1  选题背景

        为了保证油田源头数据的正确性，计量器具需定期强制进行标定。按照采油厂计量器具管理规定，海上平台压变、温变、流量计等计量器具需要每年进行标定检测。标定检测方式是将压变等计量器具拆下后，带回陆地进行标定，标定完成后在带到平台安装使用。这种传统的标定方式存在弊端较多，主要包括以下几个方面的内容。

 

        ①计量器具拆卸、安装工作量大；②拆卸、安装、运输过程中易造成计量器具损坏；③在备用压变数量不足情况下，带回标定，检测周期长，为方便油水井管理，平台职工需要临时住无人值守的平台；④流量计拆回标定，需要备用流量计，在无备用件情况下，需要临时停注，影响注水。

 

2  成果理论依据

        随着科技的发展，超声波流量计应运而出，仕乐克超声波流量计是一种非接触式仪表，它既可以测量大管径的介质流量也可以用于不易接触和观察的介质的测量。它存在体积小、易携带、精度高、测量方便等诸多优点，这就为流量计现场标定提供了条件。当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，并且其传播时间的变化正比于液体的流速。设静止流体中的声速为 c，流体流动的速度为 u，传播距离为 L，当声波与流体流动方向一致时（即顺流方向），其传播速度为 c+u；反之，传播速度为 c-u.在相距为 L 的两处分别放置两组超声波发生器和接收器（T1，R1）和（T2，R2）。当 T1 顺方向，T2 逆方向发射超声波时，超声波分别到达接收器 R1 和 R2 所需要的时间为 t1 和 t2，则：

t1=L/（c+u）

t2=L/（c-u）

 

        由于在工业管道中，流体的流速比声速小的多，即 c>>u，因此两者的时间差为 △t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知，当声波在流体中的传播速度 c 已知时，只要测出时间差△t 即可求出流速 u，进而可求出流量 Q。

 

3  主要内容和做法

        通过用便携式超声波流量计去现场标定流量计，多次现场结合、摸索，找到了相应的方法和措施，能够有效、很好的对流量计标定的问题进行改进。通过组织胜利油田检测中心专业标定的人员对海上平台部分流量计和压变进行了标定检测，合格率达到 100% ，未出现计量器具损耗，取得了较好的效果。

        （1）模拟压力变送器现场标定技术。现场要求标准电流表和压力源误差等级要小于被标定变送器误差的 1/3 以上。最基本的测试是线性度和零点及满量程两点的精确度。全面测试还应包括回滞、温度影响、静压影响、电源影响、时间漂移等。变送器综合误差应为各单项误差的均方根值。模拟变送器误差等级通常在±（0.2～0.5）%水平上。模拟变送器量程调整和计量标定方法基本一样较麻烦。

        （2）智能压力变送器现场标定技术。智能压力变送器使用微处理器数据处理技术使仪表性能有较大提高。标准电流表和压力源依然需要，但手持式编程器替代了调整电位器。智能压力变送器零点和满量程的调整互不影响，不必像模拟仪表那样需反复调整多次；且智能压力变送器往往带有线性化修正能力，可弥补和修正传感器固有非线性误差。智能压力变送器误差等级通常在±0.1%水平上。

 

        由于智能压力变送器有模拟和数字两种输出，因此有些概念容易混淆。组态量程调整，将过程变量和 4～20mA 输出建立对应关系。它可在不施加标准压力情况下对量程大小和位置进行改变，实际上是使用以前保存在存储器中的对应关系函数进行相应计算以便建立一个新的对应关系函数。施加标准压力的量程调整则以这一次的标准压力输入数值来建立一个新的对应关系函数。虽然输入压力值和 4～20mA 电流输出建立了正确的对应关系函数，但智能压力变送器数字读数并不是从电流得来，所以它和正确的值可能存在误差。当然 4～20mA 电流值同时也存在误差。校准是分别将智能压力变送器压力的数字读数和输入标准压力值，4～20mA 电流的数字读数和输出电流标准表读数都建立正确的对应关系。通常运行情况下，智能压力变送器组态量程调整比模拟变送器方便容易许多，而校准则在计量标定时使用。

 

        （3）电磁流量计的现场标定技术。海上井组平台注水井适用的全部是电磁流量计。在仕乐克电磁流量计生产出厂时，其精确度已经是经过标定线标定。但在使用现场，由于受环境条件、流体特性以及仪表本身（如元器件损坏）等原因引起仪表运行故障等情况，对于长期使用后的流量计有必要进行一次常规的现场校准。由于电磁流量计的传感器安装在注水管线上，难以拆下送至标定线进行检查，而目前在流量计量范围内，国家和地方对大口径流量计尚未有现场条件下进行在线检验的规程和其它法规文件。为了保证电磁流量计在故障修复后以及长期使用后的精度和可靠性，而又不影响日常生产，仕乐克电磁流量计现场标定采取了 6 种方法如下：

        ①对电磁流量计励磁线圈进行安全绝缘测试，应大于20MΩ。

        ②对电磁流量计励磁线圈进行铜电阻测试，应与原出厂值相同（环境温度相同时）。

        ③对电磁流量计传感器电极对地电阻进行测试，若电阻值在 2 一 20kf 之间，并伴有充放电现象，两只电极的电阻相近，则认为好的。

        ④对电磁流量计转换器励磁电流进行测试，观察其输出与转换器原电流的值，误差不超过士 0. 25mA 。

        ⑤对电磁流量计转换器模拟量输出及频率输出进行测试，观察其线性变化情况，并计算其最大线性误差，应不超过士 0.5%。

        ⑥对 DN 1200mm 以上的电磁流量计，应测试推动级 NB，电流误差不超过 12mA。

        通常我们对电磁流量计的标定，使用的是压差法，相对来说有一定的误差，虽然方法简单误差也是在可以接受的范围内，但是这绝对不会是最佳的方法，我们将总结经验积极借鉴改善方法，争取最优；也同时能为我们对于一些大型非电磁流量计现场标定打下基础。

 

4  实施效果

从现场应用情况来看，现场标定具有以下优点：

        ①标定介质为现场实际使用对象，避免了因标定介质与实际使用对象的不同对测量结果的影响；

        ②避免了被检仪表因检定前后装卸运输等人为因素对测量结果的影响；

        ③减少了工作量，省却了被检仪表送检拆装等工作程序；

        ④解决了部分仪表因连续工作需要，不能实现离线周期检定的难题；

        ⑤既节省检定费用，又缩短计量仪表的检定周转时间。所以，开展现场标定技术研究是很有必要，现场标定技术将会得到越来越多的重视。

5  结束语

        现场标定技术是计量技术发展的趋势，它的应用给需要的企业十分重要，特别是对计量检测点多、面广、比较分散的海上井组平台来说更是十分重要。实践证明，通过开展流量计量仪表现场标定技术的研究与应用，即可带来直接的工作效率、经济效益，又可提高计量检测水平，使测量数据更准确可靠。