摘要：普光氣田屬于高含硫氣田，具有“三高一深”的特點(diǎn)，天然氣具有壓力高、流量大、含有大量液固體雜質(zhì)的特點(diǎn)，常堵塞高級(jí)孔板閥和孔板流量計(jì)引壓管線，計(jì)量不準(zhǔn)確，還帶來(lái)很多不安全因素，為此改用了超聲波流量計(jì)。針對(duì)超聲波流量計(jì)常存在示值不穩(wěn)定和計(jì)量偏低的問(wèn)題，開(kāi)展了一系列的實(shí)驗(yàn)工作，嘗試引入了抗噪膜，并進(jìn)行了補(bǔ)償參數(shù)優(yōu)化，有效的解決了示值不穩(wěn)定和計(jì)量偏低的問(wèn)題，達(dá)到了超聲波流量計(jì)的可靠性和穩(wěn)定性，大大提高了普光氣田酸氣計(jì)量的準(zhǔn)確度。

普光氣田是我國(guó)規(guī)模較大、豐度較高的特大型整裝海相氣田，天然氣組分中H 2 S平均含量為14.93%，CO 2 平均含量為9.57% [1] 。由于酸氣具有壓力高、流量大、介質(zhì)含有液固體雜質(zhì)，介質(zhì)成分復(fù)雜，單質(zhì)硫、殘酸等雜質(zhì)沉積經(jīng)常堵塞孔板流量計(jì)的孔板閥和引壓管，解堵清洗工作頻繁，且工作量大，不僅影響計(jì)量的準(zhǔn)確性，其較強(qiáng)的腐蝕性還縮短了設(shè)備的使用壽命，大大增加了人員H 2 S中毒的危險(xiǎn)系數(shù) [2] 。因此，普光氣田改用了雙通道直射式時(shí)差法外夾式超聲波流量計(jì)。超聲波流量計(jì)受單質(zhì)硫、壓井液等雜質(zhì)的影響較小，波動(dòng)幅度小，計(jì)量數(shù)據(jù)曲線更加接近于配產(chǎn)，而且維護(hù)方便，危險(xiǎn)性小等特點(diǎn) [3] ，更加適合普光氣田的工況，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試用，但是仍然存在示值不穩(wěn)定和計(jì)量偏低的情況。

1 問(wèn)題分析及措施探索

普光氣田大灣區(qū)塊選用的是國(guó)外某公司外夾式超聲波流量計(jì)，變送器型號(hào)為FUS1010 通用型，換能器選用的是雙聲道高精度型。采用兩組換能器平行直射式安裝，形成兩組數(shù)據(jù)反饋通道，變送器把兩組通道的數(shù)值進(jìn)行平均對(duì)比，減少了誤差，增強(qiáng)了精度。超聲波流量計(jì)在使用了數(shù)月后出現(xiàn)示值不穩(wěn)定和計(jì)量偏低的情況。為此，開(kāi)展了一系列的研究工作，嘗試增加粘貼抗噪膜，并進(jìn)行計(jì)量參數(shù)優(yōu)化，有效的解決了存在的問(wèn)題。

2 抗噪膜技術(shù)的使用

由于普光天然氣輸送為濕氣混輸，且高含硫化氫，在高壓高溫節(jié)流降溫后很容易析出大量硫磺顆粒，造成聲波散射，雜亂的聲波通過(guò)管壁傳遞到配對(duì)探頭上，反射和散射形成的雜波產(chǎn)生噪音，影響信噪比，導(dǎo)致計(jì)量數(shù)據(jù)偏低 [3] ，為此在換能器和管壁之間涂抹耦合劑后，增加粘貼了抗噪膜。

2.1 厚度計(jì)算

抗噪膜主要作用是過(guò)濾反射波，保留透射波，同步與信號(hào)相差二分之一周期管道噪音。對(duì)信號(hào)波所在頻率附近有較好的通透性，能夠吸收該頻率附近的雜波 [3] 。在抗噪膜的選擇上，抗噪膜的厚度按四分之一聲長(zhǎng)選擇，而對(duì)應(yīng)的頻率采用探頭的中間頻率。

超聲波在流體中的聲速，在初始安裝的時(shí)候，根據(jù)換能器在管道內(nèi)發(fā)射超聲波會(huì)自動(dòng)得出，根據(jù)CC129 參數(shù)規(guī)范可知每張抗噪膜的厚度是0.027英寸，換算成毫米為0.69mm。

2.2  抗噪膜技術(shù)的應(yīng)用

反射式安裝前波形圖凌亂，信噪比只有5：1，根據(jù)超聲波工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，正常情況下信噪比必須大于10：1，才能進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量 [3] 。在改為直射式、添加3層CC129抗噪膜后信號(hào)強(qiáng)度得到增加，信噪比得到提高。安裝后波形變化如圖1。

3 流量補(bǔ)償參數(shù)的優(yōu)化

通過(guò)與加熱爐高級(jí)孔板閥及氣井配產(chǎn)之間進(jìn)行流量對(duì)比，發(fā)現(xiàn)超聲波流量計(jì)始終存在流量偏小的問(wèn)題。通過(guò)表1可知，每天要低4-5萬(wàn)方/天左右。

3.1 AGA8補(bǔ)償參數(shù)優(yōu)化

在用超聲波流量計(jì)算機(jī)具有處理AGA8補(bǔ)償信息的功能，能將組分告知FUG1010變送器，可以支持與分析儀表的通訊，雖然氣體組分存在實(shí)時(shí)變化，但是變化范圍不大。因此采用加密分析氣體組分進(jìn)行修正組分參數(shù)，從而修正壓縮因子進(jìn)行流量補(bǔ)償是較好的的方法。

AGA8基于美國(guó)天然氣協(xié)會(huì)8號(hào)報(bào)告允許氣體組分發(fā)生變化，并給出了氣體組分發(fā)生變化時(shí)氣體實(shí)際密度（Kg/M 3 ）與壓縮因子Z f 的變化情況，然后利用該值可以計(jì)算質(zhì)量流量，或者標(biāo)準(zhǔn)體積流量 [4] 。因此通過(guò)DV軟件建立與FUG1010變送器的通訊，將得到的大灣區(qū)塊氣體組分參數(shù)、實(shí)際溫度和壓力補(bǔ)償參數(shù)輸入到變送器，得到實(shí)際壓縮因子，從而修正流量計(jì)量結(jié)果。

3.2 補(bǔ)償功能應(yīng)用

在完成氣體組分分析后，修改參數(shù)設(shè)置，重新激活超聲波流量計(jì)AGA8流量補(bǔ)償功能，超聲波流量計(jì)1通道流量提高了0.13萬(wàn)方，2通道提高了0.31萬(wàn)m 3 ，平均流量計(jì)提高0.21萬(wàn)m 3 ，每天平均流量提高4.42萬(wàn)m 3左右，與外輸流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量比對(duì)，計(jì)量差值大大降低，更加接近實(shí)際配產(chǎn)值。

4 結(jié)論

1）通過(guò)引入抗噪模和AGA8流量補(bǔ)償后，超聲波流量計(jì)計(jì)量數(shù)值與實(shí)際配產(chǎn)值和加熱爐流量計(jì)計(jì)量值基本一致，示值不穩(wěn)和計(jì)量偏低的問(wèn)題得到有效解決，大大提高了普光氣田酸氣計(jì)量的準(zhǔn)確性。

2）超聲波流量計(jì)波動(dòng)幅度相對(duì)孔板流量計(jì)要小，誤差在±3%以?xún)?nèi)，數(shù)據(jù)相對(duì)比較穩(wěn)定，受單質(zhì)硫、壓井液的影響較小，其較高的精確性、可靠性、穩(wěn)定性比較適合高含硫氣田的工況。