近，显示流量过大。
原因：经现场检查发现该仪表为DN32流量计，安装在DN80的管线上，前后缩径，缩径后气体在经过缩径处流体加速造成旋涡流的旋转频率在加快，压电传感器发出的脉冲数增多，流量计的显示值也比实际大，从而造成相对误差越来越大
分析：旋进旋涡流量计属流体振荡性仪表，对现场有较高的要求，而仪表现场安装时普遍存在安装时前后管段距离较近，有弯头、变径大小头等壳体中心线与管道中心线不同心的现象，这样会造成仪表的测量误差。
2.测气流量的不稳定性：
现象：单井伴生气流量在计量过程中，气体过小不能计量出应用的气量。
原因：由于在油井生产过程中流体气流动规律的不同而造成气量不稳定而造成计量的不准确。
分析：气量并随时间忽大忽小变化，属脉动流体。测量量中产生随机脉动压力将会对旋涡发生体产生随机冲击，从而影响测量精度；
3.管线振动造成仪表误差
现象：仪表在流量较小或不使用过程中有流量输出或流量计数不准。
原因：工艺管道的振动，在流速较低时，会使仪表输出错误信号而影响计量精度。经过使用旋涡流量计发现主要问题是计数不准，有时仪表显示虽能反映流量大小的趋向，但是误差较大，有时无流量仪表仍有显示等。
分析：旋涡流量计属流体振荡性仪表，在管线振动时，压电传感器可以检测到振荡所引起的变化，所以会有信号输出。
4.测量流体介质不清洁
现象：造成计量值下降，流量计内有油污和腐蚀或损坏。
原因：在计量过程中，气线返油或或生产过程中有酸化、压裂等措施。
分析：旋涡流量计要求介质清洁，由于天然气中含在大量饱和水蒸汽，温度降低时有水凝结；计量分离器常有气路跑油现象，造成管线内积液，单井伴生气分离不净或含有污油及砂粒等杂质，砂粒磨损旋涡发生体及污油等杂质粘在旋涡发生体表面均使仪表产生测量误差；流量计的旋涡发生体多为铝合金制，容易被腐蚀和磨损，同时，由于旋涡发生体的进气道比较狭窄，在实际计量中容易被杂质堵塞。
四、仪表日常维护和使用心得
任何一类计量仪表都具有特殊性，旋进旋涡流量计也不例外，为了让该种仪表能够更好地服务于计量工作。来自于生产现场的实践及维护经验表明，以下几个方面的事项是我们维护人员及现场操作人员所要注意的。
1.作好工艺安装。
虽然该种仪表对工艺安装及使用环境没有太多的特殊要求，便任何一类流量测量仪表都有这样一种共性，即尽可能避免振动及高温环境随离流态干扰元件（压缩机、分离器、调压阀、大小头及汇管、弯头等），保持仪表前后直管段内壁光滑平直，保证被测介质为洁净的单相流体等。在安装流量计应远离弯头及闸门防止产生漩流。流量计前后应保持足够的直管段，尽量使流量计的中心线与管道中心保持同心，并防止密封垫突入管道内径。
2.根据测气流量的不同设置截止频率。
根据计量现场的生产变化情况自行确定仪表的始动流量。如果截止频率设定得太高，那么仪表的始动流量相应增大，为此就可能造成流量的漏计现象发生；如果截止频率设定得太低，那么仪表的敏感程度相应提高，外界的一些微弱振动或杂散信号就有可能导致在没有被测介质通过的情况下仪表开始动作，于是流量的多计现象就不可避免。
3.消除或减低噪声或振动等干扰信号。
如果在靠近测量仪表的附近存在着较强的振动源或在仪表测量端的上游存在明显的噪声、扰动（比如，由于节流或流向改变引起的啸叫及其他机械振动），那么仪表的运行将受到一定程度的影响。
4.定期对仪表排污、清洗。
旋进旋涡流量计作为一种高精度的气体流量计量仪，由于实际生产计量中天然气的成分不纯，往往夹杂着一些杂质（油污、砂粒、或腐蚀性气体）容易造成流量计进气道的腐蚀、污染、结蜡堵塞和磨损，从而影响流量计的测量精度。注意内部维护如果由于气质脏污或其它原因需要对仪表的测量腔体，及其构件进行定期检查或清洗旋涡发生体，清洗周期应根据现场实际情况而定。
五、结论
旋进旋涡流量计是应用比较成熟的测量仪表，其内部无可动部件，易于维护、故障率较低，一般出现的问题都是由于在使用过程中，生产工艺的变化和安装的原因所造成的。在我们以后的使用中，只要了解了该仪表的结构和原理，根据工艺的变化和计量流量的不同选择合适的测量范围，定期检查维护。便可以使该仪表在计量过程中正常的工作。
论文作者:刘世国,吴海,蒋海涛,克尤木江?肉孜
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/4
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