摘 要：为适应油田原油计量的需要，提出了一种质量流量计计量系统，介绍了质量流量计系统的工作原理和特点，分析了质量流量计的连接方式，结合HART协议控制原理，设计了现河采油厂原油分队计量系统，介绍了实际运行中应注意的事项和故障处理，实际运行表明此技术提高了原油计量的运行效率，节省了劳动强度，在一定程度上提高了现河采油厂原油分队计量自动化水平。

关键字：质量流量计HART协议故障处理

    目前胜利油田现河采油厂使用的多种质量流量计主要有：Rosemount公司的CMF系列、Yokogawa公司的Rcct系列和厦门宏控HK-CMF系列质量流量计。现河采油厂年产162万吨石油，为了分清各队之间原油产量情况，对相应计量仪表设备进行了更新改造，质量流量计设备无需压力、温度补偿，使该厂实际测量精度达到±0.1%，既满足了生产需要又实现了分队计量。现根据流量计的技术性能要求以及实际应用经验，介绍流量计的应用技术和维修方面的内容。

    1 质量流量计的特点

    质量流量计测量系统根据科里奥利原理制成，适用于所有过程技术分支中的大范围连续流量测量应用。

    系统由两部分组成：检测器和转换器。检测器直接测量质量流量，并将其转换为电信号，转换器处理电信号并输出下述值：质量流量，与介质属性无关，如密度、温度、粘度，流体密度，流体温度。

    适用范围：测量液体、含固体的液体、多相混合物；测量气体（受密度和压力损失限制）；测量混合物中各物质浓度；同时测量质量流量、密度、温度、流量、累计质量和体积；连接控制器和工艺控制系统；2个模拟量输出；2个被动脉冲输出／状态输出；一个状态输入。

    质量流量计不仅能直接测量和显示被测介质的温度和密度，还可显示被测介质的质量流量，后者与被测介质的其他参数如密度、温度、压力和流动状态无关。

    其主要特点有：精确度大于0.1级一般为±0.1%；内部无可动件，良好的稳定性；量程比宽，无机械传动机构，体积极小，重量轻，便于维护；配合数字化显示仪表，方便直观地得到流体在线测量值及流体温度、密度等参数。

    采油厂采用质量流量计分队计量，经过多年努力和实际运行，到目前为止我厂所采用的Rosemount和Yokogawa质量流量计均使用正常，精度在±0。1%以内，满足了生产要求，同时也积累了使用质量流量量计的一些经验。

    2 质量流量计的连接

    如果与仪表间最小负载阻抗为230欧姆，HART通信装置可与来自控制室、ROTAMASS站点或回路中任何其他配线端点的ROTAMASSRCCT-F3通信。

    通信线规格：负载阻抗：230Ω-600Ω；最小电缆尺寸：24AWG；电缆类型：单对屏蔽或多对全部屏蔽；最大双绞线长度：
6500ft（2000m）；最大复合双绞线长度：3200ft（1000m）。

    质量流量计HART输出四个参数温度、密度、流量、累积流量经过HART模块转换成标准的MODBUS协议输出，经过485-232转换进入计算机，进行组态实现自动计量，数据分析远传。与以往PLC控制相比结构简单故障少易于操作，是一种较新自控技术，应用范围广。

    3 使用注意事项

    质量流量计在应用时总体上较简单，只要安装正确，经过简单的调试即可投用。在日常使用中，只需定期对仪表零点进行调整，平时几乎不需要维护，使用时需注意下列事项。

    （1）设计时要针对具体情况选用合适的流量计，特别要对流体性质了解清楚，如流量、温度、压力、密度、粘度等，根据这些情况选用合适仪表。另外，要使用质量信誉较好公司的产品，确保应用良好。安装地点应该在调节阀前，确保流量计两端有一个足够剂量的压差，保证流量计连续计量，避免误差。

    （2）质量流量计应用成功与否，与安装有直接的关系。以下图示左边是正确的安装方法，右边是错误安装。

    除正常安装要求外，要特别注意减少震动影响，因为质量流量计是基于振动原理工作的，外加振动会引入干扰。可以采取如加固定墩等办法来克服振动干扰。

    （3）安装时必须在质量流量计前加装篮室过滤器，避免造成流量计内管路堵塞。

    （4）仪表投用时要严格按照出厂校验单的数据对仪表进行初始化，这也是保障测量准确的前提。

    （5）仪表使用过程中在使用条件下有必要进行准确的零点标定。重点是对零点进行在线标定，仪表投运后进行了几次标定，从结果上看都存在零点漂移问题，其漂移量虽然不影响其实际精度，但也造成了一定计量误差。不同产品零点稳定度如表1所示。

    （6）一定要避免超过使用仪表范围的情况发生，这会引起仪表测量精度的下降，严重时会导致仪表损坏。

    （7）质量流量计精度高，其价格也高，这就要求对其精心维护，如给其配备高质量的稳压电源，信号防磁措施等。

    （8）防止人为断电和拆线。解决办法是有仪表箱的上锁，专人负责管理；设计者应考虑上述问题，把此类问题列入设计范畴。

    4 质量流量计故障处理

    平时测量油水分离器油路输出时，经常出现气液两相，这大部分是由于工艺造成的，因而检查仪表故障前，应先调试工艺情况，另外仪表本身的常见故障及处理方法如表2。

    5 结束语

    在质量流量计广泛使用HART、MODBUS等一系列通讯协议的今天，在油田油水计量日益重要的时候，质量流量计得到了广泛
的使用，从中发挥了重要的计量作用。在采用质量流量计组成的计量系统中，满足了不同流量下对油水含量的计量，实现了原油中含水率的计算，提高了采油厂原油自动计量水平，满足了分队计量的要求。