国家标准 GB/35065.1一2018 湿天然气流量测量第1部分:一般原则 wetnaturalgaslowmeasurement Part1:Generalrules 2018-05-14发布 2018-12-01实施国家市场监督管理总局发布币国国家标准化管理委员会国家标准
GB;/T35065.1一2018 目次前言引言范围 2 规范性引用文件术语和定义测量目的湿天然气流型分类 5.1湿天然气流型对流量计的影响 5.2水平流动的湿天然气流型 5.3垂直上升流动的湿天然气流型 5.4垂直下降的湿天然气流型 5.5流型图 5.6流型变化测量方法结合修正系数测量气相流量的方法 6.l 6.2测量气液两相流量的方法 6.3测量气水烙三相流量的方法设计和安装的一般原则调试 8 性能测试 9 10操作维护 1 不确定度评估
GB;/T35065.1一2018 前言本部分为湿天然气流量测量标准的第1部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草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这些专利的责任本部分由全国天然气标准化技术委员会(SAC/TC244)提出并归口本部分起草单位;石油天然气集团公司大庆石油管理局技术监督中心、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、国家石油天然气大流量计量站成都分站、中海石油()有限公司崖城作业公司、中海石油()有限公司湛江分公司、国家石油天然气大流量计量站、石化天然气分公司计量中心、石油天然气股份有限公司华北油田分公司本部分起草人;薛国民.罗勤,王玉博、张强、田松椭,涂少勇、邓传忠、许文眺,徐宁陈亮、目文灿刘峻蜂、程星萍
GB/T35065.1一2018 引言湿天然气流量测量标准拟分为一般原则、标准装置技术要求、差压流量计,旋进旋涡流量计、两相湿天然气流量计、多相湿天然气流量计、测量系统性能评价等部分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设计的基础数据,是天然气上游领域关键的测量方法之一本部分制定参考了IsO/TR12748;2015《天然气生产中湿天然气流量测量》. IN
GB;/T35065.1一2018 湿天然气流量测量第1部分:一般原则警示本部分不涉及与其应用有关的所有安全问题在使用本部分前,使用者有责任制定相应的安全和保护措施,并明确其限定的适用范围范围 GB/T35065的本部分规定了湿天然气流型分类、流量测量方法以及流量计选型、安装和调试、性能测试、操作维护和不确定度评估的一般原则本部分适用于陆上和海上油气田的湿天然气流量测量规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是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 GB/T20604天然气词汇(GB/T206042006,ISO14532:2001,IDT 术语和定义 GB/T20604界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 湿天然气 wetnaturalgaS 天然气体积占主导地位的气液两相流,其相对湿度达到饱和状态 3.2 相 phase 湿天然气中气体,水和泾类液体三种组分 3.3 多相流mtiphasenow 气相、水相和胫类液相两种或两种以上构成的流体 3.4 气体体积分数望asvolumefraetion;GVF 工况条件下,气体体积流量与流体总流量之比,GV可表示为比值或百分数,见式(1). GVF Q十Q1 式中: GVF 气体体积分数,无量纲; Q 气体体积流量,单位为立方米(m'); -液体体积流量,单位为立方米(m) Q 注，改写GB/T20604一20062.5.3.1.1定义
GB/T35065.1一2018 3.5 持气率gasoidfraetion a 在某一时间点,流过管道某一横截面的湿天然气,气相横截面积与管道总横截面积之比,见式(2). A 2 a 式中持气率,无量纲; Q 流量计人口气相横截面积,单位为平方米(m): 流量计人口管道总横截面积,单位为平方米(m') 3.6 气体质量分数(干度gasmassfraction(drynessfraction)(xorGMIFy 湿天然气中,气体质量流量与总质量流量之比,见式(3). 3 r=GMF= m十mn" 式中气体质量分数,无量纲 .rorGMF 气体质量流量,单位为千克每秒(kg/s); mn 液体质量流量,单位为千克每秒(kg/s) n1 3.7 气体弗劳德数gasFroudenumber Fr 湿天然气中,气体惯性力与液体重力之比的平方根,见式(4) 77R Fr A、V,( 式中气体弗劳德数,无量纲; Fr -气体质量流量,单位为千克每秒(ke/) mn 流量计人口管道总横截面积,单位为平方米(m=); 流量计人口管线直径,单位为毫米(mn m; 重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s'); 气体密度,单位为千克每立方米(kg/m=); P 液体密度,单位为千克每立方米(kg/mi). Q 3.8 气体膨胀系数gasexpansionfaetor 两种不同条件下气体体积的变化 3.9 液体体积分数liquidolumefraction;LVF 工况条件下,湿天然气中液体体积流量与流体总体积流量之比,见式(5) LVF=1-GVF Q+Q 式中 LVF 液体体积分数,无量纲;
GB;/T35065.1一2018 GVF 气体体积分数,无量纲 Q -气体体积流量,单位为立方米(m'); 液体体积流量,单位为立方米(m). Q 3.10 ;wVF 水体积分数 watervolumefractiom; 工况条件下,水的体积流量与流体总体积流量之比,见式(6 Qw WVF= Q干 Q 式中: wVF 水体积分数,无量纲; Qw 水的体积流量,单位为立方米(m'); Q 气体体积流量,单位为立方米(m): Q 液体体积流量,单位为立方米(m 3.11 持液率liquidholdup(a 在某一时间点,流过管道某一横截面的湿天然气,液相横截面积与管道总横截面积之比,见式(7) 7 a(=1一a，= 式中持液率,无量纲 a 持气率,无量纲 a 液相横截面积,单位为平方米(m'); A 流量计人口管道总横截面积,单位为平方米(m=) 3.12 液体弗劳德数liquidFroudenumber Fr 湿天然气中,液体惯性力与液体重力之比的平方根,见式(8) U Fr1= 5一P D 式中: Fr 液体弗劳德数,无量纲 U 表观液体速度,单位为米每秒(G m/s; D 流量计人口管线直径,单位为毫米(n mm 重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s); 气体密度,单位为千克每立方米(kg/m=); ！" 液体密度,单位为千克每立方米(kg/m= 9 3.13 密度比densityrto,DR 工况条件下,气体密度与液体密度之比,见式(9). DR= 9 式中: DR 密度比,无量纲
GB/T35065.1一2018 气体密度,单位为千克每立方米(kg/mi). 2 液体密度,单位为千克每立方米(kg/mi). m 3.14 洛克马丁参数L.ockhart-Martinelli X 工况条件下,气液两相单独流动时液体惯性力与气体惯性力之比的平方根,见式(10) -GVE (10 X=- " GVF 式中 XE 洛克马丁参数,无量纲; GVF 气体体积分数,无量纲; -气体密度,单位为千克每立方米(kg/m); P 液体密度单位为千克每立方米(kg/m') ？ 3.15 流型nlwwpatem 流态flowregime 管道内两相流体中,气相和液相的分散、分布型式 3.16 表观气体速度superfiecialgasveoeity 湿天然气中,气体在管道内单独流动时气体的平均速度,见式(1l). n 1l1 U P.A 式中 C， -表观气体速度,单位为米每秒(m/s); 气体质量流量,单位为千克每秒(kg/s); mn 气体密度,单位为千克每立方米(kg/m') p A 流量计人口管道总横截面积,单位为平方米(m') 3.17 表观液体速度superfieialliquidveoeity U 湿天然气中,液体在管道内单独流动时液体的平均速度,见式(12) 7n U，一 (12) oA g 式中 U. 表观液体迷度,单位为米每秒(m/)7 液体质量流量,单位为千克每秒(kg/s); m 液体密度,单位为千克每立方米(kg/m); p 流量计人口管道总横截面积,单位为平方米(nm') 3.18 虚高 Oer -reading;oR 采用单相气体流量计测得的湿天然气流量示值与实际气体流量值之比,见式(13) oR-"e (13 m
GB;/T35065.1一2018 式中: OR 虚高,无量纲 -流量计测得的未经校正的气体质量流量,单位为千克每秒(kg/s) m,Awwt 气体质量流量,单位为千克每秒(kg/s) m 测量目的 4.1测量湿天然气中气体流量 4.2测量湿天然气中胫类液体的流量 4.3准确测量生产的天然气、液、,水的流量根据水的流量判断形成水合物的水平及确定需注人的化学抑制剂,估算水的处理成本 4.4不同的测量目的对流量测量方法和准确度提出不同的要求,应根据实际需要配备流量计湿天然气流型分类 5.1湿天然气流型对流量计的影响湿天然气流型影响流量计的性能流体性质、相流量、流量计安装方向、管线几何结构以及管线压力和温度均会影响流型图1为水平流动和垂直上升流动的典型湿天然气流型流动方向分层流或分离流段塞流涡流环形雾状流环状流或环形雾状流图1水平流型和垂直上升流型示意图 5.2水平流动的湿天然气流型 5.2.1分层流在压力和气体速度相对较低的气液两相流中,液体重量是液相的主导力量,此种情况下液相会被分层,称为“分层流”(或“分离流”) 两相之间的界面可能平滑,通常情况下为干扰(即波状)界面,见图1 5.2.2段塞流流体流过管道,液体瞬间波动几乎或完全充满管道流通面积的称为段塞流段塞流不稳定，一般不在该流型下计量湿天然气流量见图1所示 5.2.3环形雾状流当压力、气体速度及气液比较高时,常见的流型被称为环形雾状流在此状态下的气体与液体的流
GB/T35065.1一2018 速基本一致还可称为完全分散流或均相流见图1所示 5.3垂直上升流动的湿天然气流型 5.3.1涡流对于压力相对较低的气液两相流,湿天然气流极度不稳定,该流型被称为涡流该流型下,液体朝着与总体流动方向的反方向,或径向方向有瞬间移动涡流不稳定,因此一般不在该流型下计量湿天然气流量见图1所示 5.3.2环形雾状流对于压力相对较高的气液两相流,气体流速和气液比较高,液体重量可能被克服,使流动成为对称的环形雾状流该流型被描述为雾状流、完全分散流或均相流见图1所示 5.4垂直下降的湿天然气流型由于重力与气体流动方向相同,所以所有垂直向下的流动均考虑为环形雾状流对于垂直下降的环形雾状流,相间滑移与垂直上升的环形雾状流不同,会造成流量计的性能不同见图1所示 5.5流型图流型图用于表示湿天然气流的流动特性及预测流型图2为DNI00管道内由物理观察绘制的湿天然气(天然气和胫类液体)水平流动的流型图示例,该示例中采用的参数为气体和液体的弗劳德数 10 M1 XM=0.3 图段塞流 XM=0.1 环形雾状流 0.1 x=0.01 分层流 0.01 0.0l 0.1 10 气体弗劳德数图2DN100管道内天然气和液体轻经水平流动的流型图 5.6流型变化湿天然气在输送或者计量过程中,流体流过弯道,以及热力学条件或流通面积发生改变等情况下，流型可能发生变化 6 测量方法 6.1结合修正系数测量气相流量的方法流体中气相占主体、液相呈雾状分布时,可将湿天然气视为气液均匀混合的单相流体,多采用单相
GB;/T35065.1一2018 流量计测量湿天然气流量,流体性质或液体含量数据应通过湿气取样分析方式获得,根据流体性质和物性参数,获得洛克马丁参数后按不同试验条件下的经验公式计算实际气体流量式(14)和式(15)给出了修正计算的方法 m 黑apPparent 14 1， VICXLM又X p o1 15 式中: 气体质量流量,单位为千克每秒(kg/s) 77 流量计测得的未经校正的气体质量流量,单位为千克每秒(kg/s) m郎,Awr" 拟合系数,无量纲洛克马丁参数,无量纲; XLNM 气体密度,单位为千克每立方米(kg/mi') P 液体密度,单位为千克每立方米(kg/m') 6.2测量气液两相流量的方法测量气液两相流量应采用至少串联使用两个不同原理的单相流量计的方法,通过处理两台流量计的测量结果,分别得出液相和气相的流量 6.3测量气水竖三相流量的方法当测量天然气,水和胫类液体流量时,应采用测量气水姬三相流量的方法测量系统应包括流量计和相含率检测装置流量计常见的有差压流量计,速度式流量计等相含率检测装置是系统能够区分液体流量的关键设备,常见的有电容传感器、微波传感器、单能(多能)伽马射线源和接收器、红外源和传感器等测量气水经三相流量的方法多用于液体含量较多时流量的测量设计和安装的一般原则 7.1湿天然气流量计选型应满足流体条件要求被测介质或多个测量对象的液体流量; a 气体流量范围; b 含水率范围; c 温度; ) 压力范围 e 7.2取样过程中应不改变相的性质,取样系统的压力和温度应与管道压力和温度基本一致 7.3湿天然气流量计应按实际测量环境决定是否添加备用设备 7.4湿天然气流量计应安装在垂直或水平管线上,应避免倾斜安装水平安装湿天然气流量计的取压口应位于管道顶部,应使用隔离或者密封的压力表接头单相流量计安装也适用于湿天然气流量计的安装 7.5测量垂直上升状态的湿天然气流量时,流量计应安装于倒置的U型管线,如图3所示 7.6流量计的安装位置应不发生溢流和堵塞,应安装切断阀、旁通回路、测试回路
GB/T35065.1一2018 8 调试 8.1测量系统投运之前,应对流量计进行调试和量值溯源 8.2流量计应按测量系统说明书进行现场调试流动向育通图3垂直安装示意图性能测试 9 9.1现场性能测试的条件应为利用现场测试回路与准确度更高的流量计量装置进行对比 a b) 与现场分离器出口的气相、液相流量计进行对比与上游或者下游流量计进行对比 c 与备用系统对比 d 9.2实验室性能测试的条件应为流量计测试时的安装方向应与现场安装方向一致 a b 宜采用湿天然气实流测试在不具备湿天然气实流的条件下,可采用已知性质的气体、,姬类液体和水的组合流体组合流体是在湿天然气流测试设施热力学条件范围内能够流动又不发生相变的气体和液体应设置液相热交换控制系统,气液混合点注人的液相温度应与气相温度相同 d 测试过程应保证流量稳定时间当改变气相或者液相流量时,应观查(测)标准流量计和被测流量计的局部发热情况如果压力和温度不同,则进行必要的PVT修正 10操作维护 10.1操作维护所涉及的安全、健康、环保、防护等问题,按照有关法律法规和标准执行
GB;/T35065.1一2018 0.2应监测油、气,水产量变化和流体性质变化,及时更新流体物性参数 0.3应按测量系统使用说明书要求定期进行维护 11 不确定度评估 11.1测量系统不确定度分量应包括流量计及配套仪表分辨力引人的不确定度; a b 物性参数(如密度、粘度、介电常数等)引人的不确定度; c 工况条件引人的不确定度; d 量值溯源引人的不确定度流量测量数学模型引人的不确定度 e 11.2根据流量测量的数学模型,考虑11.1给出的不确定度分量,对流量测量的不确定度进行评估

湿天然气流量测量第1部分：一般原则GB/T35065.1-2018简介

湿天然气是指在管道输送过程中含有水蒸气的天然气。湿天然气流量测量在天然气工业生产和应用中具有重要的意义。湿天然气流量测量第1部分：一般原则GB/T35065.1-2018是我国国家标准，于2018年正式实施。该标准规定了湿天然气流量测量的一般原则、术语和定义、测量方法和设备等方面的要求。

湿天然气流量测量的一般原则

该标准详细阐述了湿天然气流量测量的一般原则，包括测量目的、测量原理、测量范围和限制、测量误差、分段测量、直接和间接测量、数据处理和分析等方面。

湿天然气流量测量的术语和定义

该标准规定了涉及湿天然气流量测量的术语和定义，包括湿气体、干基气体、水饱和蒸汽压力、绝对压力、绝对温度、气体计量、流量计、标准状态等方面的内容。

湿天然气流量测量的测量方法和设备

该标准规定了湿天然气流量测量的测量方法和设备，包括计量原理、测量误差要求、流量计的选用、安装和使用、测量系统的校验和验证等方面。此外，还介绍了一些与湿天然气流量测量相关的设备和技术，如温度传感器、压力传感器、热电偶、超声波流量计、涡轮流量计、质量流量计等。

总之，湿天然气流量测量第1部分：一般原则GB/T35065.1-2018是一个重要的国家标准，对于湿天然气流量的测量具有指导意义，可以保证湿天然气的测量准确性和稳定性，为相关企业的发展提供有力支持。