что такое градуировка расходомера

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Градуировка расходомера РГД-3 показала, что его рабочие характеристики практически не зависят от смещения прибора относительно оси скважины, в связи с чем необходимость в применении центратора отпадает. [3]

Общая градуировка расходомера для обоих противоположных направлений может иметь место только при строго симметричном расположении термометров и нагревателей. [4]

Градуировку расходомеров объемным способом производят в следующем порядке. [6]

Градуировку расходомеров или сужающих устройств с помощью напорных трубок проводят в тех случаях, когда ее невозможно провести объемным способом. [7]

Оптимальным вариантом градуировки расходомеров для условий Вук-тыльского НГКМ ( ртах 6 МПа) являлось создание стенда с использованием в качестве источника газа магистрального газопровода, проходящего через Вуктыл. В этом случае снималась проблема отдельного мощного компрессора и предварительной осушки газа, так как тюменский газ в газопроводе имеет давление около 7 0 МПа и осушен до товарной кондиции. Немаловажным фактором является высвобождение обустроенных производственных площадей в подразделениях ВГПУ, обусловленное естественным снижением уровня добычи газа на Вуктыльском НГКМ, и наличие технологических установок, которые могут быть использованы для создания газовых потоков с нормированными характеристиками, например стенда для испытания струйных аппаратов, имеющего смеситель газа и жидкости. [9]

Заключительным этапом градуировки расходомеров является математическая обработка опытных результатов, преследующая несколько целей. [11]

Наиболее точно градуировку расходомеров можно осуществить весовым или объемным методом на стационарных испытательных установках. Но таких установок, к сожалению, еще очень мало, а пропускная способность их недостаточна для градуировки расходомеров большой пропускной способности. [12]

Поверку и градуировку расходомеров для безнапорных потоков приходится, как правило, проводить на месте их установки, в связи с чем нет возможности использовать те образцовые раеходомерные установки, которые приняты для расходомеров, устанавливаемых IB напорных системах. [13]

Источник

Особенности градуировки и поверки расходомеров.

При градуировке и поверке расходомеров приходится сталкиваться с рядом проблем. Они связаны с необходимостью поддержания на постоянном фиксированном уровне целого ряда параметров, от которых зависит определяемое значение массового или объемного расхода. Это температура, плотность и давление среды, на которой проводится градуировка (тарировка). Особые сложности возникают для двухфазных потоков и для сжимаемых жидкостей.

Стандартными градуировочными средствами для расходомеров служат: вода — для ротаметров, предназначенных для измерения расхода жидкости, и воздух — для ротаметров, измеряющих расходы газов. Такая укоренившаяся практика градуировки ротаметров на стандартных средах и при условиях, указанных в стандарте, позволяет легко организовать поверку ротаметров, ибо вода и воздух имеются всегда в наличии.

Градуировку ротаметров можно производить и на рабочих средах при условиях, соответствующих действительным, т. е. реальным. Однако в этом случае также необходимо иметь стандартную градуировочную характеристику на воде или воздухе для облегчения организации поверки.

Температура градуировочной среды указывается в технических требованиях и обычно равна 20±5°С. Изменение температуры градуировочной среды и окружающего воздуха в процессе градуировки должно быть не более 1 °С, так как при этом физические свойства среды изменяются на незначительную величину.

Градуировочные устройства (гидростенды) имеют ряд особенностей. В разделе I было показано, что задачами УС при градуировке являются, во-первых, воспроизведение состоятельной модели измеряемой единицы (в данном случае расхода) и, во-вторых, измерение параметров этой модели. Процесс моделирования расхода на УС, таким образом, распадается на фазы воспроизведения и измерения, чего не наблюдается при моделировании расхода на установках косвенного воспроизведения расхода по количеству жидкости и времени.

Рис. 40 Классификация УС

Классификация УС (рис. 40). На первом месте стоит дифференциация УС по способу воспроизведения расхода. В соответствии с этим принципом УС разделяются на:

— проточные, в которых расход воспроизводится обычным образом путем пропускания жидкости через трубопровод (магистраль), где последовательно установлены испытываемый и образцовый расходомеры;

— имитационные, в которых испытываемый и образцовый расходомеры одновременно и с одной и той же скоростью перемещаются (буксируются) в неподвижной жидкости.

По второму признаку — структуре образцового расходомера проточные УС подразделяются на последовательные и параллельные.

Названия эти условны и означают, что в последовательных УС образцовый расходомер состоит из одного или нескольких последовательно установленных первичных преобразователей, имеющих один и тот же диапазон измерений и дублирующих друг друга. В параллельных УС в качестве образцового расходомера применяют набор параллельно включенных первичных преобразователей, сумма верхних пределов измерений которых образует верхний предел измерений образцового расходомера. Для имитационных УС дифференциация по структуре образцового расходомера не имеет смысла, на что указывает отсутствие связей на рис. 40.

По третьему признаку — способу представления воспроизводимого расхода — УС подразделяются на объемные и массовые, что определяется типом первичных преобразователей образцового расходомера. Указанная классификация остается в силе также в тех случаях, когда в УС имеется средство измерения плотности жидкости, по показаниям которого возможен пересчет объемного расхода в массовый и наоборот. Подавляющее большинство действующих проточных УС являются объемными, а имитационные массовые УС пока вообще не применялись, хотя в принципе они возможны.

Четвертым классификационным признаком УС служит наличие разделительной жидкости. При наличии такой жидкости УС является двухсредовой: в рабочей жидкости работает испытываемый расходомер, в разделительной — образцовый. Имитационные УС в настоящее время выполняются только односредовыми, хотя использование двух сред с различными физическими свойствами, а главное — с различной степенью агрессивности, имеет определенный смысл и будет рассмотрено как перспективное при описании схем имитационных УС.

Деление по последующим классификационным признакам является второстепенным, поскольку отражает различия отдельных элементов УС. Так, по пятому признаку — степени автоматизации — УС бывают автоматизированными и полуавтоматизированными. В первых осуществляется программное управление запорными органами и системой опроса образцового и испытываемого расходомеров, а также (в имитационных УС) режимом перемещения расходомеров, во вторых УС управление осуществляется операторами с пульта управления.

Два последних классификационных признака специфические: один из них — способ создания напорного потока — имеет смысл только для проточных УС, которые, таким образом, подразделяются на наносные и вытеснительные, а другой — форма движения — относится только к имитационным УС, которые в этом смысле могут быть вращательными и поступательными.

ПРИБОРЫ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧКСТВА И РАСХОДА ЖИДКОСТЕЙ.

Источник

Добыча нефти и газа

нефть, газ, добыча нефти, бурение, переработка нефти

8.3. Основы градуировки и поверки расходомеров

Основы градуировки расходомеров. Между измеряемым расходом Q (М) и показаниями П любого расходомера существует зависимость, ха­рактеризуемая его уравнением измерений (статической характеристикой преобразования). В общем случае коэффициенты, входящие в зги урав­нения, зависят как от конструктивных параметров расходомеров, так и от физико-химических свойств измеряемой среды. В подавляющем боль­шинстве случаев рассчитать с достаточной для практических целей точ­ностью значения этих коэффициентов чисто аналитическим путем невоз­можно. Кроме того, из-за отсутствия полного геометрического подобия элементов эти коэффициенты различны для разных расходомеров одной конструкции и одного типоразмера (исключение составляют лишь стан­дартизованные типы расходомеров переменного перепада давления, для которых геометрическое подобие, а следовательно, и возможность кос­венной градуировки обеспечивается стандартизованной технологией из­готовления и производственного контроля сужающих устройств). Поэто­му большинство существующих расходомеров индивидуально градуиру­ют с помощью описанных выше расходомерных установок.

Целью градуировки является количественное определение зависи­мости между измеряемым расходом и показаниями расходомера и пред-

ставление этой зависимости в виде уравнения, таблицы, графика или оцифрованных в ециницах расхода делений шкалы градуируемого рас* ходомера.

Процесс градуировки состоит в следующем: регулировочным уст­ройством устанавливают определенный расход на установке, затем од­новременно точно измеряют расход на установке и снимают показания градуируемого расходомера. Эту операцию повторяют многократно на различных расходах.

Имея совокупность определенных на установке расходов и соответ­ствующих им показаний расходомера, можно определить искомую градуировочную зависимость и аппроксимировать значения расхода на всю шкалу прибора и весь диапазон измерений.

Поскольку вид градуировочной зависимости, как правило, известен, он характеризуется уравнением измерений расходомера; необходимые для количественной оценки и аппроксимации расчеты проводят спосо­бом наименьших квадратов.

где п — число неизвестных коэффициентов, которые определялись при градуировке; бу — погрешность градуировочной установки, оцененная при ее метрологической аттестации.

Для индивидуально градуируемых приборов (каковыми являются расходомеры) процедура градуировки (нахождение числа градуировоч-ных точек, их номинальных значений, числа измерений на каждой точке, характеристик средств градуировки) должна регламентироваться в нор­мативно-технической документации на эти приборы.

Основы поверки расходомеров. Существуют два технологических процесса поверки расходомеров: поверка на образцовых расходомерных установках и поэлементная поверка.

На образцовых расходомерных установках осуществляется поверка индивидуально градуируемых расходомеров. Процесс поверки при этом сводится к сравнению расхода Qa, измереннного с помощью установки, с показаниями расходомера (при том же расходе) Qp, определенными по шкале прибора или по его градуировочной зависимости/(Л).

Если значение разности (Q— бд) на всех поверяемых точках (пове­рочных значениях расхода) не превосходит определенного нормирован­ного классом точности или предельной относительной погрешностью рас­ходомера значения, результаты поверки считают положительными, а при­бор — пригодным для использования. В противном случае, прибор необ­ходимо переградуировать.

Процедура и методика проведения поверочных операций (определе­ние числа и значения поверяемых точек, числа измерений на каждой точ-

ке, точности средств поверки и др.) определяются поверочной схемой, точностью поверяемого расходомера, допустимыми вероятностями бра­ка поверки (вероятностью забраковать заведомо годный прибор и ве­роятностью пропустить негодный прибор) и регламентируются в соот­ветствующей нормативно-технической документации.

Поэлементный способ применяют при поверке расходомеров пере­менного перепада давления. При этом методе образцовые расходомер-ные установки не нужны; сужающее устройство и дифманометр поверя­ют отдельно.

При поверке сужающего устройства необходимо:

проверить правильность расчета сужающего устройства

убедившись в правильности расчета, измерить диаметр сужающего устройства. Диаметр цилиндрической части отверстия диафрагмы изме­ряют не менее, чем в четырех диаметральных направлениях, а сопла и со­пла Вентури — в двух поперечных сечениях и не менее, чем в четырех даиметральных направлениях. Погрешность измерений не должна пре­вышать 1/3 допуска на диаметр;

проверить соответствие действительного (измеренного) диаметра су­жающего устройства расчетному;

установить нормальное техническое состояние сужающего устройст­ва, т. е. проверить остроту входной кромки диафрагмы или геометрию профильной части отверстия сопла, плоскостность входного торца и чис­тоту поверхностей сужающего устройства и установить отсутствие за­усенцев и зазубрин на кромках входного отверстия.

Для поверки дифманометров используют различные образцовые манометрические устройства и установки,

Контрольный вопрос № 16

На весовой расходомерной установке поверяли электро­магнитный расходомер. Поверку проводили на воде. При этом было принято, что плотность воды постояннаиравнаО,9997г/см’. По результатам поверки расходомер был забракован, так как показания установки превышали показания прибора на недо­пустимо большое значение. После поверки было обнаружено, что вода на установке в процессе опыта сильно насыщалась воз­духом.

Необходимо ли повторно поверять прибор- или можно оставить в силе выводы о его метрологической негодности?

Если Вы решите, что необходимо повторно поверить расхо­домер, загляните на с. 228, если же Вы решите, что в этом нет необходимости — см. с. 237.

Источник

Способ градуировки расходомеров

Владельцы патента RU 2259543:

Через последовательно установленные в эталонном трубопроводе образцовый расходомер и градуируемый тепловой расходомер подают регулируемый по расходу поток рабочей среды. Предварительно определяют коэффициент кинематической вязкости рабочей среды и положение датчика градуируемого расходомера в эталонном трубопроводе. Фиксируют показания Q э _i образцового расходомера и соответствующие показания N_i на выходе аналого-цифрового преобразователя градуируемого расходомера при каждом расходе. Устанавливают градуируемый расходомер в рабочий трубопровод и определяют положение его датчика. Для каждого из зафиксированных показаний N_i вычисляют расход Q p _i в рабочем трубопроводе на основании средней скорости потока среды при расходе Q p _i. По полученным парам значений Q p _i и N_i строят градуировочную характеристику. Изобретение позволяет градуировать на эталонной установке расходомеры, предназначенные для работы в условиях турбулентного потока на трубопроводах, диаметр которых отличается от диаметра эталонного трубопровода. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для аттестации, градуировки и поверки тепловых расходомеров при их установке в трубопроводе эталонного диаметра, предназначенных для работы в условиях турбулентного потока жидкостей и газов в различных трубопроводах, отличающихся по диаметру от эталонного.

Данный способ определения расхода жидкости в трубопроводе большого диаметра также, как и заявляемый способ градуировки расходомеров, предназначен для определения расхода среды в трубопроводе, отличающемся по диаметру от трубопровода, на который рассчитан расходомер, и включает измерение расхода среды. Однако отсутствие подачи регулируемого по расходу потока среды, расход которой измеряется, через последовательно установленные в эталонном трубопроводе образцовый и градуируемый расходомеры и образцовую установку подачи рабочей среды, фиксации показаний образцового расходомера и соответствующих им показаний на выходе аналого-цифрового преобразователя градуируемого расходомера при каждом из «n» стабильных значений расхода среды из диапазона измерения градуируемого расходомера, определения коэффициента кинематической вязкости среды, расход которой измеряется, и положений датчика градуируемого расходомера в эталонном и рабочем трубопроводах относительно их внутренних стенок, вычисления для каждого из зафиксированных показаний на выходе аналого-цифрового преобразователя градуируемого расходомера расхода среды в рабочем трубопроводе по приведенным формулам не позволяет построить градуировочную характеристику для использования градуируемого расходомера в трубопроводах, отличающихся по диаметру от того, на который он расчитан без пересчета, изготовления, установки и градуировки новой отводной линии.

Известен способ градуировки первичных преобразователей расхода типа «осредняющая напорная трубка» (А.с. СССР №1425456, кл. G 01 F 25/00, БИ №35, 1988), заключающийся в определении градуировочного коэффициента по результатам измерения скорости потока в дискретных точках и величины перепада давления в трубке, при этом скорость потока измеряют в местах расположения отверстий отбора давления у осредняющей напорной трубки, затем формируют соосно с этими отверстиями свободные струи со скоростями, равными измеренным, после чего измеряют перепад давления в трубке и рассчитывают градуировочный коэффициент.

Данный способ градуировки первичных преобразователей расхода типа «осредняющая напорная трубка» также, как и заявляемый способ градуировки расходомеров, предназначен для определения расхода среды в трубопроводе, отличающемся по диаметру от трубопровода, на который рассчитан расходомер, и включает измерение скорости потока среды. Однако отсутствие подачи регулируемого по расходу потока среды, расход которой измеряется, через последовательно установленные в эталонном трубопроводе образцовый и градуируемый расходомеры и образцовую установку подачи рабочей среды, фиксации показаний образцового расходомера и соответствующих им показаний на выходе аналого-цифрового преобразователя градуируемого расходомера при каждом из «n» стабильных значений расхода среды из диапазона измерения градуируемого расходомера, определения коэффициента кинематической вязкости среды, расход которой измеряется, и положений датчика градуируемого расходомера в эталонном и рабочем трубопроводах относительно их внутренних стенок, вычисления для каждого из зафиксированных показаний на выходе аналого-цифрового преобразователя градуируемого расходомера расхода среды в рабочем трубопроводе по приведенным формулам ведет к повышенной трудоемкости известного способа и не позволяет построить градуировочную характеристику для использования градуируемого расходомера в трубопроводах, отличающихся по диаметру от того, на который он рассчитан.

Наиболее близким по технической сущности является способ градуировки счетчика жидкости и газа (Патент РФ №2010185, кл. G 01 F 25/00, БИ №5, 1994), заключающийся в подаче потока рабочей среды через последовательно соединенные поверяемый и контрольный счетчики и образцовую трубопоршневую установку и сличении показаний шкалы контрольного счетчика и образцовой трубопоршневой установки и шкал поверяемого счетчика с контрольным, при этом предварительно подают потоки эталонных сред с различными физическими характеристиками в полном диапазоне шкалы контрольного счетчика, сличают показания этой шкалы со шкалой образцовой трубопоршневой установки и фиксируют семейство градуировочных характеристик контрольного счетчика, подачу рабочей среды через последовательно соединенные поверяемый и контрольный счетчики и образцовую трубопоршневую установку производят в узком диапазоне шкалы контрольного счетчика и определяют текущие значения коэффициентов поверяемого и контрольного счетчиков и устанавливают соответствие последнего градуировочной характеристике из фиксированного семейства, а исследование поверяемого счетчика в полном диапазоне его шкалы производят при подаче потока рабочей среды по обводной линии образцовой трубопоршневой установки.

Данный способ градуировки счетчика жидкости и газа также, как и заявляемый способ градуировки расходомеров, включает подачу регулируемого по расходу потока среды, расход которой измеряется, через последовательно установленные в эталонном трубопроводе образцовый (контрольный) и градуируемый расходомеры и образцовую установку подачи рабочей (образцовую трубопоршневую установку) среды, фиксацию показаний образцового расходомера и соответствующих показаний на выходе аналого-цифрового преобразователя градуируемого расходомера при каждом из «n» стабильных значений расхода среды из диапазона измерения градуируемого расходомера и построение градуировочной характеристики градуируемого расходомера. Однако отсутствие определения коэффициента кинематической вязкости среды, расход которой измеряется, и положения датчика градуируемого расходомера в эталонном и рабочем трубопроводах относительно их внутренних стенок, вычисления для каждого из зафиксированных показаний на выходе аналого-цифрового преобразователя градуируемого расходомера расход среды в рабочем трубопроводе по приведенным формулам ограничивает функциональные возможности известного способа, предназначенного для градуировки и поверки расходомеров, устанавливаемых только в трубопроводах одного диаметра, а градуировку и поверку расходомеров, предназначенных для работы на трубопроводах, диаметр которых отличается от диаметра трубопровода эталонной установки, по данному способу нельзя осуществить.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача расширения функциональных возможностей способа градуировки расходомеров путем получения возможности проводить на эталонной установке градуировку расходомеров, предназначенных для работы на трубопроводах, диаметр которых отличается от диаметра эталонного трубопровода.

Поставленная задача решается тем, что в способе градуировки расходомера, заключающемся в подаче с «n» стабильными значениями расхода из диапазона измерения градуируемого расходомера потока рабочей среды, расход которой измеряется градуируемым расходомером через последовательно установленные в эталонном трубопроводе образцовую установку подачи рабочей среды и образцовый и градуируемый расходомеры, фиксации показаний Q э _i (i=1,2. n) образцового расходомера и соответствующих показаний N_i на выходе аналого-цифрового преобразователя градуируемого расходомера при каждом расходе из «n» значений и построении градуировочной характеристики по полученным парам значений Q_i э и N_i, согласно изобретению дополнительно определяют коэффициент кинематической вязкости ν рабочей среды и положение y_э датчика градуируемого расходомера в эталонном трубопроводе относительно его внутренней стенки, устанавливают градуируемый расходомер в рабочий трубопровод, определяют положение y_р датчика градуируемого расходомера относительно внутренней стенки рабочего трубопровода, вычисляют для каждого из зафиксированных показаний N_i расход Q p _i среды в рабочем трубопроводе по формуле

На чертежах приведены:

Эталонная градуировочная установка, реализующая предлагаемый способ, состоит из входного трубопровода 1, предназначенного для подачи среды, расход которой должен измеряться, образцовой установки подачи рабочей среды, регулируемой по расходу, 2, эталонного трубопровода 3, образцового расходомера 4, который установлен в эталонном трубопроводе 3, градируемого расходомера 5, который также установлен в эталонный трубопровод 3 последовательно с образцовым расходомером 4. При установке расходомера 4 или 5 в трубопровод его датчик устанавливается по радиусу трубы трубопровода.

Предлагаемый способ градуировки расходомеров предназначен для градуировки и поверки расходомеров, работающих в условиях турбулентного потока, которые устанавливаются в трубопроводы (рабочие трубопроводы), диаметры которых отличаются от диаметра эталонного трубопровода, на котором проводят первичную градуировку расходомера.

При этом местная скорость потока среды в точке, находящейся на расстоянии у от внутренней стенки трубопровода, и средняя скорость потока среды связаны следующим соотношением:

— число Рейнольдса;

При интегрировании и выполнении других расчетов используется только значение W для y₀≤ y≤R, так как для известных тепловых датчиков значение y₁≫y₀.

После интегрирования получаем следующее выражение для усредненной местной скорости:

где

Способ градуировки расходомера реализуется следующим образом.

Предварительно определяют коэффициент кинематической вязкости среды, расход которой измеряется, и диапазон измерения расхода среды градуируемого расходомера в эталонном трубопроводе. Коэффициент кинематической вязкости среды, расход которой измеряется, определяют либо путем измерения, если имеется соответствующий прибор, либо определяют лабораторным путем состав среды, по которому по справочнику определяют этот коэффициент.

Диапазон измерения расхода градуируемого расходомера в эталонном трубопроводе определяют исходя из диапазона изменения расхода среды в рабочем трубопроводе по формулам

В диапазоне измерения расхода среды в эталонном трубопроводе выбирают «n» значений расхода Q₁, Q₂. Q_n, распределенных, например, равномерно в диапазоне.

где

где

Способ градуировки расходомера, заключающийся в подаче с n стабильными значениями расхода из диапазона измерения градуируемого расходомера потока рабочей среды, расход которой измеряется градуируемым расходомером, через последовательно установленные в эталонном трубопроводе образцовую установку подачи рабочей среды и образцовый и градуируемый расходомеры, фиксации показаний образцового расходомера и соответствующих показаний N_i на выходе аналого-цифрового преобразователя градуируемого расходомера при каждом расходе из n значений, и построении градуировочной характеристики по полученным парам значений и N_i, отличающийся тем, что дополнительно определяют коэффициент кинематической вязкости ν рабочей среды и положение y_э датчика градуируемого расходомера в эталонном трубопроводе относительно его внутренней стенки, устанавливают градуируемый расходомер в рабочий трубопровод, определяют положение y_p датчика градуируемого расходомера относительно внутренней стенки рабочего трубопровода, вычисляют для каждого из зафиксированных показаний N_i расход среды в рабочем трубопроводе по формуле

,

Источник