天然氣集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差原因與控制措施

熊雅琴（江西省天然氣管道有限公司,江西南昌330096）

0 引言

在天然氣集輸過程中，計(jì)量輸差是面臨的重大問題之一，如果該問題無法完善的解決，則會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失和企業(yè)爭(zhēng)議，盡管目前我國(guó)各個(gè)氣田單位都已經(jīng)使用了大量高性能和高精度的計(jì)量?jī)x表，但是計(jì)量輸差問題仍然無法被解決，事實(shí)上，解決計(jì)量輸差問題的關(guān)鍵在于尋找計(jì)量輸差產(chǎn)生的原因[1]。針對(duì)此問題，本次研究將結(jié)合筆者的現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)計(jì)量輸差問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行綜合性分析，并提出計(jì)量輸差問題的控制措施，全面提高天然氣集輸過程中的計(jì)量精度。

1 天然氣集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差原因分析

1.1 儀表精度因素

目前，盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于能量計(jì)量法進(jìn)行了全面的研究，也開發(fā)出了大量的設(shè)備儀表，但是目前我國(guó)氣田企業(yè)大多數(shù)仍然使用流量計(jì)量法。市場(chǎng)上采用流量計(jì)量法的儀表相對(duì)較多，其原理也存在較大的差異，精度差別也相對(duì)較大，例如超聲波流量計(jì)是采用流量計(jì)量法中精度最高的設(shè)備儀表，其精度可以達(dá)到0.5級(jí)，但是該種類型的儀表價(jià)格相對(duì)較高，在使用的過程中維護(hù)成本也相對(duì)較高，所以該種類型流量計(jì)并沒有在我國(guó)氣田企業(yè)中得到大面積的推廣和應(yīng)用，這是在某些大型站場(chǎng)中使用了該種類型的流量計(jì)。對(duì)于小型天然氣集輸站場(chǎng)而言，一般都采用孔板式的流量計(jì)或者旋渦式的流量計(jì)，這兩種類型流量計(jì)的使用成本相對(duì)較低，但是計(jì)量精度也相對(duì)較低，其精度一般為1.0級(jí)或者1.5級(jí)，且每過一段時(shí)間就需要對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，由于計(jì)量?jī)x表問題所引起的天然氣計(jì)量輸差問題可以達(dá)到氣量的±2%～3%。

1.2 氣體組分變化

如果天然氣集輸站場(chǎng)內(nèi)使用的計(jì)量設(shè)備為孔板流量計(jì)，則需要在對(duì)氣體進(jìn)行計(jì)量之前錄入氣體的組分，以此確保后續(xù)計(jì)量過程中計(jì)量的準(zhǔn)確性（天然氣的密度會(huì)對(duì)計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生影響），孔板式流量計(jì)一般會(huì)在單井中得到大規(guī)模的使用，但是受到地層因素的影響，氣井所生產(chǎn)的天然氣會(huì)產(chǎn)生一定的組分變化，如果對(duì)組分標(biāo)定不及時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生一定的計(jì)量誤差，該種情況對(duì)于氣體組分相對(duì)較為穩(wěn)定的氣井基本不會(huì)產(chǎn)生影響[2]。

1.3 管道系統(tǒng)泄漏

對(duì)于天然氣集輸站場(chǎng)而言，需要定期安排工作人員對(duì)管道進(jìn)行巡查和維護(hù)，這主要是因?yàn)槭艿礁g以及人為因素的影響，管道及其附屬設(shè)備非常容易出現(xiàn)泄漏問題，泄漏問題必然會(huì)導(dǎo)致計(jì)量輸差，針對(duì)此項(xiàng)問題，各個(gè)天然氣集輸站場(chǎng)都已經(jīng)制定了管道巡查制度，工作人員會(huì)定期使用肥皂水對(duì)管道與管道之間以及管道與附屬設(shè)備之間的連接部位進(jìn)行檢查，如果出現(xiàn)泄漏問題會(huì)立即采取相關(guān)措施進(jìn)行處理。在另一方面，如果天然氣集輸管道存在交叉施工問題，也可能會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生破壞，進(jìn)而引發(fā)天然氣泄漏問題，綜合而言，加強(qiáng)管道的巡查及防護(hù)十分關(guān)鍵。

1.4 管存因素

眾所周知，天然氣資源相對(duì)較為活躍，其壓縮性相對(duì)較強(qiáng)，在對(duì)天然氣進(jìn)行計(jì)量的過程中，需要充分考慮天然氣所處環(huán)境的溫度以及壓力狀況，還需要考慮其它因素對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響，根據(jù)這些因素對(duì)計(jì)量設(shè)備進(jìn)行合理的調(diào)整。但是受到溫度、壓力、天然氣可壓縮性以及其它因素的影響，管道內(nèi)的天然氣量相對(duì)較多，且已經(jīng)被壓縮，如果計(jì)量設(shè)備采用的是體積流量計(jì)，則會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的計(jì)量誤差。

2 天然氣集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差控制措施

2.1 完善計(jì)量流程

為了確保天然氣集輸系統(tǒng)計(jì)量的準(zhǔn)確性，首先需要對(duì)計(jì)量流程進(jìn)行一定的完善，在這一方面，工作人員需要對(duì)交接氣量進(jìn)行對(duì)比，以便對(duì)計(jì)量?jī)x表進(jìn)行合理的調(diào)整，如果氣田企業(yè)無法實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)工作，則可以對(duì)集輸管道內(nèi)的天然氣進(jìn)行分段和分區(qū)計(jì)量，此時(shí)出現(xiàn)輸差問題以后可以準(zhǔn)確對(duì)輸差產(chǎn)生的位置進(jìn)行定位，縮短輸差位置定位的時(shí)間。在另一方面，氣田企業(yè)還需要制定管道運(yùn)行狀況以及流量計(jì)標(biāo)定數(shù)據(jù)庫，對(duì)各個(gè)流量計(jì)的運(yùn)行狀況進(jìn)行全面把控，進(jìn)而為輸差控制提供合理的依據(jù)。最后，氣田企業(yè)還需要配備一定數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)器，滿足計(jì)量?jī)x表的標(biāo)定要求，在確保計(jì)量?jī)x表自身準(zhǔn)確性的前提下，能有效降低天然氣集輸系統(tǒng)的計(jì)量輸差[3]。

2.2 確保氣質(zhì)組分錄入及時(shí)

對(duì)于天然氣集輸管道，在管道重要的連接點(diǎn)位置處，工作人員需要安裝在線色譜儀，對(duì)管道內(nèi)天然氣的組分和基本性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量和分析，以此保障在進(jìn)行計(jì)量的過程中可以準(zhǔn)確的輸入天然氣的性質(zhì)數(shù)據(jù)。對(duì)于某些無法安裝在線色譜儀的管道以及位置，需要定期對(duì)天然氣進(jìn)行采樣分析，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)流量計(jì)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，以此防止因氣質(zhì)組分變化影響計(jì)量結(jié)果。

2.3 加強(qiáng)管道防護(hù)

針對(duì)管道容易出現(xiàn)的泄漏問題，氣田企業(yè)需要在油氣集輸站場(chǎng)內(nèi)安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)管道以及附件的使用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)，管道沿線也需要定期安排工作人員對(duì)其進(jìn)行巡查，在居民區(qū)周圍或者地質(zhì)活動(dòng)相對(duì)較為活躍的區(qū)域需要安裝警示牌，對(duì)集輸管道進(jìn)行長(zhǎng)期有效的監(jiān)控，同時(shí)，站場(chǎng)內(nèi)的工作人員也需要時(shí)刻關(guān)注管道的腐蝕狀況以及施工破壞問題。

2.4 合理調(diào)配外輸氣

天然氣集輸站場(chǎng)內(nèi)的天然氣都需要進(jìn)行外輸，為了防止外輸影響集輸管道的管存，以此防止出現(xiàn)計(jì)量輸差問題，工作人員需要對(duì)外輸工作做好計(jì)劃，定期和定點(diǎn)的進(jìn)行天然氣外輸，以此防止管道內(nèi)的天然氣出現(xiàn)嚴(yán)重的壓力波動(dòng)問題，這也能從本質(zhì)上防止因環(huán)境以及其它因素變化引起計(jì)量輸差。在另一方面，集輸站場(chǎng)周圍也可以建立相應(yīng)的儲(chǔ)氣庫，通過儲(chǔ)氣庫調(diào)節(jié)的方式防止集輸管道內(nèi)的天然氣出現(xiàn)大規(guī)模的流量波動(dòng)，在設(shè)備需要進(jìn)行調(diào)壓的過程中，工作人員需要做到平穩(wěn)化操作，以此防止因流量的波動(dòng)引起計(jì)量輸差問題。

2.5 動(dòng)態(tài)誤差標(biāo)定

通過上文分析可以發(fā)現(xiàn)，天然氣集輸系統(tǒng)非常容易出現(xiàn)計(jì)量輸差問題，且引起計(jì)量輸差問題的因素相對(duì)較多，相關(guān)企業(yè)很難從本質(zhì)上解決該項(xiàng)問題，為了防止計(jì)量輸差對(duì)集輸管道運(yùn)營(yíng)企業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)影響，需要對(duì)計(jì)量設(shè)備進(jìn)行定期的動(dòng)態(tài)誤差標(biāo)定。在這一方面，工作人員需要根據(jù)集輸管道的運(yùn)行情況，以及相關(guān)設(shè)備的調(diào)節(jié)情況，對(duì)產(chǎn)生的計(jì)量輸差進(jìn)行全面的分析，通過建立合理的數(shù)學(xué)模型，例如模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等，對(duì)計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行多方面的動(dòng)態(tài)誤差標(biāo)定。在將產(chǎn)氣計(jì)量和銷售計(jì)量?jī)身?xiàng)工作的誤差控制在可接受范圍內(nèi)的前提下，研究人員需要對(duì)集輸過程中的計(jì)量輸差進(jìn)行深入挖掘，進(jìn)而可以得到每一條管道或每一個(gè)小系統(tǒng)的誤差標(biāo)定擬合公式，在進(jìn)行計(jì)量管理的過程中，工作人員可以根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)計(jì)量設(shè)備進(jìn)行核算，以此發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常問題，并采取合理的措施對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

3 結(jié)語

通過本次研究可以發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行天然氣集輸作業(yè)的過程中，計(jì)量輸差問題十分常見，計(jì)量輸差問題會(huì)對(duì)相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，因此，降低計(jì)量輸差十分關(guān)鍵，因此，相關(guān)企業(yè)需要采取完善計(jì)量流程、確保氣質(zhì)組分錄入及時(shí)、加強(qiáng)管道防護(hù)、合理調(diào)配外輸氣以及動(dòng)態(tài)誤差標(biāo)定等五方面的措施，盡可能的降低計(jì)量輸差，確保自身經(jīng)濟(jì)效益，維護(hù)天然氣交易的公平性。