2023 湿天然气流量测量 第2部分：流量计测试和评价方法

GB/T350652—2023

.

目次

前言

…………………………Ⅰ

引言

…………………………Ⅱ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

原理

4………………………2

实验室测试

4.1…………………………2

现场测试

4.2……………2

测试装置和介质

5…………………………2

测试装置

5.1……………2

介质

5.2…………………4

测试条件

6…………………5

测试环境条件

6.1………………………5

安装条件

6.2……………5

测试过程

7…………………5

实验室测试

7.1…………………………5

现场测试

7.2……………7

数据处理

8…………………8

实验室数据处理

8.1……………………8

现场评价

8.2……………11

评价方法

9…………………11

评价原则

9.1……………11

实验室评价

9.2…………………………11

现场评价

9.3……………12

测试结果报告

9.4………………………12

附录资料性湿天然气流量计测试示例

A()……………13

被测湿天然气流量计

A.1……………13

湿天然气流量计实验室测试

A.2……………………13

湿天然气流量计现场测试

A.3………………………18

附录资料性湿天然气流量计实验室测试报告示例

B()………………21

附录资料性湿天然气流量计现场测试报告示例

C()…………………24

参考文献

……………………27

GB/T350652—2023

.

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件是湿天然气流量测量的第部分已经发布了以下部分

GB/T35065《》2,GB/T35065:

第部分一般原则

———1:;

第部分流量计测试和评价方法

———2:。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由全国天然气标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC244)。

本文件起草单位中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司天然气研究院中国石油天然气

:、

股份有限公司西南油气田分公司中国石油工程建设有限公司西南分公司中国石油天然气股份有限公

、、

司塔里木油田分公司实验检测研究院中海石油中国有限公司北京研究中心中海石油中国有限公

、()、()

司海南分公司天津大学深圳市联恒星科技有限公司美卓伦仪表常州有限公司

、、、()。

本文件主要起草人张强刘丁发何敏王强宋彬段继芹黄敏王辉陈密周芳周学军徐莹莹

:、、、、、、、、、、、、

徐英陈宇波王小强朱勇吴红光李万俊周代兵于培宁黄和李轶杨迪

、、、、、、、、、、。

Ⅰ

GB/T350652—2023

.

引言

湿天然气流量测量为气藏动态管理气井生产能力优化湿天然气输送操作过程中水合物控制和流

、、

动保障产量计算和销售分配提供计算与涉及的基础数据是天然气上游领域关键的测量方法之一制

、,。

定是为了确保上游领域湿天然气测量工作的有序开展促进上游领域天然气开采目标和

GB/T35065,

效益的实现湿天然气流量测量是指导天然气上游领域含液天然气流量测量的基础方

。GB/T35065《》

法标准涉及天然气上游领域湿天然气流量测量的设备选型一般操作性能测试等拟由以下三个部分

,、、,

组成

。

第部分一般原则目的在于给出湿天然气流型分类流量测量方法及流量计选型安装和

———1:。、、

调试性能测试操作维护和不确定度评估的一般原则

、、。

第部分流量计测试和评价方法目的在于给出湿天然气流量计在实验室和现场进行计量

———2:。

性能测试评价的一般要求测试原理测试条件测试过程控制评价方法和评价结果

、、、、。

第部分用两相湿天然气流量计测量湿天然气流量的方法目的在于给出用两相湿天然气

———3:。

流量计测量湿天然气的一般要求安装维护等内容

、、。

Ⅱ

GB/T350652—2023

.

湿天然气流量测量

第2部分流量计测试和评价方法

:

1范围

本文件描述了在实验室和现场对湿天然气流量计进行计量性能测试和评价的原理测试装置和介

、

质测试条件测试过程数据处理和评价方法

、、、。

本文件适用于定义的湿天然气流量测量用流量计的计量性能测试和评价

GB/T35065.1。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

爆炸性环境第部分设备通用要求

GB/T3836.11:

爆炸性环境第部分由隔爆外壳保护的设备

GB/T3836.22:“d”

爆炸性环境第部分由本质安全型保护的设备

GB/T3836.44:“i”

石油天然气工业术语第部分油气计量与分析

GB/T8423.44:

天然气取样导则

GB/T13609

封闭管道中流体流量的测量术语和符号

GB/T17611

天然气计量系统技术要求

GB/T18603

湿天然气流量测量第部分一般原则

GB/T35065.11:

输气管道工程设计规范

GB50251

3术语和定义

和界定的以及下列术语和定义适用于本文件

GB/T8423.4、GB/T17611GB/T35065.1。

31

.

湿天然气流量计wetgasflowmeter

可同时测量湿天然气中气相和液相流量的流量测量设备或装置

。

注一般由流量测量设备含率测量设备配套温度测量元件压力测量元件等组成

:、、、。

32

.

气相体积分数gasvolumefractionGVF

;

工况条件下气相体积流量与气液两相总流量之比可表示为比值或百分数见公式

,,,(1)。

Q

=g×

GVFQ+Q100%…………(1)

gl

式中

:

气相体积分数

GVF———;

Q气相体积流量单位为立方米3

g———,(m);

Q液相体积流量单位为立方米3

l———,(m)。

1

GB/T350652—2023

.

来源有修改

[:GB/T35065.1—2018,3.4,]

33

.

液相体积分数liquidvolumefractionLVF

;

L

f

工况条件下湿天然气中液相体积流量与气液两相总体积流量之比见公式

,,(2)。

Q

或L=l×

LVFfQ+Q100%…………(2)

gl

式中

:

L液相体积分数

LVF、f———;

Q气相体积流量的数值单位为立方米3

g———,(m);

Q液相体积流量的数值单位为立方米3

l———,(m)。

来源有修改

[:GB/T35065.1—2018,3.9,]

34

.

参比流量计referenceflowmeter

现场条件下可为湿天然气流量计的气相流量或液相流量测量提供参考流量值的气体流量计或液

,

体流量计

。

4原理

41实验室测试

.

利用实验室稳定的气相流体和液相流体使其分别流过气相标准流量计和液相标准流量计混合生

,,

成测试需要的气液两相流再流过被测的湿天然气流量计和流态监测设备通过流量稳定监测设备确

,。

认气液两相流稳定后进行数据采集比较相同时间间隔内气相和液相标准流量计的输出值与被测湿天

,

然气流量计气相和液相流量的输出值以标准流量计的输出为标准值计算被测流量计的示值误差及重

,,

复性从而评价湿天然气流量计的计量性能

,。

42现场测试

.

现场测试利用现场工艺条件建立湿天然气流量计现场测试流程控制气液两相混合流体先流过被

,,

测湿天然气流量计再利用气液分离器将气液两相混合流体进行分离继而通过参比气相流量计和参比

,,

液相流量计分别对分离后的气相和液相进行计量通过比较湿天然气流量计与参比流量计的测量值计

,,

算湿天然气流量计气相流量和液相流量的示值误差对湿天然气流量计在现场的性能进行评价

,。

5测试装置和介质

51测试装置

.

511实验室测试装置

..

实验室测试装置以天然气水为介质模拟生成湿天然气气液两相流动并能提供相应的天然气水

、,,、

和或烃类的流量信息用以对湿天然气流量计的性能进行测试和评价一般由气相标准流量计液相标

,,、

准流量计气液两相流混合测试段等组成湿天然气流量测试装置结构原理示意如图所示

、。1。

2

GB/T350652—2023

.

标引序号说明

:

液相标准流量计

1———;

气相压力测量仪表

2———;

气相标准流量计

3———;

气相温度测量仪表

4———;

测试段压力测量仪表

5———;

气液两相流混合测试段湿天然气流量计安装位置

6———,;

测试段温度测量仪表

7———;

流量稳定监测设备

8———;

数据采集系统

9———。

图1实验室湿天然气流量测试示意图

实验室测试装置符合以下条件

。

湿天然气流量测试装置的仪表及配套计量设备均应有有效的检定校准证书

a)/。

湿天然气流量测试装置气相仪表和液相仪表的测量结果扩展不确定度k或准确度等级

b)(=2)

分别应不大于被测湿天然气流量计或湿天然气测量系统气相测量结果最大允许误差绝对值和

液相测量结果最大允许误差绝对值的

1/5。

湿天然气流量测试装置气液两相混合的直管段长度应不少于倍管道内径长度以确保气液

c)40,

两相混合后湿天然气流动形态的充分发展

,。

湿天然气流量测试装置气液两相混合点到被测试湿天然气流量计之间不应有可能产生局部

d)

流动死区或可能产生气液两相流分离效应的汇管三通过滤器等管件或设备

,、、。

气液两相流混合测试段被测流量计的下游宜配置流量稳定监测设备用于测试过程中工况点

e),

调节变化的稳定性判断流量稳定监测设备宜选择在湿天然气工况下具有稳定可靠输出的测

。

量设备如文丘里管等节流装置

,。

512现场测试流程

..

现场测试流程应作为旁路设置在井口除砂器之后依次安装被测湿天然气流量计气液分离器气

,、、

相参比流量计和液相参比流量计等参比流量计分别进行分离后气液的计量最后返回至井口原气液

,、,

分离装置上游现场测试流程的所有管道工艺及仪器仪表应满足现场抗冲刷腐蚀的要求湿天然气流

。。

量测试装置结构原理示意如图所示

2。

3

GB/T350652—2023

.

标引序号说明

:

除砂器

1———;

调节阀

2———2;

气液分离器

3———;

调节阀

4———1;

测试段压力测量仪表

5———;

湿天然气流量计测试安装位置

6———;

测试段温度测量仪表

7———;

气液分离器

8———;

气相压力测量仪表

9———;

气相参比流量计

10———;

气相温度测量仪表

11———;

液相参比流量计

12———;

调节阀

13———3;

湿天然气流量计现场测试流程区

14———。

图2湿天然气流量测试装置结构原理示意图

现场测试流程符合以下要求

:

流经湿天然气流量计现场测试流程的气液混合总流量应具备通过阀门调节的功能

a);

参比气相流量计参比液相流量计及差压压力温度等配套计量器具应具有有效的检定校

b)、、、/

准证书其中气相参比流量计的检定或校准结果的不确定度k应不大于被测湿天然气流

,(=2)

量计气相最大允许误差绝对值的液相参比流量计的检定或校准结果的不确定度k

1/3,(=2)

应不大于被测湿天然气流量计液相最大允许误差绝对值的

1/5;

气相和液相参比流量计的安装条件应满足相关标准和流量计厂家说明书的要求

c)。

52介质

.

521气相介质

..

实验室测试用气相介质为天然气天然气的相对密度为天然气的气体组分要相对稳

,0.55~0.80,

定天然气的取样按照执行并符合以下要求

,GB/T13609,:

单一流量点次重复性测试过程中测试用天然气的温度变化应不超过

a)3,±0.5℃;

单一流量点次重复性测试过程中测试用天然气的压力变化应不超过

b)3,±5%。

522液相介质

..

实验室测试用液体宜采用水并符合以下要求

,:

4

GB/T350652—2023

.

测试用液体不应夹杂有气体或固体颗粒

a);

单一流量点三次重复性测试过程中测试用液体的温度变化应不超过

b),±0.5℃。

6测试条件

61测试环境条件

.

611温度和湿度

..

外界环境温湿度应满足厂家技术说明书的要求同时应根据安装点具体的环境及工作条件对流量

,

计组件采取必要的隔热防冻保护措施如遮雨防晒等

、(、)。

612振动

..

应避开振动环境外界机械振动情况应满足厂家技术说明书的要求特别要避开可引起信号处理

。,

单元含率测量等部件发生共振的环境

、。

613辅助设施

..

所有测试装置及其辅助设备测试场地应满足的要求所有设备环境条件应符合

、GB50251,、

或的相关安全防爆要求

GB/T3836.1、GB/T3836.2GB/T3836.4。

62安装条件

.

621基本要求

..

测试时应将构成湿天然气流量计的所有部件一起进行测试湿天然气流量计的安装应满足生产厂

,

家的要求

。

622管道安装

..

如果流量计厂家未提供流动调整器的安装要求时不宜在流量计上游安装流动调整器以避免其对

,,

气液两相流动形态的干扰流量计连接法兰内径与其紧邻的上下游直管段应具有相同的内径其偏差

。、,

应在管径的以内且不超过流量计及其紧邻的直管段在组装时应对中并保证其内部流

±1%,±3mm。,

通通道的光滑平直不应在连接部分出现台阶及突入的垫片等扰动气流的障碍

、,。

7测试过程

71实验室测试

.

711测试前准备工作

..

7111运行前检查

...

开机预热按湿天然气流量计使用说明书中指定的方法进行测试参数设置确认湿天然气流量计显

,,

示状态正常

。

7112密封性检查

...

湿天然气流量计在测试安装条件下在最大测试压力倍下试压经检查无泄漏

,1.155min,。

5

GB/T350652—2023

.

7113静态测试

...

根据湿天然气流量计的测量原理要求在确保管道内气液两相不流动的工况下进行被测湿天然气

,

流量计的静态调试如成像算法静态标定测试用气体和液体的射线吸收率等参数的测定

,、。

712测试流量和测试压力

..

7121实验测试流量点根据被测湿天然气流量计标称工作范围进行确定气相测试点应至少包括

...,

qqq在每个气相流量测试点根据仪表标称的最大液相体积含率L范围内至少选取

min、0.5max、max,fmax0、

LLL为液相体积含率测试点其中液相体积含率为的测试点为单相气体流量测

0.1fmax、0.5fmax、fmax,0

试点

。

7122测试压力宜与实际使用压力一致当测试压力与实际使用压力不一致时不同气相测试流量点

...,,

的测试压力宜不同且最大测试压力P与最小测试压力P的差宜不小于P以考察湿天然气

,maxmin0.15min,

流量计对不同压力工况的适应性湿天然气流量计流量测试评价测试流量点的控制见表

。1。

表1湿天然气流量计流量测试评价测试流量点控制

气相流量点压力液相体积含率

qPLLL

min100.1fmax0.5fmaxfmax

qPLLL

0.5max200.1fmax0.5fmaxfmax

qPLLL

max300.1fmax0.5fmaxfmax

当测试压力P与实际使用压力不一致时不同气相测试流量点的压力分别为PP和P应满足PPP取

,1、23,1≠2≠3,

PP和P中最大值为P最小值为P应满足PPP例如某湿天然气流量计实验室测

1、23max、min,(max-min)/min≥15%。

试压力无法达到现场实际使用的压力针对该湿天然气流量计的个气相测试流量点为33

5.5MPa,350m/h、75m/h、

3可分别在的压力工况下进行测试

150m/h,2.7MPa、2.5MPa、2.3MPa。

7123在测试过程中每个气相流量测试点的实际测试流量与设定流量的偏差应不超过设定流量

...,

的在进行最大气相流量测试点q测试时应不超过q

±10%,max±5%max。

7124在测试过程中每个气相流量测试点工况下不同液相体积含率测试点的实际测试液相体积含

...,,

率与设定液相体积含率的偏差应不超过设定液相体积含率的在进行各气相流量测试点最大液

±20%,

相体积含率L测试时应不超过L

fmax±10%fmax。

7125当湿天然气流量测试装置的液相测试流量不能达到设定气相流量测试点最大液相体积含率

...

L对应的液相流量时该气相流量测试点最大液相体积含率L对应的液相流量可取湿天然气流量

fmax,fmax

测试装置的最大液相流量

。

7126当湿天然气流量测试装置最低的液相测试流量高于设定气相流量测试点最小液相体积含率

...

L对应的液相流量时该气相流量测试点最小液相体积含率L对应的液相流量可取湿天然

0.1fmax,0.1fmax

气流量测试装置最小的液相流量

。

7127每个测试点的测试次数应不少于次每次测试时间不少于

...3,100s。

713测试步骤和数据采集

..

根据确定测试流量和测试压力宜首先对湿天然气流量计进行单相气体流量点测试单相气

7.1.2,,

体流量点测试完成后再进行各单相气体流量点的液相体积含率测试点测试可按照从小至大或从大至

,

小的顺序进行不同液相体积含率测试点的测试流量测试点根据表进行布置具体步骤如下

,1。:

调节湿天然气流量测试装置的气相和液相流量至设定值观察流量稳定监测设备的输出值当

a),,

6

GB/T350652—2023

.

流量稳定监测设备的输出值波动不超过时启动湿天然气流量测试装置和被测湿天然气

±2%,

流量计的数据记录功能采集气相和液相流量的瞬时或累计流量值数据记录周期小于

,1s;

按照和计算被测湿天然气流量计单次测试点的气相相对示值误差和液相相对示

b)8.1.18.1.2

值误差按照公式计算被测湿天然气流量计单次测试点的工况气体体积分数

,(1)