氣井天然氣渦街流量計計量儀表設計及改進

     目前，我國使用的天然氣計量儀表中，孔板流量計由于其獨特的優(yōu)點而備受青睞，是企業(yè)和用戶的首選，占有相當大的市場比例。我國對天然氣儀表的設計起步較晚，上世紀 70 年代以后才逐漸發(fā)展起來，我國的專家學者參照國外的一些標準結(jié)合我國的天然氣輸送現(xiàn)狀，制定了一系列的天然氣儀表設計、制造、安裝、檢修和管理標準。不過這些標準并不完善，與國外的技術(shù)和標準還存在一定的差距，主要體現(xiàn)在:天然氣計量儀表的質(zhì)量較低;缺少配套設備和智能附件;計量精度有待提高。目前天然氣計量日益成為人們關(guān)注的焦點，因此，要投入更大的精力來研發(fā)天然氣計量儀表，完善當前的天然氣流量計，進而開發(fā)出功能完善的新型天然氣流量計。

渦街流量計的改進

2.1 渦街流量計的特點

渦街流量計的儀表系數(shù)取決于管徑和旋渦發(fā)生體的幾何結(jié)構(gòu)，由于管徑和旋渦發(fā)生體的形狀都是標準的，所以渦街流量計可以測量多種流體的流量值;智能化設備可以實時準確的測量渦街頻率，很大程度上提高了測量精度;旋渦發(fā)生體的截面積與管道截面積相比很小，節(jié)流損失比較小;渦街信號由流體產(chǎn)生，而不需要任何可動部件，所以后期維護比較容易，使用壽命較長;渦街流量計的量程比可達到 1:20，遠遠超過孔板流量計缺點在于:在低雷諾數(shù)下，渦街流量計的測量精度較低。所以渦街流量計不適用測量高粘、低速的流體;流速分布和旋轉(zhuǎn)流會影響我渦街的穩(wěn)定性，因此需要配置較長的直管段或者安裝整流器;儀表系數(shù)和分辨率比較低，只適用于測量直徑較小的管道。

2.2 渦街流量計的改進方法

   隨著流體力學和網(wǎng)絡理論的不斷發(fā)展，逐漸衍生出了流體網(wǎng)絡理論，該理論時二者結(jié)合的結(jié)果，類似于電氣網(wǎng)絡理論，像分析電在電路中的傳導一樣分析流體在管道中的傳導，主要研究流體在傳輸過程中的持續(xù)現(xiàn)象和瞬變現(xiàn)象。進而研究壓力和引壓在傳輸過程中的變化情況，流體網(wǎng)絡理論需要參考流阻、流容和流感三個參數(shù)。

     由于實際環(huán)境非常復雜，需要考慮的因素太多，因此只能將管路認為是無損管路，并將流體認定是非粘性流體，二者是沒有熱量傳導的，這種情況下流體的流阻和流導數(shù)值均為 0。為了避免諧振引發(fā)的信號失真，可以通過減小引壓管長度或者調(diào)大諧振頻率進行解決。在實際的測量工作中，振蕩幅值并不會無限制的擴大，因為流體的阻抗是一定的，并且存在極大值。同時，因為渦街信號會在傳輸過程中逐漸衰減，使流量計的測量上限不能無限增大，導致誤差的產(chǎn)生，所以要通過采取各種措施來限制渦街信號得衰減。