昆山科爾源儀器儀表有限公司
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閱讀：3發布時間：2025-7-13
1 前言
原油生產計量是石油企業一項重要的基礎工作，其目的是為企業生產經營、科技增油工作提供準確數據，江蘇油田試采一廠目前有不同生產規模的原油中轉、集輸站35個，為準確考核重點生產區塊的任務指標完成情況，科學評價技術方案的實施效果，提高原油及污水等混合液在生產、儲運過程中的計量準確度，2005年4月在曹七及沙七計量站，先后引進了兩臺由美國MicroMo2tion公司生產的E系列CMF純油質量流量計（簡稱CMF）。
2 CMF質量流量計的應用情況
2.1 CMF主要技術參數
（1）溫度測量范圍：125℃；壓力測量范圍：15MPa；
（2）壓力損失≤0.05MPa；
（3）準確度：0.2%；重復性：0.02%；
（4）供電電壓：220AC；整機功耗：34W。
CMF300質量流量計由CMF傳感器和LTD3020流量計算機兩部分構成，CMF傳感器采用“U”型管結構，使測量介質在傳感器內行程明顯縮短，直管段要求較低。
2.2 CMF工作原理
流量傳感器由振動管和安裝在振動管端部的電磁驅動線圈、溫度傳感器等部件組成，利用科里奧利（coriolis）力原理，直接測量液體的質量流速、綜合密度及溫度三個主要參數。當流體流過振動管時使之產生扭曲，扭曲量正比于質量流速，振動管的振動頻率正比于流體的密度，MVD核心處理器將檢測到的頻率及溫度信號用Modbus協議方式傳遞給LTD3020流量計算機，處理并顯示相關參數（工作流程見圖1）。
圖1 計量流程示意圖
LTD3020流量計算機由山東陸地科技公司研發，在準確測試并輸入純油及污水標準密度后，經過程序運算能用中文顯示純油、純水流量、質量含水率等16個參數，具備顯示、操作等功能；可通過以太網將TCP/IP數據發送給上位機，對整個系統實時監控，CMF具有以下優點：
（1）LTD3020流量計算機采用雙CPU結構，提高了操作穩定性及可靠性，具有10Mbps以太網口，可直接接入企業、局域或廣域網。
（2）采用64位雙精度浮點數，提高了計量數據計算精度，有效數據位為15位，當總量達到百萬噸時，計數誤差僅為12.5mg。
（3）實現了在線含水率及純油量的計算，采用了GB1885-1998《石油專用計量表》數據庫，密度測量準確度<±0.0001g/cm3。
2.3 CMF的現場應用及工藝措施完善
CMF在正常使用過程中，需向LTD3020流量計算機輸入純油和純水標準密度，才能準確計量純油及純水產量。根據混合液含水率公式，CMF在現場測量時，要求混合液中含氣量≤5%，否則會導致綜合密度下降，純油產量上升，即“氣增油”現象，增加測量誤差。
混合液含水率公式：
CMF在曹七站使用時就因為混合液中的飽和天然氣含量≥5%，導致含水率明顯低于實際值。為此技術人員采取了如下措施：
（1）控制進站油液的壓力。將站內60m3氣、液緩沖罐的生產壓差由0.35MPa降低為0.25MPa，以提高氣、液分離效果。
（2）平穩控制進站油液流量。安裝一套外輸油泵變頻控制系統，利用緩沖罐的液位傳感器輸出的（4～20）mA差壓信號，控制外輸油泵的流量，并具備高、低液位報警功能，使緩沖罐液位由以往手動操作改變為自動控制，通過此項措施不僅明顯降低了混合液中的氣、液比，也避免了含氣量的波動。
CMF混合液的流量測量誤差≤±0.2%，現場主要通過儀表顯示與人工化驗含水率，確定原油計量準確度，確保分隊、分區原油計量誤差≤±2%。表1是2005年4月在曹七原油中轉站，采取上述工藝措施后，連續5天CMF與人工化驗含水率比對數據。
從比對數據可看出，含水率平均差值<±0.5%，符合計量要求。
3 CMF的應用效果分析
（1）CMF純油質量流量計是目前油田分隊、分區主要計量器具，能夠準確測量并顯示純油、純水標準體積和質量，以及含水率、混合液密度等參數，其功能是任何單量儀表所無法替代的，在含氣量超過額定范圍時，需采取工藝措施提高氣、液分離效果，或對輸入的純油、純水標準密度進行修正，確保準確度滿足計量要求。
（2）CMF安裝時，在測量直管段外側應加支撐，以消除影響傳感器測量的應力；同時傳感器附近運行的大功率電機和交變磁場，會產生脈沖干擾及共振，須遠離磁場干擾或安裝脈沖衰減器及屏蔽設施。
（3）CMF在使用前及轉移安裝地點后，須進行零流量校正；對于間隙使用的CMF，每次停用前須用80℃左右熱水掃線3～5分鐘，以防傳感器內部結垢和堵塞；傳感器和變送器應采用獨立電源供電；LTD流量計算機應遠離暖氣管線等熱源；CMF在野外工作場合應做好防雷擊措施。
參考文獻
1 蔡武昌等.流量測量方法和儀表的選用.化學工業出版社，2001.
2 劉永遠，龔中偉.質量流量計在原油集輸系統中的應用.石油工業技術監督，2007，5.
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