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计量第一部分 计量基本知识：一、计量管理概论：1、计量的一般概念及其发展概况：计量发展的历史是与社会进步联系在一起的，它是人类文明的一个重要组成部分。人类在认识和改造大自然的过程中，通过思维对自然界的各种现象进行大量的比较，这种用比较方法来确定事物“量”的大小的过程，就是早期“测量”的概念。测量既然是一个“比较”过程，必然需要一个比较物作为测量的“标准”。最初作为比较的标准也是任意的，它会因人、因事、因时而改变。随着人类生产力的发展，人们的劳动成果有了剩余，开始出现了物物交换，出现了商品和商品流通。商品的流通必须遵循“等价交换”的原则，而经济利益又使人们在交换中“斤斤计较”，这就要求对同一物体在不同的地点，经不同的人的测量结果必须一致，这就是早期的“计量”概念。计量是以确定量值为目的的一组操作。计量属于测量的范畴，也可以说是一种特殊形式的为使被测量的单位量值在允许范围内溯源到基本单位的测量。起初的测量方法是原始的，单位是任意的。当商品交换、分配形成社会活动的时候，就需要测量的统一，即在一定的准确度内对同一物体在不同地点达到其测量结果的一致。为此，就要求以法定的形式建立统一的单位制，复现出基准、标准，并以这种基准、标准来检定测量计量器具，保证量值准确可靠，这就出现了“计量”。因此，计量的含义可以理解为“实现单位统一，量值准确可靠的测量，它涉及整个测量领域”，或者说“是以单位统一，量值准确一致的测量，它对整个测量领域起指导、监督、保证和仲裁作用。”计量应包括计量学、计量经济、计量法制、计量组织和计量管理等内容。2、计量学的分类：计量学是计量的基础，它是研究测量、保证测量统一和准确的科学。计量学包括的专业很多，应用范围十分广泛。我国目前大体上按专业分为十大类，即几何量计量、温度计量、力学计量、电磁学计量、电子计量、时间频率计量、电离辐射计量、光学计量、声学计量、标准物质计量。3、计量工作的特点：（1） 统一性：统一性是计量工作的本质特征，它主要反映在横向和纵向两个方面。横向的统一指统一的国家计量标准和计量制度，并且要同国际上的计量制度和计量标准统一起来。纵向的统一是指把全国各部门、各单位所使用的不同准确度等级的测量器具所体现的量值统一到国家基准上来。（2） 准确性：“准”是计量工作的核心。（3） 广泛性和社会性（4） 法制性：由于计量工作具有以上几个特点，也就决定了计量工作必须具有法制性。如果没有法制性，那么统一性、准确性、广泛性和社会性也就难于实现。4、计量管理的概念和特征：计量管理就是有效合理地协调和组织实施国家计量法令、方针、政策和社会进步所赋予计量学、计量法制、计量组织、计量经济方面的职责以及所从事的各项工作。计量管理的特性除了具有计量工作的四个特点（统一性、准确性、广泛性和社会性、法制性）外，还具有权威性、技术性、服务性、群众性的特点。5、计量管理的任务和内容：计量管理的任务是由国家计量管理的模式决定的，而国家计量管理的模式又是由国家的管理体制和经济体制所决定的。我国计量管理的模式是统一立法，区别管理。计量管理的任务是根据计量工作的任务来确定的。我国计量工作的任务概括地讲就是“统一国家计量制度，保证全国量值准确可靠，维护社会经济秩序，为各行各业和人民生活提供计量保证。”二、 计量名词术语：1、 量：可以定性区别并能定量确定的现象或物体的属性；2、 量值：由数据和计量单位和乘积所表示的量的大小；3、 量的数值：量值的纯数字部分；4、 计量单位：单位是用以定量表示同类量量值大小而约定采用的特定量。计量单位是人为规定的特定量，其特点为：（1） 单位是比较的尺度；（2） 它用以表示同种量的大小；（3） 它前面的数字一定为1；（4） 它要有具体的名称、定义，并可复现；5、 测量：以确定被测对象量值为目的的全部操作。简单地说，把一个已知的量与未知的量进行比较，从而确定未知量的大小的过程，即为测量。测量有三个基本特点：（1） 测量的目的是要确定被测量的量值大小；（2） 测量的对象是被测量的“量”（3） 测量的过程是一个实验过程和操作过程。6、 计量实现单位统一和量值准确可靠的测量。狭义地理解，计量是一种特定形式的测量；广义地理解为计量是为实现“统一”和“准确”这一过程的全部操作。计量具有如下三个特征：（1） 统一性：这是测量的根本目的；（2） 准确性：它是计量统一的前提；（3） 法制性：它是保证统一的手段；概括起来，“统一是目的，准确是基础，法制是手段”。7、 计量器具：用以直接或间接测出被测对象量值的装置、仪器仪表、器具和用于统一量值的标准物质。计量器具包括计量基准器具、计量标准器具和工作计量器具三大类。所谓计量基准器具即国家计量基准器具，简称计量基准，是指用以复现和保存计量单位量值，经国务院计量行政部门批准作为统一全国量值最高依据的计量器具；所谓计量标准器具，简称计量标准，是指准确度低于计量基准的、用于检定次级计量标准或工作计量器具的计量器具。8、 检定规程：为评定计量器具的计量性能，作为检定依据的具有国家法定性的技术文件。检定规程的内容包括：检定规程的适用范围、计量器具性能、检定项目、检定条件、检定方法、检定周期以及检定结果的处理。9、 强制检定：由县级以上人民政府计量行政部门指定的法定计量检定机构或授权的计量检定机构对强制的计量器具实行的定期定点检定。强制检定的计量器具包括三部分：（1） 社会公用的计量标准器具；（2） 部门和企业、事业单位使用的最高计量标准器具；（3） 用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强制检定项目的工作计量器具三、 法定计量单位：1、 实行法定计量单位的意义：所谓法定计量单位，是国家以法定的形式明确规定允许在全国范围内统一实行的计量单位。实行法定计量单位是进一步统一我国计量制度的重要决策。它彻底结束了多种计量单位制并存的现象，使我国的计量单位达到完全统一。由于法定计量单位是以国际单位制为基础的，所以除了国内计量单位统一外，还可以与国际上的计量单位取得一致。2、 我国法定计量单位的内容：我国的法定计量单位包括：国际单位制的基本单位、国际单位制的辅助单位、国际单位制中具有专门名称的导出单位、国家选定的非国际单位制单位、由以上单位构成的组合形式的单位、由词头和以上单位所构成的十进倍数与分数单位。3、 计量单位的使用规则：1）组合单位的中文名称与其符号表示的顺序一致，符号中的乘号没有对应的名称，除号的对应名称为“每”字外，无论分母中有几个单位，“每”字只能出现一次。例如：力矩的单位Nm的名称为“牛顿米” ；速度的单位m/s的名称为“米每秒”。2）乘方形式的单位名称，其顺序应是指数名称在前（由数字加“次方”二字），单位名称在后。在特殊情况下，对于长度的2次幂和3次幂，表示面积和体积时，则相应的指数名称为“平方”和“立方”，其余则为“二次方”和“三次方”。 例如：断面惯性单位m4的名称为“四次方米” ；体积单位m3的名称为“立方米” ；而断面系数单位m3的名称为“三次方米”3） 写法定计量单位时，不加任何表示乘或除的符号或其他符号。例如：电阻率的单位的名称为“欧姆米” ，而不是“欧姆米” 、“欧姆-米”四、 误差理论及数据处理：1、 有关误差的名词术语：（1） 测量误差：测量结果与被测量真值之差（2） 量的真值：被测量的量本身所具有真实大小。量的真值是一理想的概念，通常用计量学约定真值、标准器具相对真值、测量平均值等作为真值。（3） 修正值：真值与测量值之差。在数值上为测量误差的相反数。理论上讲，测量值加上修正值可得被测量的真值。（4） 系统误差：在偏离测量规定条件时或由于测量方法所引入的因素，而产生按某确定规律变化的误差。系统误差包括已定系统误差和未定系统误差。已定系统误差是指符号和绝对值已经确定的系统误差，未定系统误差是指符号或绝对值未经确定的系统误差。（5） 随机误差：在实际测量条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差。随机误差及其出现的概率遵从正态分布的形式，具有如下的特点：b、 单峰性：绝对值小的误差出现的概率比绝对值大的误差出现的概率大；c、 对称性：绝对值相等的正负误差出现的概率相等；d、 抵偿性：在实际测量条件下对同一量进行测量，其误差的算术平均值随测量次数的增加趋于零；e、 有界性：绝对值很大的误差出现的概率近乎为零，亦即误差有一定的实际界限。2、 测量误差的表示方法：1） 绝对误差：绝对误差的定义为某量的测量值与其真值之差，即绝对误差=测量值真值。2） 相对误差：绝对误差与某约定值之比称为相对误差。当该约定值为真值时，称为实际相对误差（即实际相对误差=绝对误差/真值）；当该约定值为示值或测量值时，称为示值相对误差（即示值相对误差=绝对误差/示值）。3、 测量误差的来源：在测量的过程中，误差产生的原因可归纳为以下几种：1） 装置（备）误差：所谓装置的误差，是指由于装置本身结构调整及量值等没有达到理想状态而产生的误差，又可分为：标准器误差、仪器（仪表）误差、附件误差。2） 环境误差：由于各种环境因素与要求的标准状态不一致而引起的计量装置和被测量本身发生变化，由此而产生的误差3） 人员误差：因测量者生理上的最小分辨力、感觉器官的生理变化、反应速度和固有习惯等引起的误差4） 方法误差：由于测量方法或计算方法不完善所引起的误差。4、 有效数字与数据修约规则1）、有效数字：有效数字指该数字在一个数量中所代表的大小。有效数字的位数称为有效位数。在记录时，只保留一位不准确的数字，其余的数字均为准确已知数字，称此时记录的数字均为有效数字。在有效数字的使用过程中，应特别注意“零”在数字中所处位置的不同，其表现的有效位数亦不同。简而言之，零在数前不计位数，零在数中或数后皆计位数，整数后面的零可以是有效位数，也可以不是有效位数。2）数据修约规则：若以保留数字的末位为单位，则必须遵循：（1） 它后面的数字大于0.5时，末位进1；（2） 它后面的数字小于0.5时，末位不进；（3） 它后面的数字恰好是0.5时，则将末位凑成偶数，即末位是奇数时则进1，末位为偶数时末位不变，亦称为奇进偶不进。 例如：将下列数字变为只留一位小数，则得 12.35412.3 12.36712.4 12.35612.4 12.35012.4 12.45012.43）有效数字的运算法则：（A） 加减运算：以小数点后位数最少的为基准，其余各数均比该数多一位，最后结果一般多取一位。（B） 乘除运算：当几个数作乘除运算时，以有效位数最少的为准，其余各数均比该数多取一位，结果也多取一位。（C） 幂运算：作乘方或开方运算时，结果应比运行前多取一位。第二部分 天然气的流量计量一、概述天然气的流量计量属于气体流量计量的范畴，它可分为跨行业跨部门的外输交接计量和生产装置内的过程监测计量两部分。前者的特点是以总量（累积流量）为计量对象，流量直接关系到计量交接双方的经济效益，故要求计量的准确度高，这类计量仪表属于强制检定计量器具；而后者主要以监测生产装置内工艺过程和物料平衡为目的，它的对象是瞬时流量，其准确度可以低一些，但可靠性要求要高。1、 流量计量中常见的名词术语（1） 管流：流体充满管道的流动（2） 动流：流过测量横截面的流量以一常数值为中心随时间有波动的流动（3） 多相流：两种或两种以上不同相的流体一起流动称为多相流。当只有两相流体一起流动时通常称为两相流。（4） 临界流：流体流经节流装置（如喷嘴、文丘里管）喉部，下游与上游侧绝对压力比小于或等于临界值时的流动。（5） 流量：流体在单位时间内流过管道或设备某处横截面的数量称为流量，它可用体积流量Q和质量流量qm两种方法表示。流体的体积流量Q等于液体流速与流通截面F之积，即Q=F设测量压力、温度下流体的密度为，在管路横截面上流体的质量流量qm与体积流量Q的关系为：qm=Q2、 流量参数的特征：（1） 流量不是基本物理量，而是由长度、质量、时间等基本物理量派生的导出物理量；（2） 流量是通过具体的流体介质来反映的；（3） 流量是以介质运动为表征的，即流量是动态量。3、 天然气的计量标准：我国的流量测量通用标准流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量（GB/T26241993）等效采用了ISO51671标准。目前我国天然气计量专业性标准为天然气流量的标准孔板计量方法（SY/T61431996）。4、 天然气计量的标准状态：气体的体积是随温度和压力而变化的。因此，在测量天然气体积流量时，必须指定某一温度和压力作为计量的标准温度和压力，称之为“基准状态”或“标准状态”。天然气流量的标准孔板计量方法（SY/T61431996）规定：101.325kPa,20作为我国的天然气计量的标准状态。5、 流量计：测量流量的仪器或仪表叫做流量计。测量体积流量的流量计称为体积流量计，测量质量流量的流量计称为质量流量计。用于测量天然气流量的仪表很多，常用主要有差压式流量计、容积式流量计、速度式流量计和质量流量计。我国目前使用最多的是标准孔板节流装置差压式流量计。6、 流量计选用原则：流量计的测量精度是由其测量原理、结构、制造工艺水平、被测流体的性质和使用条件等决定的。在流量计的使用中，必须考虑流量的测量原理和结构形式，必须注意使用条件和测量对象的物理性质是否与所选用的流量计性能相适应。差压式流量计要求介质在物理上和热力学上满足单相和均匀的条件。较长的前后直管段，苛刻的安装要求和严格的取压方式，是差压式流量计正常工作的前提。另外，差压式流量计流量量程比比较小，对流量的脉动比较敏感等限制了差压式流量计的使用。因此，差压式流量计适合于测量流量相对稳定、经过净化和处理的干燥天然气（即干气）的流量测量。速度式流量计目前使用较多的是涡轮流量计划和旋进旋涡流量计。涡轮流量计工作时转子和轴承均暴露在被测介质中，若介质中有污物，将加剧轴承的磨损。另外，涡轮流量计安装时也要求保证其前、后要有足够长的直管段，以使流体达到特定的流速分布。从技术上来讲，满足差压式流量计使用条件的场合也可选用涡轮流量计。容积式流量计主要有罗茨流量计（腰轮流量计）和旋叶式流量计。容积式流量计的原理和结构决定了其对气流介质的适应性，它对气流条件几乎没有特殊的要求。容积式流量计的测量准确度也不亚于上述两种测量仪表。容积式流量计特别适用于井口计量等场合的湿气计量。 除了上述三种流量计外，最近几年来，涡街流量计和音速喷嘴也逐步被采用。涡街流量计在安装要求、输出信号形式与涡轮流量计相似，但其量程比、仪表口径和对杂质的适应性等指标比涡轮流量计更加优越。音速喷嘴是作为标准流量计引入天然气流量计领域的，常用来检定其他气体流量计。在实际工作中，一般应按下述原则来选取天然气流量测量仪表。（1） 根据被测对象和介质选用流量计；（2） 根据流量的范围来选用流量计；（3） 根据工艺要求和流体参数变化来选用流量计；（4） 根据仪表安装要求来选用流量计；（5） 根据仪表的经济性来选用流量计；二、标准孔板差压式流量计1、 天然气孔板流量计与节流装置1）、孔板流量计组成天然气流量测量中所使用的孔板流量计，是指通过测量安装在管路中的同心孔板两侧的差压，用以计算流量的一种检测设备。它由节流装置、差压计、压力计和温度计等组成。只要获得压力、温度、差压即可根据一定数学关系式计算出天然气的流量。2）、节流装置的组成上述孔板流量计中除了测量压力、差压、温度的仪表外，其他设备即为节流装置的组成部分。根据SY/T61431996的规定，节流装置由下列零部件组成：（1）标准孔板；（2）孔板夹持器：包括角接取压中环室取压的环定和间独钻孔取压用的夹紧环或设有取压孔的法兰；（3）节流前10D和节流后4D长的测量管。为了保证用户安装、使用方便以及差压传递的准确，实际上在工厂出厂时还应包括连接法兰和一段导压管以及导压管上的截止阀。3）、节流装置节流装置乃是利用流体流过节流件（孔板）时在节流件的两侧产生静压差的原理来测出稳定圆管流的瞬时流量。标准化的内容就是为了能达到上述目的而对节流件及其取压方式、管道条件、测量范围、流量计算方法，以及测量的误差等规定的标准要求，标准SY/T61431996就是为了达到上述目的的一个标准。2、 差压式流计标准孔板节流装置1）、节流件孔板 （1） 准孔板结构标准孔板是一块具有圆形开孔、并与测量管同心，其入口边是非常锐利的薄板。一般由机械加工获得，它的节流孔圆筒形柱面与孔板上游端面垂直，孔板厚与孔板直径相比是比较小的。测量管是指孔板上、下游所规定长度的管道范围内，各横截面面积相等、形状相同、轴线重合的一段直管。（2） 标准孔板的材质标准孔板在使用过程中，会被天然气的侵蚀或机械的冲刷而产一变形，如孔板入口边缘的变钝引起流出系数的增大多而产生测量误差。因此，正确选择孔板的材质是保证孔板工人选可靠准确测量的重要因素。目前常见的测量天然气用的孔板材质：Cr17,1Cr18Ni9TiC以及一些耐酸钢。2） 标准孔板节流装置的取压方式标准孔板节流装置按其取压孔的位置不同可分为如下几种取压方式：（1） 法兰取压：其主要特征是标准孔板上、下游侧取压孔轴线分别位于距孔板上下游端面的距离为（25.40.8）mm的位置上。（2） 角接取压：其主要特征是标准孔板下、下游侧取压孔轴线分别位于距孔板上下游端面的距离为0.5b的位置上（b为取压孔的开孔直径）。（3） 径距取压其主要特征是标准孔板上游侧取压孔轴线位于距孔板上游端面的距离为1D的位置上，下游侧取压孔轴线位于距孔板下游端面的距离为0.5D的位置上。（4） 理论取压其主要特征是标准孔板上游侧取压孔轴线位于距孔板上游端面的距离为（0.91.1）D的位置上，下游侧取压孔轴线位于距孔板下游端面的距离为（0.30.84）D的位置上（D为测量管的内径）。（5） 损失取压其主要特征是标准孔板上游侧取压孔轴线的位置应在上游没有流体扰动的位置上，下游取压孔轴线应在流体恢复稳定时的位置上。在日常的天然气计量中，使用得最多的是法兰取压和角接取压。标准孔板节流装置在结构上应满足下述要求：（1） 节流装置的结构和它在管道中的安装方法，必须能保证它的开孔中心和管道中心轴线同心，并保证它的端面与管道轴线垂直。（2） 在压差较小的场合最好采用环室取压。3、 高级孔板切换阀1）高级孔板切换阀高级孔板切换阀是针对传统的标准孔板节流取压装置（法兰取压装置）在更换孔板时需要对测量管段停气、孔板拆装困难（特别是大口径测量管）、安装质量难于保证等难题而研制出来的一种新型取压装置。它除了具有传统取压装置所具有的技术性能外，还具有不停气、快速更换孔板，操作迅速简便，每次提取或更换孔板只需35min。特别适用于主管道不允许停止介质输送的管道中作流量计量用，既免去了设置旁通管路，又减少了占地面积和简化了工艺流程。本阀是法兰取压型式，孔板的设计，制造符国家计量标准。结构说明：（1） 本节流装置为孔板式，上下游取压孔按标准规定对称分布于孔板两侧。（2） 由上阀体和下阀分别构成上、下两个阀腔，节流装置工作时，由滑板机构将上下两阀腔通路封死。（3） 孔板与导板组成一体，提取孔板时，扳动手柄打开滑板使上下两阀腔连通，摇动提升机构和即带动导板及孔板至上阀腔。关闭滑板，介质继续输送。打开压板盖板，孔板即可取出。2）孔板阀的安装使用注意事项：（1） 孔板阀既可水平安装，也可垂直安装，安装时应使介质流向与阀体所示方向一致。（2） 安装时，与管道连接处就清洗无污物，并有管架或底座支承。（3） 管道吹扫时，应先提出孔板，提出或放入孔板时应严格按操作规程（见阀体上部操作程序牌）进行。 （4） 测量气体有脏物或可能出现凝析液时，应定期打开阀体底部的排污阀进行排除。（5） 阀投入使用后，应每月定期运转操作一次，并注入密封脂。3）高级孔板阀清洗、检测操作步骤：（1） 停止计量表。（2） 打开孔板上阀体上的平衡阀，用专用摇把顺时针摇动上下阀体分界处的滑阀，使滑阀打开，上下腔连通。（3） 逆时针方向摇动孔板导板轴，将孔板导板提升至上阀腔内，再摇滑轴，关闭滑板。（4） 关闭平衡阀，打开上阀体放空，排尽上阀腔内的气体。（5） 拧松压紧盖板螺丝，取出顶板及压板，逆时针摇动上阀体孔板导板轴，提出导板。（6） 清洗导板、孔板，如需测量孔板外径（或更换孔板），可将孔板沿无孔板阻挡台阶的一面推出。（7） 将孔板装入导板（装孔板时就注意孔板的正反面），并将清洗后的导板、压盖顶板各处涂上黄油保养。（8） 将装好孔板的整个导板垂直放入压板槽内，装好顶板，并拧紧螺栓。（9） 将阀体压板垂直放入压板槽内，装好顶板，并拧紧压紧螺丝。（10） 打开上下阀体的平衡阀，验漏合格后，逆时针摇动滑阀轴，使滑阀打开，摇动上、下阀体的导板轴，使导板送入下阀体内；顺时针摇动滑阀轴，使滑阀关闭；关闭上下阀体平衡阀。（11） 旋转阀体密封脂盒压盖，缓慢注入密封脂。（12） 打开上阀体放空阀放空，无气流后关闭放空阀，然后使仪表投入运行。三、CWD型双波纹管差压计差压计是差压式流量计的组成部分之一。工业上采用的差压计主要有玻璃管U型差压计、膜片式和双波纹管式差压计等。目前在油田天然气计量中最广泛采用的是CWD型双波纹管差压计。CWD-430型双波纹管差压计除了能显示记录节流装置前后的差压信号外，还能记录孔板上游侧取压孔处的静压力。1）、CW型双波纹管差压计的型号编制解释 表示差压计 表示波纹管 E：表示波纹管的直径为200mm，差压小于1.6kPa波纹管直径 D:表示波纹管的直径为95mm, 差压为：660kPaC:表示波纹管的直径为95mm，差压大于或等于100kPA 0:：表示批示式读数方式 4：圆图记录式（钟表驱动） 6：圆图记录式（电动机驱动） 1：表示单参数参数指示型3：表示双参数 7：表示为指示型（45） 8：表示为指示型（270）C W 附加装置 0：表示无附加装置 2：表示带积算器 4：表示带气变送装置 6：表示带电变送装置（电压输出） 7：表示带电变送装置（电压输入）如型号为CWD-430的差压计，它表示：差压计为双波纹管差压计，差压计的波纹管直径为95mm，采用圆图记录钟表驱动，记录双参数（差压、静压），差压计无附加装置。2）CWD型双波纹管差压计的结构组成：CWD型双波纹差压计由差压测量部分、差压显示部分和静压测量部分这三大部分组成。其各部分组成为：（1） 差压测量部分：由波纹管、阻尼阀、扭力管、中心座、量程弹簧组、外壳等组成；（2） 差压显示部分：由四连杆机构、驱纸机构、面板、表门、限位器、记录卡片、墨水瓶、毛细管等组成；（3） 静压测量部分：由静压弹簧管、四连杆机构等组成。3）双波纹管差压计的主要特点：（1） 不使用有毒介质（水银）；无需电源，彻底解决防爆问题；（2） 采用焊接波纹管，其有效面积可达到一致，从而可消除差压计在高静压力下工作所引起的静压测量误差；（3） 具有阻尼作用，可以调整仪表的反应时间，故可用于振动和振幅较大的场合；（4） 具有单向过载保护装置，即使仪表在使用过程中差压超过测量范围或单向受压，也能保证仪表的测量元件不受损坏；（5） 仪表的互换性好，只要改变量程弹簧组，便可大范围改变仪表的量程；（6） 使用环境条件要求不高，-30+60（7） 易于维修；（8） 比较经济。3）双波纹管差压计记录图纸：双波纹管差压计使用的记录图纸均为圆形记录图纸。CWD-430差压计采用钟表驱动，记录图纸顺时针方向转动，每24h转一圈，记录纸的直径为300mm，满刻度半径为140mm，零刻度线半径为28mm。常用的记录图纸有下列三种。（1） 差压记录图纸（亦称等格记录图纸）记录图纸由间距相同的同心圆构成。读数用最大差压值（量程）或最大静压值（量程）的百分数来表示。H=HmaxH/LP=Pmaxp/L式中Hmax，Pmax分别为差压计差、静压的量程；H、P差压计指示的差、静压格数；L记录图纸（卡片）的最大格数；H，P指示格数下对应的差、静压值。（2） 流量记录图纸流量记录图纸也称为开方记录图纸，是现场天然气计量中使用得最多的一种流量卡片。这种卡片不标出流量或压力的具体数值，而只标出相等于最大量程的平方根的分数值。现场一般使用规格为0100%的开方卡片。H= HmaxH2/L2P=Pmaxp2/L2（3） 综合记录图纸综合记录图纸是等格记录图纸和流量记录图纸相间混合组成，即记录图纸一个小时为等格，另一个小时为开方格，相互间隔。4）双波纹管差压计的日常操作：（1） 时钟上条上条前按箭头所示方向上紧，避免反向和上条过紧。上紧一次一般可持续运行3昼夜，因此至少应隔23天才上一次发条。（2） 更换卡片每天更换一次。更换时先将抬笔架按起，用手轻拉起记录纸夹紧器，取出记录过的卡片，更换一张新的卡片，对准时间弧线，使其差压记录笔尖牌工作时间相对应的时间弧线上,然后上紧记录纸夹紧器,放下抬笔架,使记录笔尖与记录纸相接触.更换时必须注意避免用手抬笔杆,以免弄松笔杆,注意保护记录图纸的中心孔,否则记录不准.（3） 排除毛细管内的空气泡毛细管中有气泡后,墨水的张吸将受阻,会影响记录笔的自动记录,因此必须排除气泡.方法是:一手堵住墨水瓶(或橡皮泵)上通大气的小孔,一手轻压墨水瓶加压,排除气泡,直至毛细管中看不到气泡为止.（4） 开表操作检查仪表,时钟上条加墨水并排尽毛细管中的气泡,将差压笔尖对准卡片时间弧线.检查导压管及仪表上各阀门的开关位置是否正确.先打开仪表阀,关闭高低压阀,然后关闭仪表管路上的放空阀,再缓开孔板上下导压阀.缓开仪表高低压阀,然后关闭平衡阀,仪表开始工作.（5） 关表操作打开仪表阀.关闭上下游导压阀.打开仪表管路上的放空阀,观察差压指针是否回到零位,静压指针是否回到大气压相应压力的格数上.最后关仪表高低压阀,使仪表牌安全停止工作状态.有隔离的仪表操作必须注意保证二隔离器隔离液的平衡,以免引起计量误差.（6） 仪表记录笔零位的调整先按关表操作步骤进行关表,如差压不回零位,静压不回到起始格,则可用手扶着记录笔杆上方的偏心螺钉底部,另一手用小螺丝刀拨动偏心螺钉,使笔尖落到零位或起始格.（7） 流量计日常运行范围的规定要求流量计的差静压应在流量计记录图纸(开方卡片)的3090格之间运行,最好是在7080格之间,最低运行范围是25格,最高运行范围是95格,如果流量计运行范围超过规定允许范围,将会使流量计计量准确度降低,仪表的灵敏度也将降低,因此,一旦流量计的运行范围超过规定,就应对计量参数进行调整。常用的调整方法有：改变孔板的开孔直径；改变差压计的是量程；控制气量5）波纹管差压计的日常维护及保养(1) 仪表必须按规定进行定期检定,检定必须按检定规程进行.(2) 定期检查仪表差压零位和静压起始格的位置,如果发现有小范围的位置偏移,可通过记录笔调零螺钉使之复位,如果零位偏移位置大(大于10格),则应对仪表实施重新检定.(3) 运行中如发现仪表示值有异常现象时,应定期对仪表进行全面检查校验(4) 在气质可能出现凝析液及气温较低的情况下,应定期仪表导压管路进行放空,排污及蒸汽吹扫.(5) 每年应对仪表的测量室清洗检查一次.(6) 日常应保持仪表内外的整洁.6) 双波纹管差压计的日常管理规定（1） 每班操作工人必须定期对差压计进行校零一次，当零位偏差小于10格（开方卡片）时，可自行调整使之复原；当零位偏差大于10格（开方卡片）时，及时通知仪表工，重新调校流量计，并作好记录；（2） 每月由仪表工（取得双波纹管差压计检定证）对流量计进行定期检定一次，并做好记录，并对差压计四连杆机构的孔位进行标注，以便检查；（3） 运行中如发现仪表示值有异常时，应对仪表进行全面检查；（4） 对气质可能出现凝析液或环境温度较低时，应定期对仪表的导压管路进行放空、排污及蒸气吹扫，确保导压管路畅通；（5）在用的差压计每年应定期对仪表记录机构和高低压测量室进行清洗一次。7）双波纹管差压计常见故障的原因及排除方法序号故障现象可能原因排除方法1仪表示值偏小(1)上游导压管至高压室漏气;(2)平衡阀内漏（1）堵漏（2）更换平衡阀2仪表示值偏大低压室至下游导压管路漏气堵漏3仪表启动后记录笔指示在零位(1)导压管上下游导压阀未打开;(2)平衡阀未关闭;(3)四连杆机构脱落、松动；（4）上、下游导压管均堵塞（1）打开上、下游导压管（2）关闭平衡阀（3）重新装备、紧固（4）导通导压管路4记录笔反偏上、下游导压管路接反重新连接5记录笔跳动（1） 笔尖压纸过紧；（2）从心轴到四连杆机构传动部分螺丝松动（1）调整笔尖压纸力度（2）紧固松动螺丝6记录笔画线中断或粗细不均匀（1）毛细管中有气泡；（2） 笔尖堵塞或墨水干稠不易流动；（3） 笔尖与记录图纸接触不好（1）排除毛细管中气泡（2）清洗笔尖或更换墨水（3）使之接触良好7记录笔尖淌墨水（1）墨水瓶位置过高（2）记录笔尖过大；（3）毛细管能径过大（1）调整墨水瓶位置（2）更换记录笔（3）可通过人工拉伸使毛细管通径变小8记录笔不画线（1）记录笔尖堵塞（2）墨水瓶位置过高（3）毛细管中有气泡（1）导通笔尖或更换（2）调整墨水瓶位置（3）排除气泡9记录纸不转动（1）时钟未上条或时钟损坏（2）压纸器未压好记录纸（3）记录纸面板上有墨水粘住卡片（4）表门压住记录纸（1）上条或更换时钟；（2）压好记录纸（3）清除墨水（4）解除表门压纸10笔尖正反行程误差太大（1）笔尖与记录纸接触过紧；（2）四连杆机构转动不灵活（1）调整笔尖与记录纸接触的力度（2）在四连杆转动轴孔上加钟表油润滑11零位经常变化（1） 调零位时，差压计高、低压室内气体未排尽；（2）传动机构松动（1）调整零位必须排尽高、低压室内气体（2）紧固松动螺丝四、求积仪1）求积仪的用途和双波纹管差压计记录仪表配套使用，可对记录的流量、压力、温度记录纸进行积算，得出全天得总流量、平均流量、平均压力、平均温度。2）求积仪的结构求积仪的整体结构由求积仪、录纸座和记录纸三部分组成。求积仪由七个部分组成（1） 曲线板：曲线板上的曲线槽是一条曲线，曲线是根据记录纸半径和计数器上测轮的相对位置设计出来的，即曲线中心线上任一点至测轮转动平面的垂直长度与该点至描迹针的长度所指示的差压平方根数值成比例，当描迹针沿记录曲线移动时，测轮以相应的有效半径绕记录纸盘转轴转动，积算出正比于一定时间的积累值。（2） 描迹针：在积算流量时，用以描绘记录曲线。描迹针尖的高度，可以通过调整其上端的旋钮进行调节。（3） 手把：固定在描迹针的外套上，在积算流量时，用大拇指和食指扶着手把，以控制描迹针描绘记录曲线。（4） 支承：有两个，一个固定在手把上，另一个固定在曲线板上，它们与计数器上的测轮组成三个支点，以支持求积仪处于水平位置，即曲线板与转盘平行。（5） 计数器：由测轮和字轮所组成，用以积算记录纸流量的大小。（6） 测轮：与记录纸接触，只要求积仪运动，它就滚动。由个位轮、传动轮和十位轮所组成，（7） 字轮：个位和测轮是同诉转动，各位轮转动旋转一周，通过传动轮带动十位转动一个字。（8） 录纸座：由底座、转盘和中心支柱组成。用于固定记录纸和控制求积仪运动轨迹。3）求积仪的主要技术参数（1） 最大刻度流量时积算字数：100；（2） 求积仪转动方向：顺时针方向；（3） 准确度等级：0.35级，0.5级；（4） 外形尺寸：145mm129mm32mm；（5） 环境温度：540。4）求积仪的使用方法（1） 旋下记录纸座上的压帽；（2） 将已记录的记录纸套在记录纸座上；（3） 旋上压帽；（4） 将求积仪的曲线板曲线槽套在记录纸座中心支柱上；（5） 将描迹针的针尖对准记录曲线的起点，并用右手大拇指旋转测轮，使字轮定置在00的位置上；（6） 左手大拇指和食指扶着记录纸和转盘的边缘，右手大拇指扶着求积仪的把手，使描迹针描绘记录曲线，且使记录纸和转盘一起反时钟慢慢转动；（7） 如果要积算一昼夜的流量，则求积仪积算一周（最终流量与起始流量不同时，应将描迹针沿时间弧线至起始的流量值）。（8） 从记数器上读取积算的数字。5） 求积仪管理规定（1） 每星期由气量计算人员对求积仪进行检查、校验一次，作好记录；如示值超差，则应停止使用并通知仪表工进行调校；（2） 每月由仪表工对求积仪定期调校一次，并作好记录。第三部分 流量计算一、 计算公式天然气流量目前按体积计量，计量单位为标准立方米（Nm3）。体积状态标准规定为温度20（293.15K），绝对压力为101.325Kpa。流量计量按照行业标准SYL10483天然气流量的标准孔板计量方法执行。在天然气流量计算中，传统的单K值计算方法，虽然比较直观，但其中的修正系数大部分都是通过查图、查表来求取，速度慢、准确度低，并且容易出差错。“三K值”计算法就是针对上述的存在问题而建立起来的，它不需要任何图表，因而能减少人工查图、查表和计算取值的人为误差，提高计算的准确度和工作效率。1、天然气流量“三K值”流量计算的基本公式Qn=K0 (1/T1Z)1/2式中 Qn标准状态下气体的体积流量m3/d；K0流量公式的基本K值；流速膨胀系数；Z压缩系数；T1气体的绝对温度；P/记录卡片的平均静压格数；H/记录卡片的平均差压格数；x全天的生产时间h。2、参数的确定1)、基本K值K0K0=A00/R/bKFrd202FaFGF式中 A0常数，它视流量计差、静压单位而定。当静压单位使用Kpa，差压单位使用Pa时，A0=0.148712；当静压单位使用MPa，差压单位使用Kpa时，A0=148.712。0/待定流量系数；R/粗糙度修正系数；bK孔板开孔入口边缘锐利度修正系数；d孔板材的线膨胀系数；Fr雷诺数修正系数；Fa孔板的热膨胀修正系数，Fa=1+2d（t1-20）；FG相对密度修正系数；F流量卡片换算系数，F=（PmaxHmax/Lmax2）1/22）膨胀系数 =1-K（H/P/）2其中： K=A（0.41+0.354）Hmax/Pmax式中 K膨胀系数中的K值； A常数，视差、静压的单位而定，当差压单位用Kpa（或Pa0），静压单位用MPa（或Kpa）时，A=7.505810-4； Hmax差压量程上限值，Pa； Pmax静压量程上限值，Kpa。 （3）压缩系数当天然气的相对密度G0.6时 Z=1-KzP/2T1-3.72 Kz=4.610-5PmaxTc3.72/Pc当天然气的相对密度G0.6时 Z=1-KzP/2T1-3.107 Kz=3.66110-5PmaxTc+3.107 式中 Kz压缩系数中的K值； T1气流的绝对温度，K； Tc气体的临界温度，K； Pc气体的临界压力，MPa； Pmax差压计附计静压量程，MPa。 注：K0、K、Kz即为“三K值”流量计算中所指的三个K值。3、对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为式中，qn为标准状态下天然气体积流量，m3/s；As为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式As=3.179410-6；c为流出系数；E为渐近速度系数；d为工况下孔板内径，mm；FG为相对密度系数，为可膨胀系数；FZ为超压缩因子；FT为流动湿度系数；p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压，MPa；p为气流流经孔板时产生的差压，Pa。二、 计算公式及取值方法计算天然气流量时，最后结果可保留四位有效数字，其它参数的取值方法应符合下列规定：1、仪表上记录或指示的测量值，允许保留一位可疑数字；2、流量计量参数最低有效数字应按表3-3取值；2、当有效数字确定后，其余数字一律舍去（有效数字后边第一位数四舍五入）；3、计算有效数字时，若第一位有效数字大于或等于8，则有效数字可多计一位；4、计算四个以上数字的平均值时，平均值的有效位数多计一位；5、数字开平方后，根的有效数字应增加一位；6、在乘除法中，个因子保留的位数，以百分误差最大或有效数字位数最小的位标准，所得积或商得精确度，不应大于精确度的最小的那个因子；7、在加减法中，个因子所保留小数点后的位数，应与所给个数中小数点后位数最小的相同；8、在对数计算中，所得对数位数应与真数的有效数字位数相同；9、在连乘中，中间乘积可增加一位预备有效数字。连乘结果的有效数字位数不应大于有效数字位数最少的那个因子的位数；10、油田伴生气压力一般都比较低，故在要求计量不需要很准确的情况下，可以不考虑压缩系数Z值和膨胀系数。在天然气流量计算过程中，必须注意到：孔板流量计测量过程仅仅是通过测量孔板上游侧天然气气流的静压力、孔板两侧的差压及孔板上游侧的气流温度这三个参数，然后通过人工处理，求出气流通过测量管道的平均差压、平均静压力、气流平均温度，在将这三个变量代入相应的公式求出气体的膨胀系数、气体压缩系数、气流的温度修正系数，最后再把这些变量代入公式得出全天的天然气流量。在实际生产中测量管道中天然气的压力、差压、温度都是随时间在变化的变量，而计算方法则是把每时每刻都在变化的变量最后用某一个固定的平均值代替变量来求取全天的气量，这种计算方法必然会带来方法误差；另一方面，在计算公式中，对天然气相对密度的确定，我们是通过使用气相色谱仪定期对气质取样分析化验，求出天然气的分子量组成后，通过计算确定出其相对密度G，并把G作为一个常数（在一段较长的时间内）在流量计算公式中使用，这必将造成流量计算公式中的气体相对密度G并不能真实反映气质的相对密度，因此这种计算方法也必将产生计量误差；其次，气量计算全部采用人工计算，计算过程复杂，人为计算误差大。为了消除上述几种误差，准确地实现天然气的的流量测量，根本的途径是采用计算机和天然气的在线组分检测。三、 计算工具及操作1、计算工具目前在实际生产中常使用的计算器型号有：百灵牌BL-818型、SHARP EL-506H等型号的计算器。2、计算天然气流量的操作步骤按键顺序显示说明ON/CDEG M 0开机,准备计算流量(1)COMP K0DEG M 当出现提示1后,输入K0值,显示输入数(2)COMP KDEG M 当出现提示2后,输入K值,显示输入数(3)COMP H格DEG M 当出现提示3后,输入H格,显示输入数(4)COMP P格DEG M 当出现提示4后,输入P格,显示输入数 (5)COMP T1DEG M 当出现提示5后,输入T1值,显示输入数(6)COMP KzDEG M 当出现提示6后,输入Kz值,显示输入数(7)COMP DEG M 当按COMP键后,便显示流量m3/d注：（1）进行流量计算时，输入计算器中的参数之顺序不可颠倒。 （2）实际计算前应检证一下程序，方法是依次键入：COMP10 COMP0.1 COMP77 COMP88 COMP300 COMP3000 COMP若显示“3638.463389”，则程序无误。第四部分 天然气流量仪表的检定一、 双波纹管差压计的检定本检定方法主要依据双波纹管差压计试行检定规程。本检定方法适用于新生产、使用中和修理后的CW系列双波纹管差压计的检定。1、 检定技术要求（1） 示值误差和变差 仪表的基本允许误差为差压上限值的1.0%或1.5%（依据仪表出厂时的准确度等级而定）；经检验后的仪表，其最大示值误差不应超过仪表的基本允许值，仪表的最大变差不应超过基本允许误差的绝对值。（2）轻敲位移 轻敲表壳后记录笔（或指针）的位移不应超过仪表允许误差绝对值的二分之一。（3）积算示值误差 带积算器的仪表，积算器示值误差不应超过按流量上限值计算的积算示值的1.5%。（4）不灵敏区不得超过基本允许误差绝对值的二分之一。（5）超负荷性能仪表应能承受120%差压上限值的实验，