摘要：普光氣田屬于高含硫氣田，具有“三高一深”的特點，天然氣具有壓力高、流量大、含有大量液固體雜質(zhì)的特點，常堵塞高級孔板閥和孔板流量計引壓管線，計量不準(zhǔn)確，還帶來很多不安全因素，為此改用了超聲波流量計。針對超聲波流量計常存在示值不穩(wěn)定和計量偏低的問題，開展了一系列的實驗工作，嘗試引入了抗噪膜，并進行了補償參數(shù)優(yōu)化，有效的解決了示值不穩(wěn)定和計量偏低的問題，達到了超聲波流量計的可靠性和穩(wěn)定性，大大提高了普光氣田酸氣計量的準(zhǔn)確度。

普光氣田是我國規(guī)模較大、豐度較高的特大型整裝海相氣田，天然氣組分中H 2 S平均含量為14.93%，CO 2 平均含量為9.57% [1] 。由于酸氣具有壓力高、流量大、介質(zhì)含有液固體雜質(zhì)，介質(zhì)成分復(fù)雜，單質(zhì)硫、殘酸等雜質(zhì)沉積經(jīng)常堵塞孔板流量計的孔板閥和引壓管，解堵清洗工作頻繁，且工作量大，不僅影響計量的準(zhǔn)確性，其較強的腐蝕性還縮短了設(shè)備的使用壽命，大大增加了人員H 2 S中毒的危險系數(shù) [2] 。因此，普光氣田改用了雙通道直射式時差法外夾式超聲波流量計。超聲波流量計受單質(zhì)硫、壓井液等雜質(zhì)的影響較小，波動幅度小，計量數(shù)據(jù)曲線更加接近于配產(chǎn)，而且維護方便，危險性小等特點 [3] ，更加適合普光氣田的工況，但經(jīng)過一段時間的試用，但是仍然存在示值不穩(wěn)定和計量偏低的情況。

1 問題分析及措施探索

普光氣田大灣區(qū)塊選用的是國外某公司外夾式超聲波流量計，變送器型號為FUS1010 通用型，換能器選用的是雙聲道高精度型。采用兩組換能器平行直射式安裝，形成兩組數(shù)據(jù)反饋通道，變送器把兩組通道的數(shù)值進行平均對比，減少了誤差，增強了精度。超聲波流量計在使用了數(shù)月后出現(xiàn)示值不穩(wěn)定和計量偏低的情況。為此，開展了一系列的研究工作，嘗試增加粘貼抗噪膜，并進行計量參數(shù)優(yōu)化，有效的解決了存在的問題。

2 抗噪膜技術(shù)的使用

由于普光天然氣輸送為濕氣混輸，且高含硫化氫，在高壓高溫節(jié)流降溫后很容易析出大量硫磺顆粒，造成聲波散射，雜亂的聲波通過管壁傳遞到配對探頭上，反射和散射形成的雜波產(chǎn)生噪音，影響信噪比，導(dǎo)致計量數(shù)據(jù)偏低 [3] ，為此在換能器和管壁之間涂抹耦合劑后，增加粘貼了抗噪膜。

2.1 厚度計算

抗噪膜主要作用是過濾反射波，保留透射波，同步與信號相差二分之一周期管道噪音。對信號波所在頻率附近有較好的通透性，能夠吸收該頻率附近的雜波 [3] 。在抗噪膜的選擇上，抗噪膜的厚度按四分之一聲長選擇，而對應(yīng)的頻率采用探頭的中間頻率。

超聲波在流體中的聲速，在初始安裝的時候，根據(jù)換能器在管道內(nèi)發(fā)射超聲波會自動得出，根據(jù)CC129 參數(shù)規(guī)范可知每張抗噪膜的厚度是0.027英寸，換算成毫米為0.69mm。

2.2  抗噪膜技術(shù)的應(yīng)用

反射式安裝前波形圖凌亂，信噪比只有5：1，根據(jù)超聲波工程應(yīng)用經(jīng)驗，正常情況下信噪比必須大于10：1，才能進行準(zhǔn)確計量 [3] 。在改為直射式、添加3層CC129抗噪膜后信號強度得到增加，信噪比得到提高。安裝后波形變化如圖1。

3 流量補償參數(shù)的優(yōu)化

通過與加熱爐高級孔板閥及氣井配產(chǎn)之間進行流量對比，發(fā)現(xiàn)超聲波流量計始終存在流量偏小的問題。通過表1可知，每天要低4-5萬方/天左右。

3.1 AGA8補償參數(shù)優(yōu)化

在用超聲波流量計算機具有處理AGA8補償信息的功能，能將組分告知FUG1010變送器，可以支持與分析儀表的通訊，雖然氣體組分存在實時變化，但是變化范圍不大。因此采用加密分析氣體組分進行修正組分參數(shù)，從而修正壓縮因子進行流量補償是較好的的方法。

AGA8基于美國天然氣協(xié)會8號報告允許氣體組分發(fā)生變化，并給出了氣體組分發(fā)生變化時氣體實際密度（Kg/M 3 ）與壓縮因子Z f 的變化情況，然后利用該值可以計算質(zhì)量流量，或者標(biāo)準(zhǔn)體積流量 [4] 。因此通過DV軟件建立與FUG1010變送器的通訊，將得到的大灣區(qū)塊氣體組分參數(shù)、實際溫度和壓力補償參數(shù)輸入到變送器，得到實際壓縮因子，從而修正流量計量結(jié)果。

3.2 補償功能應(yīng)用

在完成氣體組分分析后，修改參數(shù)設(shè)置，重新激活超聲波流量計AGA8流量補償功能，超聲波流量計1通道流量提高了0.13萬方，2通道提高了0.31萬m 3 ，平均流量計提高0.21萬m 3 ，每天平均流量提高4.42萬m 3左右，與外輸流量計進行計量比對，計量差值大大降低，更加接近實際配產(chǎn)值。

4 結(jié)論

1）通過引入抗噪模和AGA8流量補償后，超聲波流量計計量數(shù)值與實際配產(chǎn)值和加熱爐流量計計量值基本一致，示值不穩(wěn)和計量偏低的問題得到有效解決，大大提高了普光氣田酸氣計量的準(zhǔn)確性。

2）超聲波流量計波動幅度相對孔板流量計要小，誤差在±3%以內(nèi)，數(shù)據(jù)相對比較穩(wěn)定，受單質(zhì)硫、壓井液的影響較小，其較高的精確性、可靠性、穩(wěn)定性比較適合高含硫氣田的工況。