車載活塞式體積管故障診斷與排查

趙 瑾 李汲峰 粟 迎

中國石油長慶油田分公司 技術(shù)監(jiān)測中心 （陜西 西安 710021）

車載活塞式體積管故障診斷與排查

趙 瑾 李汲峰 粟 迎

中國石油長慶油田分公司 技術(shù)監(jiān)測中心 （陜西 西安 710021）

體積管的狀態(tài)良好是量值準確可靠的關(guān)鍵，是原油交接雙方經(jīng)濟利益的保證。針對體積管在原油流量計檢定過程中常見的故障，分析成因，提出現(xiàn)場診斷與故障排查方法，在提高原油流量計檢定工作效率和質(zhì)量中具有一定的應(yīng)用價值。

體積管 流量計 故障診斷

在原油動態(tài)集輸過程中，原油流量計主要用于在線計量原油的體積。對交接雙方來說，流量計的準確與否直接關(guān)系到交接雙方的經(jīng)濟利益。流量計的準確性是由體積管對其周期檢定來保證。

隨著油田產(chǎn)量上升，輸油站點增多，長慶油田受檢流量計的數(shù)量以每年90臺速度遞增，使用一臺體積管開展原油外輸流量計、廠際和廠內(nèi)部流量計的檢定，已很難滿足流量計的周期檢定要求。因此，計量檢定人員有必要對體積管在檢定時的常見故障進行診斷和排查，達到既能保證原油流量計周期檢定的順利進行，又能保證檢定工作效率和質(zhì)量。

根據(jù)多年現(xiàn)場檢定經(jīng)驗，體積管常見故障主要分為電器系統(tǒng)和機械系統(tǒng)兩大類。

1 車載活塞式體積管現(xiàn)場檢定流量計系統(tǒng)及工作原理

1.1 檢定現(xiàn)場系統(tǒng)構(gòu)成

體積管系統(tǒng)主要由過濾器、計量缸體、液壓系統(tǒng)、氮氣壓系統(tǒng)、光電檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理計算機等6部分組成（圖1）。

圖1 體積管現(xiàn)場檢定流量計組成

1.2 車載活塞式體積管檢定流量計的工作原理

采用容積值比較法，即用體積管作標準器，被檢流量計與體積管串聯(lián)在同一條管路上，將體積管換算到流量計條件下的容積值與被檢流量計的示值進行比較，采用兩者之差除以體積管換算到流量計條件下的容積值,再乘以100%，即為被檢流量計的的基本誤差。用公式表示為：式中 Qs—將體積管經(jīng)過水驅(qū)法標定的容積值換算

到流量計條件下的容積值,L；Qm—被檢流量計的示值,L。

2 車載活塞式體積管常見故障診斷與排查

2.1 數(shù)據(jù)處理計算機無瞬時流量顯示

這種現(xiàn)象一般都是由于控制箱、數(shù)據(jù)線的連接、脈沖轉(zhuǎn)換器工作不正常造成的，應(yīng)從以下幾個方面逐一排查。

（1）數(shù)據(jù)處理計算機是否有檢測時間顯示，否則應(yīng)檢查控制電源是否接通,數(shù)據(jù)處理計算機與控制箱連接的數(shù)據(jù)線是否連接無誤。

（2）控制箱的電源是否接通?？刂葡潆娫慈绻麤]有正常接通，就沒有信號輸入計算機。

（3）流量計的光電脈沖轉(zhuǎn)換器是否運轉(zhuǎn)正常。檢查流量計是否運轉(zhuǎn)正常、光電脈沖發(fā)生器與流量計表頭連接的傳動軸連接是否牢固。

（4）有無電磁干擾。取下安裝在流量計上的光電脈沖發(fā)生器，查看計算機上是否有顯示。如果有流量顯示，說明存在電磁干擾,此時，應(yīng)更換操作位置或更換流量計控制信號電纜，做到屏蔽、接地良好。

2.2 體積管計量缸體內(nèi)的活塞不返回上游

體積管計量缸體內(nèi)的活塞不返回上游這種情況一般是因為液壓系統(tǒng)、控制箱和光電檢測開關(guān)出現(xiàn)問題，此時，應(yīng)從以下幾個方面逐一排查。

（1）檢查電機的運行情況。啟動液壓系統(tǒng)的電機后，液壓泵沒有開始運轉(zhuǎn)，檢查液壓系統(tǒng)電機的電源是否接通,是否過載,電壓值是否滿足要求。

（2）檢查液壓系統(tǒng)的工作壓力。液壓油箱油量過少，或者液壓油不符合要求，液壓系統(tǒng)的工作壓力都達不到要求。如果油量過少,應(yīng)填加同型號的液壓油,達到總體積的1/2～3/4處為止；液壓油不符合要求，要進行更換，一般液壓系統(tǒng)工作壓力為4MPa。

（3）檢查液壓電磁閥是否誤動作。檢查液壓電磁閥供電電壓是否為220V，必要時可以取下電磁閥的外殼，查看電磁閥是否有損壞。

（4）檢查光電檢測開關(guān)是否失靈、光電管是否被異物遮檔或有臟物，并檢查光電管的供電電壓是否滿足要求，如果有異物遮檔或有臟物，應(yīng)取下遮光筒，用干凈的軟布進行清潔。

（5）檢查控制箱。切斷控制箱電源，用控制板上的手動開關(guān)檢查活塞是否能向上游運行，如果能正常向上游運行，則說明控制箱有故障，應(yīng)及時進行更換。

（6）檢查活塞桿上的緊固螺絲帽是否松動或脫落。由于車輛在行駛過程中存在顛簸，加上檢定現(xiàn)場流量的不平穩(wěn)，容易導(dǎo)致體積管在長期使用過程中，活塞桿上的緊固螺絲帽脫落或松動。此時，活塞桿可能掉在缸筒里，導(dǎo)致活塞無法返回上游。

2.3 體積管計量缸體內(nèi)的活塞不向下游運行

體積管計量缸體內(nèi)的活塞不向下游運行這種情況多是由于液壓系統(tǒng)、工藝流程和控制箱等出現(xiàn)問題而產(chǎn)生的，此時,應(yīng)采取以下做法。

（1）檢查計算機是否發(fā)出了開始檢定運行的指令。

（2）檢查液壓電磁閥動作是否失靈。

（3）檢查電源電壓是否為220V，必要時可以取下電磁閥的外殼，查看電磁閥是否有損壞。

（4）檢查工藝流程。體積管的活塞在向下游運行的過程中，要依靠來自流量計的原油壓力推動活塞向下游運行，如果此時流量計的出口閥未關(guān)閉、關(guān)閉不嚴、流程不通或有旁路，會使流過流量計的一部分原油分流，導(dǎo)致流入體積管的原油不是滿管流，活塞就不能向下游運行。因此，要對工藝流程進行逐個檢查，尤其是對多臺流量計共用一個檢定出口的情況，要逐個檢查，確保無誤。

（5）檢查控制箱。切斷控制箱電源，用控制板上的手動控制開關(guān)檢查活塞是否能向下游運行，如果能向下游運行，但不能完全運行到下游，可以斷定是體積管缸筒里有臟物或缸體內(nèi)壁劃傷阻礙活塞的運行，應(yīng)返廠修理。

2.4 被檢流量計的重復(fù)性差

被檢流量計的重復(fù)性差，這種情況一般是由體積管的使用條件和現(xiàn)場工況條件變化引起的,應(yīng)采取以下做法。

（1）檢查計量缸筒內(nèi)氣體是否排凈。依據(jù)JJG 667-2010《液體容積式流量計》檢定規(guī)程第7.1.6.2的要求[1]，液體應(yīng)充滿試驗管道,液體中應(yīng)不夾雜氣體，否則不是滿管流，造成測量數(shù)據(jù)變化比較大，易造成誤判，現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)見表1。

表1 體積管測試數(shù)據(jù)

從表1可以看出，在檢定過程中，標準裝置中殘余氣量對測量過程影響顯著，因此，應(yīng)通過排氣閥排除所有的氣體。

（2）檢查光電檢測開關(guān)靈敏度。檢查光電管的供電電壓以及接線是否正確,或光電管表面有臟物，如果必要的話更換光電管或用干凈的軟布清潔光電管表面。

（3）電磁閥動作超前或滯后，檢查電磁閥的電壓是否符合要求。

（4）流量不穩(wěn)。依據(jù)JJG 667-2010《液體容積式流量計》檢定規(guī)程第7.1.6.2要求[1],在檢定過程中,每個流量點的每次實際檢定流量與設(shè)定流量的偏差應(yīng)不超過設(shè)定流量的±5%。流量不穩(wěn)，體積管計量缸里的活塞在檢定時運行不平穩(wěn)，易造成檢定結(jié)果的重復(fù)性很差。

（5）檢定過程中溫度的變化。依據(jù)JJG 667-2010《液體容積式流量計》檢定規(guī)程第7.1.6.3條要求，一次檢定過程中,檢定介質(zhì)的溫度變化應(yīng)不超過±0.5℃ 。根據(jù)多年現(xiàn)場檢定經(jīng)驗數(shù)據(jù)得出，在檢定過程中溫度每變化1℃，對流量計系數(shù)的變化影響為0.08%。因此，要嚴格注意檢定過程中溫度的變化，防止影響儀表的重復(fù)性。

（6）體積管必須保持一定的背壓。依據(jù)JJG 209 -2010《體積管》檢定規(guī)程第7.1.3.2要求[2]，檢定裝置管路的設(shè)置應(yīng)使被檢體積管有一定的背壓。只有體積管保持一定的背壓，管道中流動的液體才是滿管，原油中就不存在影響重復(fù)性的氣體。

（7）體積管長期頻繁使用，計量缸筒內(nèi)密封圈密封不嚴，也會導(dǎo)致體積管重復(fù)性差。

由于原油中含有焊渣等金屬雜質(zhì)，進入計量缸筒內(nèi)容易劃傷體積管計量缸筒內(nèi)壁，使活塞密封圈不能很好地與缸筒密封，產(chǎn)生漏失。如果有條件還可以對體積管缸體部分進行試漏檢查,如果確認是密封圈故障,應(yīng)返廠更換密封圈。

（8）流量計重復(fù)性差。在確認體積管的檢定性能完全可靠,檢定工藝流程和工作條件不變的情況下，如果檢定數(shù)據(jù)的重復(fù)性差，就可以直接判定該臺流量計為不合格，要求使用單位予以更換，否則就是體積管故障，需進一步檢查。

3 結(jié)束語

為保障體積管的最佳使用性能，確保油田流量量值傳遞的準確可靠，維護計量交接雙方的經(jīng)濟利益，除了加強對體積管日常的維護和保養(yǎng)外，還要對體積管在流量計檢定過程中的出現(xiàn)故障不斷總結(jié)和分析，尋求最有效的解決方法，做出快速有效的診斷與排查，才能提高檢定工作效率和質(zhì)量，更好地服務(wù)于油田生產(chǎn)。

[1]JJG 667-2010液體容積式流量計[S].

[2]JJG 209-2010體積管[S].

The good state of prover is the key to the accurate and reliable value,and the guarantee of the mutual interest for both sides of crude oil transfer.According to the common faults of povers in the detection of crude oil flowmeters,the analysis is made about the cause of them.And then on-site diagnosis and fault removal methods are presented,which show certain application value in improving the working efficiency and quality of crude oil flowmeter detection.

prover;flowmeter;fault diagnoses

趙瑾（1970-），男，一級注冊計量師，主要從事原油流量計的檢定和計量糾紛調(diào)解工作。

2012-03-18▎