摘要(yào)：整流器作爲氣(qì)體平整裝置，其(qí)作用是将天然(ran)氣的流态從紊(wěn)流變爲平流，從(cong)而使後端标準(zhun)孔闆流量計 的(de)計量更加正确(què)。爲了有效提高(gao)整流器在天然(ran)氣生産中的使(shǐ)用效果、延長其(qí)使用壽命、解決(jue)整流器🚶在天🌈然(ran)氣生産♍與計量(liàng)過程中所面臨(lín)的清洗困難、維(wei)護不🍓便等問題(ti)，以天然氣計量(liang)中具有代表性(xing)的管式整流器(qi)爲研究對象，分(fèn)析了現用管式(shì)整流器🔱在生産(chǎn)過程中的弊端(duan)與不足，針對性(xìng)地提出了解決(jué)方法。研究結👌果(guǒ)表明：經過對現(xiàn)有管式整流器(qì)的優化，克服了(le)傳統整流器拆(chāi)裝工藝繁瑣、作(zuo)業風險高等不(bu)足，提高了現場(chǎng)作業的安全性(xing)⛷️，原創性地研制(zhì)了一種可在線(xiàn)維護🌈的體積流(liú)量計整流器。結(jie)論❄️認爲，所設計(jì)的新型整流器(qi)克服了現有技(ji)術的不📱足，解決(jué)了整流器使用(yòng)過程中拆裝工(gong)藝繁瑣、作業風(fēng)險高等問題，符(fu)合國家規定的(de)使用标準，有效(xiào)提高了整流器(qì)清洗與維護的(de)效率。
0引言
　　天然(ran)氣作爲清潔能(neng)源，其需求量随(suí)着社會的發展(zhan)逐♻️年增大，與之(zhī)相應的是對天(tian)然氣計量的精(jing)度要求高。目前(qián)，天然⭐氣計量廣(guang)泛使用标準孔(kǒng)闆流量計。其原(yuán)理是以流體進(jìn)入孔闆前、後所(suǒ)形成的壓差爲(wei)基礎，通過理想(xiang)流态下的經驗(yan)公式結合數學(xue)模型進行計算(suan)，得🥵出具體數值(zhí)。實際使用過程(cheng)中管内流态是(shì)否能滿足相應(ying)要求是計量精(jīng)度的關鍵😘。通過(guo)前人研究表明(ming)，影響流量🛀計精(jing)度的因素較多(duō)，特别是🍓氣體流(liú)态對計量精度(dù)的影響。現階段(duan)我國所使用的(de)整流器爲固定(ding)式結構，但其存(cun)在較多缺陷，因(yin)💋此提出一種可(ke)在🤟線維護的體(tǐ)積流量計整流(liú)器的設計思路(lu)，其使用、維護方(fāng)🏃便🈲，無需繁瑣的(de)工藝流程，使操(cao)作人員的勞動(dong)強度及作業風(fēng)險得以降低，工(gong)作效率提高的(de)同時還可節約(yuē)生産成本💚。
1固定(dìng)式整流器缺陷(xian)分析
　　整流器爲(wei)氣體平整裝置(zhì)，安裝于标準孔(kong)闆流量計的🈲前(qian)⭕端，其作用是将(jiang)天然氣的流态(tài)從紊流變爲平(ping)流，從而使後端(duān)标準孔闆流量(liang)計的計量更加(jiā)正确📧。目前所使(shi)用的整流器🈲均(jun1)爲固定式結🛀🏻構(gòu)（圖1）。
 
　　整流器在工(gong)作過程中，由于(yú)氣流所攜帶的(de)雜質會使管内(nei)堆積污垢，引起(qǐ)管束内部堵塞(sāi)或半堵塞，易形(xíng)成紊流，使整流(liú)效果變差。通過(guò)對現有固定式(shì)整☁️流器結構及(ji)使🔴用效果分析(xi)，主要存在以下(xià)不足：①維☂️護、清洗(xǐ)時必須要實施(shi)關井、放空、置換(huan)等一系列流程(cheng)倒換及停産斷(duan)氣等操作，工作(zuo)程序繁瑣，不但(dàn)影響氣井的正(zheng)常生産，還影響(xiǎng)對下遊天然氣(qì)用戶的🏒正常供(gòng)氣；②整流器作爲(wei)計量裝置的一(yi)部分，與計量精(jīng)度密切相關，若(ruò)長💁時間不清洗(xǐ)，會降低整流效(xiao)果，使紊流加重(zhong)，影響計量♉的正(zheng)确率，對企業經(jīng)濟效益造成直(zhí)接影響；③若在拆(chāi)卸、更換的過程(cheng)中遇到有毒或(huo)高壓氣流🥵，可能(néng)會對操作人員(yuán)的人身安全造(zao)成💚威脅。
2新型整(zhěng)流器設計思路(lù)與特點
2.1工作原(yuan)理
　　設計改進以(yǐ)分體式閥腔爲(wei)基礎，通過滑闆(pǎn)閥的阻隔将其(qí)分爲上、下兩個(gè)閥腔，并在工作(zuò)中利用齒輪軸(zhóu)逐層傳遞的方(fang)式将整流管（闆(pǎn)）從下閥腔移至(zhi)上閥腔。通過放(fàng)空閥平衡🌂上閥(fá)腔與外界壓力(li)，安全取出整流(liu)管（闆）。在對其清(qing)洗、維護後用相(xiang)同👉方式将其🐆安(an)裝歸位。
2.2結構設(she)計
　　根據國家标(biao)準（GB／T21446-2008）規定，标準孔(kong)闆流量計整流(liu)器分爲兩種：一(yī)種✍️爲🌈管束式，即(jí)整流管；另一種(zhǒng)爲孔闆式，即㊙️整(zheng)流闆。兩者均爲(wèi)固定式安裝模(mó)式。新型整流器(qi)在固定式🔞整流(liú)器結構的基礎(chu)上，以國家♻️标準(zhun)爲依據，利用閥(fa)腔阻隔結構，結(jie)合齒輪♻️傳動原(yuán)理進行設計，使(shǐ)其滿足對管束(shu)式及孔闆式的(de)使用需求（圖2）。
　　裝(zhuāng)置整體爲上、下(xia)雙閥腔式，外部(bu)通過閥體固定(dìng)螺絲✊使其相連(lián)，閥腔内部通過(guò)滑閥的移動上(shang)、下阻隔。整流管(guan)（闆）安放于下閥(fá)腔下部，兩端與(yu)輸氣管道相接(jie)，内部可使氣流(liu)平穩流通。整流(liú)管（闆）兩端外側(cè)設有齒輪槽，下(xia)閥腔底部爲排(pái)污槽，排污槽順(shùn)氣流方向的一(yi)側安裝有排污(wu)閥。下閥腔上部(bu)兩端安裝有齒(chǐ)輪軸，其轉動時(shi)可帶動整流管(guan)（闆）上下移動。上(shàng)閥腔底部爲滑(hua)閥，中部兩端設(she)計有與下閥腔(qiang)相同的🧡齒輪軸(zhou)，其作用是接替(tì)下閥腔齒輪對(duì)整🤟流管（闆）的作(zuò)用，上閥⛷️腔頂部(bu)設計有壓闆、頂(dǐng)闆以及頂絲，作(zuò)用✔️爲密封及固(gu)定整流器頂部(bù)。腔體兩側安裝(zhuang)有輔助設計，如(rú)下閥腔與上閥(fa)腔連接處設有(yǒu)平衡閥及注🌈脂(zhī)口，上閥腔頂部(bù)側面設置有放(fàng)空閥。
 
注：1.輸氣管(guǎn)道；2.排污槽；3.下閥(fá)體；4.下閥腔；5.滑闆(pan)；6.滑闆閥；7.上閥🈲體(tǐ)；8.上閥腔；9.平衡閥(fa)；10.放空閥；11.壓闆；12.頂(dǐng)闆；13.頂絲；14.第一驅(qu)👈動裝置；15.第二驅(qu)動裝置；16.注脂孔(kong)；17.螺栓；18.整流管；19.導(dao)闆齒輪；20.滑闆齒(chi)輪；21.放空閥閥腔(qiāng)；22.平衡閥閥腔
2.3使(shi)用方法
　　裝置工(gong)作前，首先對密(mi)封性進行檢查(cha)，保證其處于安(an)🈲全工作狀态。工(gōng)作時主要包括(kuo)整流管（闆）平穩(wen)提🔞升、整流管（闆(pan)）安全取出以🙇🏻及(jí)整流管（闆）安裝(zhuāng)歸位三❄️個部分(fen)。整流管🧡（闆）平穩(wen)提升：打㊙️開平衡(héng)閥，使上閥腔與(yu)下閥腔連通，從(cóng)而平衡上閥腔(qiāng)與下閥腔内的(de)壓🔴力。其次，打開(kāi)滑闆閥，驅動下(xià)閥腔齒輪💯軸，将(jiāng)整流管🐕（闆）從下(xia)閥腔移📱至上閥(fá)腔，接着關閉滑(hua)闆閥，關閉平衡(heng)閥。整流管（闆）安(ān)全取出：打開放(fang)空閥，上閥體通(tong)過放空通孔與(yǔ)外界大氣連通(tong)，使上閥腔與外(wai)界的壓力平衡(héng)。打開頂絲，取出(chū)頂闆、壓闆。驅動(dòng)上閥腔齒輪軸(zhou)，将整流管（闆）從(cóng)📞上閥腔🧑🏽‍🤝‍🧑🏻取出。整(zheng)流管（闆）安裝歸(guī)位：将整流管（闆(pǎn)）放入上閥腔，驅(qū)動上閥腔齒輪(lún)軸，将整☔流管🏃‍♀️（闆(pan)）下放上閥腔底(di)部爲止。蓋好壓(ya)闆、頂闆，安裝頂(ding)絲，關閉放空閥(fá)。打開平衡閥，使(shi)上閥腔與下閥(fá)腔内的壓力平(píng)衡❓。打開🏃‍♀️滑闆閥(fa)，驅動下閥腔齒(chǐ)輪軸，将整流管(guan)（闆）從上閥腔移(yi)至下閥腔。關閉(bi)滑闆閥，關閉平(ping)衡閥。打開放空(kōng)閥，将上閥腔氣(qi)體放空，确保上(shàng)閥腔内部壓力(lì)♋平穩，最後關閉(bi)放空閥。
2.4性能特(tè)點
　　設計發明的(de)新型整流器的(de)優勢主要在于(yu)提取、安裝整流(liu)管🚶的過程中無(wú)需截斷流體或(huo)置換流體管路(lu)，實現在線維護(hu)整🐕流器。此外，設(she)計驅動裝置使(shǐ)整流管在上下(xià)閥🈲腔内穿🈚梭時(shí)，可實現整流管(guan)兩端同步升降(jiang)，使整流器安裝(zhuāng)與拆卸快捷、簡(jian)便。整個維護🧡過(guò)程可避免高壓(ya)流體給現場操(cao)作人🈲員帶來傷(shang)害，同時也解決(jué)✉️了清洗、更換整(zhěng)流器時需要停(ting)産的問題。
　　通過(guò)上閥腔齒輪軸(zhóu)、滑闆閥、下閥腔(qiang)齒輪軸的配合(hé)就✏️可移動♊管腔(qiang)内的整流管（闆(pan)），取出與安裝歸(gui)位的整個過程(chéng)簡單、平穩🧑🏽‍🤝‍🧑🏻、快捷(jié)，實現了在線維(wéi)護整流器，減少(shao)天然氣或有毒(dú)有⛷️害氣體與操(cao)作人員的接觸(chù)，消除了潛🈲在的(de)危險。
3新型整流(liú)器與固定式整(zhěng)流器實用性對(dui)比
　　新型整流器(qì)較傳統固定式(shi)整流器在清洗(xǐ)時間、清洗方式(shi)、作業方式、計量(liang)精度影響以及(ji)操作的安全✂️性(xìng)方面具有更好(hao)的效果，提高工(gōng)作效率的同時(shí)，對作業期間的(de)安全性也有了(le)明顯保障💞（表1）。同(tóng)時，根據相關管(guan)理規定，計量設(shè)備需在半年内(nèi)清洗、維護，但受(shou)實際生産條件(jian)的限制，難以達(dá)到管理規定要(yào)求✌️，新型整流器(qi)☂️設計的提出，可(kě)有效解決無法(fa)按期清洗維護(hu)的✔️問題。
 
4經濟效(xiao)益分析
　　固定式(shì)整流器從停産(chǎn)斷氣開始完成(chéng)一套清洗流程(cheng)一般需要👈約4h，根(gēn)據要求每半年(nián)需清洗一次。清(qing)洗過程中無法(fǎ)持續生産，會影(yǐng)響天然氣銷售(shòu)量以及🌈用戶用(yòng)氣。以單井日産(chan)量爲30×104m³計算，天然(ran)氣出廠價按1.548元(yuán)／m³（含稅及管輸費(fei)）計算，清洗一次(ci)影響天🐪然氣銷(xiao)售量約爲5×10104m³，損失(shi)銷售額達7.74萬元(yuan)，全年合計則爲(wei)15.48萬元。若按照油(yóu)氣田全年生産(chǎn)天然氣量爲300×108m³計(jì)算，由于㊙️清洗影(ying)響全年天然氣(qi)銷售量達2700×10104m³，損失(shī)銷售額約爲4000萬(wan)元。
　　對于低壓低(di)産積液氣井，年(nian)度産氣量約爲(wèi)5×108m³，一旦氣💞井關📧井(jing)将有可能不能(neng)複産，需要氣舉(jǔ)增壓機等措施(shī)輔助複産，預🌏計(jì)年度因✌️實施複(fú)産措施而減産(chǎn)的天然氣産量(liang)約爲500×104m³，損失🔞的價(jià)值約爲770萬元。若(ruò)采用新型整流(liú)器，預計可有效(xiào)解決上🌈述兩項(xiang)問題，減少企業(ye)經濟效益損失(shī)。
5結論
1）通過查閱(yuè)整流器相關資(zi)料，發現并總結(jie)了目前國内現(xian)有❤️固🙇‍♀️定式整流(liu)器的缺點與不(bu)足。
2）經過對現有(you)固定式整流器(qì)設計的優化，原(yuan)創性地🙇🏻設計了(le)📱一種可在線維(wei)護的體積流量(liàng)計整流器。克服(fú)了傳統整流✉️器(qì)拆裝工🤞藝繁瑣(suǒ)、作業風險高等(deng)不足，在實現可(ke)在線清洗🧑🏽‍🤝‍🧑🏻、維護(hù)的同時提高了(le)現場作業的安(ān)全性。
3）雖然所設(shè)計的裝置暫未(wei)在氣田現場進(jin)行實際應用，但(dàn)目前已通過國(guó)家石油天然氣(qì)大流量計量站(zhàn)成都分站的檢(jian)測，表明該🙇‍♀️設計(jì)符合國家規定(dìng)的使用标準，後(hou)期将會結合❓現(xian)場實際應用效(xiào)果進一步優化(huà)。

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