影響煤層氣計(jì)量準(zhǔn)確度的因素分析

摘 " "要：近一二十年崛起的煤層氣是一種優(yōu)質(zhì)、潔凈的化工原料，隨著這種原料的不斷開發(fā)和利用，能夠準(zhǔn)確計(jì)量煤層氣變得十分重要。當(dāng)前煤層氣的計(jì)量方法和標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范是以天然氣作為參照物的，這種方法相對(duì)來(lái)說(shuō)準(zhǔn)確度不高。因此詳細(xì)分析影響煤層氣計(jì)量準(zhǔn)確度的相關(guān)因素有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：煤層氣;計(jì)量準(zhǔn)確度;影響因素

中圖分類號(hào)：TE863.1 " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " " " " " " 文章編號(hào)：1004-7344（2019）03-0294-01

引 言

我國(guó)煤層氣開發(fā)和利用起步較晚，在相應(yīng)領(lǐng)域還存在一些問(wèn)題。其中一個(gè)常見的問(wèn)題就是煤層氣的計(jì)量，這個(gè)問(wèn)題是煤層氣實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的關(guān)鍵一步。為了便于工作，目前我們直接采用的是天然氣的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。但是畢竟煤層氣和天然氣不是同一種物質(zhì)，他們的成分有很大不同，因此這種計(jì)量方法并不準(zhǔn)確。本文中，通過(guò)對(duì)煤層氣計(jì)量過(guò)程中，影響計(jì)量準(zhǔn)確度的原因進(jìn)行分析，提出了提高煤層氣計(jì)量準(zhǔn)確度的對(duì)策，希望對(duì)解決煤層氣的計(jì)量問(wèn)題提供幫助。

1 "影響煤層氣計(jì)量準(zhǔn)確性的原因

1.1 "雜質(zhì)影響

1.1.1 "水分對(duì)煤層氣計(jì)量的影響

我們?cè)陂_采煤層氣的過(guò)層中，往往采用排水采氣，水力壓裂等增產(chǎn)措施。這些措施采出的氣體通常會(huì)含有一定程度的水分。這些水分一般以氣態(tài)或者液態(tài)的形式呈現(xiàn)，并和煤層氣一樣流動(dòng)。我們測(cè)量的氣體流量隨孔徑的增加而減小。濕氣中的水蒸氣也會(huì)隨著煤層氣流動(dòng)，環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)或氣體壓力偏離原定狀態(tài)后，儀表測(cè)量準(zhǔn)確度在這個(gè)時(shí)候可能會(huì)減小。并且當(dāng)溫度發(fā)生變化，特別是溫度降低時(shí)，煤層氣中的水蒸氣便會(huì)凝結(jié)在所有的輸送管道和大部分測(cè)量?jī)x表中，這會(huì)情況不僅會(huì)對(duì)儀、儀表器造成腐蝕，同時(shí)還會(huì)影響輸氣的穩(wěn)定性和測(cè)量準(zhǔn)確度。

1.1.2 "煤層氣雜質(zhì)對(duì)計(jì)量的影響

我們所采出的煤層氣，在不經(jīng)過(guò)特殊處理的情況下往往會(huì)含有一定的煤粉等微小顆粒狀物質(zhì)。我們也會(huì)在后續(xù)的工藝處理中采用除雜的流程進(jìn)行處理，但畢竟這種處理不會(huì)十分徹底，這些存在的雜質(zhì)也會(huì)腐蝕儀表等相接觸的部件。在接觸表面上結(jié)一層污垢，使活動(dòng)的部件空隙減小了，這種情況會(huì)影響流量計(jì)的使用性能，對(duì)一些敏感部件的靈敏度產(chǎn)生影響。比如孔板界面，孔板流量計(jì)對(duì)外界變化異常敏感，它的收縮、流速驟變的孔口銳邊上，如果有小顆粒物質(zhì)附著在其表面上，那么它的精確度就會(huì)大大受到影響。并且，輸送管道中也會(huì)大量聚集顆粒狀物質(zhì)，這些物質(zhì)的聚集也會(huì)使流速不穩(wěn)定，從而對(duì)計(jì)量精度產(chǎn)生影響。

1.2 "周圍環(huán)境變化引起的誤差

1.2.1 "壓力溫度變化的影響

煤層氣在貿(mào)易計(jì)量中一般采用體積流量測(cè)量法，因此它測(cè)量準(zhǔn)確度會(huì)受到煤層氣的壓力和溫度變化的影響。基于此點(diǎn)考慮，我要要把壓力溫度補(bǔ)償考慮到煤層氣的計(jì)量中，這樣才能提高準(zhǔn)確度。氣表的工作環(huán)境受到的溫度限制是（-20～55℃）。我們對(duì)氣體的計(jì)算公式是在設(shè)計(jì)條件下推斷出來(lái)的。如果溫度和壓力發(fā)生變化，不管是過(guò)高還是過(guò)低，這種情況再用設(shè)計(jì)條件下的公式計(jì)算流量都會(huì)產(chǎn)生很大誤差。因此，我們?cè)趯?shí)際計(jì)量過(guò)程中，需要根據(jù)具體情況具體分析，采用溫度壓力補(bǔ)償公式對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。

1.2.2 "根據(jù)溫度和壓力變化進(jìn)行修正

在實(shí)際工作中我們會(huì)遇到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)相差很大的時(shí)候，這時(shí)我們需要考慮溫度和壓力的影響，只有這樣才能保證流量計(jì)量的準(zhǔn)確性。當(dāng)實(shí)際壓力大于設(shè)計(jì)壓力時(shí)，測(cè)量流量會(huì)比真實(shí)流量偏大，當(dāng)實(shí)際壓力小于設(shè)計(jì)壓力時(shí)，測(cè)量流量會(huì)比真實(shí)流量偏小。溫度變化也是如此，當(dāng)實(shí)際溫度高于設(shè)計(jì)溫度時(shí)，測(cè)量流量比真實(shí)流量偏小，當(dāng)實(shí)際溫度低于設(shè)計(jì)壓力時(shí)，測(cè)量值會(huì)比真實(shí)流量偏小。根據(jù)這一規(guī)律，我們可以用來(lái)修正溫度和壓力的不同變化對(duì)流量值準(zhǔn)確度產(chǎn)生的影響。

1.3 "氣體流態(tài)畸變產(chǎn)生的影響

1.3.1 "氣體脈動(dòng)流的影響

脈動(dòng)流是由管道中氣體的壓力或流速突變形成的，它能夠引起差壓波動(dòng)。我們?nèi)绻诠?jié)流裝置中發(fā)現(xiàn)了明顯的脈動(dòng)流，這時(shí)計(jì)量準(zhǔn)確性會(huì)大大減小。這里我們都知道造成差壓波動(dòng)的主要原因一方面是煤層氣所采用的排水采氣法，氣和水同時(shí)產(chǎn)出，對(duì)井的差壓都會(huì)產(chǎn)生波動(dòng);另一方面，有的管道段內(nèi)部有積液，這些積液隱藏在管道內(nèi)對(duì)流經(jīng)的氣體產(chǎn)生阻礙，導(dǎo)致氣體流速不均勻;還有一個(gè)方面是來(lái)自不同氣井間的壓力互相干擾。這些原因都能夠造成脈動(dòng)流的產(chǎn)生，誤差最大的可能達(dá)到30%，這是一個(gè)相當(dāng)大的數(shù)字。

1.3.2 "氣體旋轉(zhuǎn)流的影響

在流體流經(jīng)一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的流程后，這些流體會(huì)呈現(xiàn)出螺旋狀前進(jìn)的狀態(tài)。并且，在流體流經(jīng)旋風(fēng)分離器和匯管等管道后，還會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流。旋轉(zhuǎn)流對(duì)孔版流量計(jì)造成的影響主要是使流量計(jì)指數(shù)偏低，這種誤差最大可以達(dá)到-14%。

2 "提高煤層氣計(jì)量準(zhǔn)確度的措施

2.1 "在工藝流程中增加除雜處理

目前我們行業(yè)內(nèi)采用的是中央處理中心外輸前進(jìn)性除濕脫水處理。這種處理工藝只是去除很小一部分雜質(zhì)顆粒。可以考慮增加多級(jí)處理工藝，過(guò)濾系統(tǒng)可以采用新型密度材料，這樣會(huì)盡可能的有效去除顆粒雜質(zhì)。

2.2 "采用保溫措施降低溫差帶來(lái)的誤差

為了減小溫度變化帶來(lái)的誤差，可以對(duì)流量計(jì)進(jìn)行有效的保溫處理。保證流量計(jì)在溫度承受范圍內(nèi)工作，這是一個(gè)提高計(jì)量準(zhǔn)確度的重要途徑。冬季時(shí)候我們可以在氣表管線旁增加保暖管線，選取好的保溫層材質(zhì)對(duì)兩根管線統(tǒng)一包住。在采用這種方法時(shí)要注意控制好保溫管線的溫度，切記不應(yīng)過(guò)高，不要使溫度發(fā)生劇變。

2.3 "加強(qiáng)新型流量計(jì)的研制和開發(fā)

最近幾年有的單位研制出了高精度的新型流量計(jì)。與我們以前采用的老式流量計(jì)比較，新型流量計(jì)優(yōu)化了流量測(cè)量范圍，在性能方面更加方便了使用和維修，實(shí)用性比較強(qiáng)。把新型流量計(jì)用于煤層氣的計(jì)量工作中，會(huì)大大提高計(jì)量準(zhǔn)確度。

3 "結(jié)束語(yǔ)

煤層氣的開發(fā)和利用是對(duì)新能源的嘗試，我國(guó)目前沒(méi)有規(guī)模化生產(chǎn)的先例，特別是煤層氣的生產(chǎn)計(jì)量問(wèn)題，一直是該領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。本文總結(jié)了影響煤層氣計(jì)量準(zhǔn)確度的幾點(diǎn)原因，并探討了相應(yīng)改進(jìn)措施，希望對(duì)我國(guó)煤層氣開采有所助益。

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收稿日期：2018-12-5