壓力表在油田中的應(yīng)用及提高測量準(zhǔn)確性的方法

壓力儀表是油田生產(chǎn)中常見的一種儀表，壓力儀表測量所得的數(shù)據(jù)可為油田生產(chǎn)發(fā)展提供依據(jù)，因 此，上海自動化儀表做好壓力儀表在油田中的應(yīng)用工作，提升測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性必不可少。在研究過程中，首先對壓力儀表相關(guān)的技術(shù)和概念做出簡要介紹，并以彈簧管壓力表為例，重點(diǎn)對壓力儀表在油田中的應(yīng)用以及如何提高測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行研究，使壓力儀表在油田實際生產(chǎn)中得以準(zhǔn)確、有效地應(yīng)用。

引言

近些年來，壓力表行業(yè)的發(fā)展變化非常巨大，壓力表的種類也由原來單一的一般壓力表向多品種、多用途、新工藝、新材料等 方 向 發(fā) 展。壓力表被廣泛應(yīng)用于油田企業(yè)各領(lǐng)域之中，尤其是在油田工業(yè)自動化生產(chǎn)中，壓力值與溫度值、流量值均屬于重要的控制參數(shù)。但 伴 隨 著 壓力儀表的不斷更新?lián)Q代，對其應(yīng)用的要求也在不斷提升，如何保證壓力儀表在油田應(yīng)用過程中的測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，值得人們深 思。因 此，本 文 以 典 型 的、常 用 的 彈 簧 管壓力表為例，對其具體應(yīng)用以及如何提高其測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行重點(diǎn)探討。

１壓力儀表相關(guān)技術(shù)簡介

１．１ 相關(guān)概念

１．１．１ 一般壓力表

一般壓力表通常是用于測量對銅以及銅合金不起腐蝕作用 的 氣 體、蒸汽和液體的儀表，其非常高精度可達(dá)１級。

１．１．２ 精密壓力表

精密壓力表主要指的是精度在 ０．４ 級 以 上（含 ０．４級）的壓力表。精密壓力表能夠當(dāng)作檢定一般壓力表的一種標(biāo)準(zhǔn)器。

１．１．３ 壓力表精度等級

壓力表精度等級主要指的是非常大基本誤差同測量上限之間的比值對應(yīng)的百分?jǐn)?shù)。

１．１．４ 誤差

誤差指的是測得的值或測量結(jié)果與客觀真值存在差異，所產(chǎn)生的這種差異在數(shù)值表現(xiàn)方面即可稱為誤差。而測量結(jié)果產(chǎn)生的誤差主要是測量結(jié)果同其真值之差，也叫絕對誤差。

１．１．５ 修正值

修正值主要指的是數(shù)值大小同誤差相同且方向相反的值，即“修正值＝－誤差”或“修正值＝真值－給出值”。

１．１．６ 允許基本誤差

允許基本誤差主要指的是彈簧管壓力表在常規(guī)條件下使用后所出現(xiàn)的非常大誤差。

１．１．７ 準(zhǔn)確度等級

準(zhǔn)確度等級主要是指允許基本誤差絕對值同壓力表測量范圍之間的比值所對應(yīng)的百分?jǐn)?shù)。

１．１．８ 壓力表檢定

為了使壓力表量值準(zhǔn)確度得到保證，從 而 實 現(xiàn) 指 示正確、運(yùn)行安全可靠的目的，通常要將壓力表實施周期檢定。

１．２ 壓力儀表的分類、工作原理及構(gòu)成

１．２．１ 壓力儀表的分類

（１）按照彈性元件方面存在的差異，可將壓力儀表劃為 Ｃ 形彈簧管壓力表、膜盒壓力表、螺旋彈簧管壓力表、膜片壓力表以及波紋管壓力表５種。

（２）按照儀表用途方面存在的差異，可將壓力儀表劃分為一般用途壓力表及特殊用途壓力表。其 中，前 者 主要包含一般壓力表、氨壓力表、氧壓表以及電接點(diǎn)壓力表等；后者主要包含 防 腐 壓 力 表、隔 膜 壓 力 表、耐 振壓 力 表以及膜盒壓力表等。

（３）按測量壓力大小方面的差異，可將壓力儀表劃分為微壓表、超高壓表、高壓表、中壓表以及低壓表５種。

（４）按精度等級方面的差異，可將壓力儀表劃分為一般壓力表以及精密壓力表。其 中，前者精度主要包含４級、２．５級、１．６級以及１級；后者精度主要包含０．４級、０．２５級、０．１６級以及０．１級。

（５）按照安裝方式方面的差異，可將壓力表劃分為盤裝連接壓力表、螺紋連接壓力表、夾子式連接壓力表以及法蘭連接壓力表４種。

１．２．２ 一般壓力儀表的工作原理

一般壓力儀表的工作原理主要是彈簧管在受到壓力以及真空的條件下，形成彈性變形進(jìn)而導(dǎo)致管端位移，其產(chǎn)生的位移經(jīng)機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)（主要是機(jī)芯和連桿）實現(xiàn)放大，并向指示裝置傳遞，再通過指針在儀表盤上部產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而指示出相應(yīng)的壓力值。

１．２．３ 一般壓力儀表的構(gòu)成

一般壓力儀表通常由接頭、封口片、彈簧管、機(jī)芯、指 針、連桿、表盤、表殼、罩圈、襯圈、表玻璃等零件構(gòu)成。在壓力儀表中，其關(guān)鍵零部件為彈簧管、接 頭 以 及 機(jī) 芯。

２ 壓力儀表在油田中的應(yīng)用

從上述內(nèi)容可以了解到，壓力儀表的種類繁多，本文將以彈簧管壓力表為例，對其技術(shù)應(yīng)用做進(jìn)一步探討。

２．１ 彈簧管壓力表的結(jié)構(gòu)

彈簧管壓力表的主要結(jié)構(gòu)即為傳動機(jī)構(gòu)、彈簧管、表殼以及指示機(jī)構(gòu)，氧氣表、一般壓力表以及真空表等均在此類儀表范疇之中。

２．２ 如何選擇壓力表測量上限

壓力表在１／３量限之下的部分，因相對誤差比較大，故不適合在實際生產(chǎn)中使用；壓 力 表 在３／４量 限 之上 的部分，若對其長時間使用，則會造成彈簧管過早出現(xiàn)蠕變或是殘余變形，從而使儀表精度降低，所以也不適合在實際生產(chǎn)中使用。故壓力表的非常佳使用范圍是測量上限的１／３～３／４。在對壓力表的測量上限進(jìn)行選擇時，可 依 據(jù)以下公式來完成計算：壓力表測量上限＝被測非常大壓力值×（４／３）

２．３ 如何選擇一般壓力表的精度

對壓力表精度做出選擇通常有兩種方法：其 一 為 經(jīng)驗或習(xí)慣方法；其 二 為 計 算 方 法。以儀表測量過程中允許的非常大絕對誤差值為根據(jù)來對儀表選擇等級進(jìn)行計算，計算公式如下：

２．４ 彈簧管壓力表準(zhǔn)確度等級允許基本誤差的計算

現(xiàn)階段，經(jīng)常使用的一般壓力表準(zhǔn)確度等級及允許基本誤差見表２［５］（依據(jù)國家檢定規(guī)程）。

３如何提高壓力儀表測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

３．１ 測量及測量誤差

測量主要指的是為了使被測對象的量值得到確定的所有操作。壓力表在進(jìn)行壓力測量時，由于測量方法的不完善、測量工具 的 不 精 確，測量過程中受條件的波動、測量者認(rèn)識經(jīng)驗的限制以及操作方法不當(dāng)?shù)仍蛴绊?，不可避免地造成測量結(jié)果與測量真實值之間存在一個差值，這個差計通常成為測量誤差。測量誤差通常用 ΔＸ 表示，其表達(dá)式如下：ΔＸ ＝Ｘ －Ｘ０

式中，ΔＸ 表示測量誤差；Ｘ 表示測量結(jié)果；Ｘ０ 表示被測量的真實值。

測量誤差 ΔＸ 有大小及正負(fù)之分，同時也有單位。測量誤差的大小以及正負(fù)分別表示測量值偏離真實值程度以及方向，而誤差的廣義概念則可認(rèn)為是偏離真值的給出值同真值之間的差，即：

絕對誤差＝給出值－真值

測量誤差依據(jù)性質(zhì)劃分可分為系統(tǒng)誤差、隨 機(jī) 誤 差以及粗大誤差。系統(tǒng)誤差示值大小直接影響著測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，故在進(jìn)行測量時，應(yīng)該盡量對所有可能形成系統(tǒng)誤差的因素進(jìn) 行 評 估，并創(chuàng)造條件盡量避免或是減少系統(tǒng)誤差。

在實施數(shù)據(jù)測量時，因測量技術(shù)受現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平以及人的生理條件等因素的制約，不 可 能 做到盡善盡美，所以測量結(jié)果同真值之間會存在一定的差值，也就是誤差。誤差主要包括環(huán)境誤差、設(shè) 備 誤 差、方法誤差以及人員誤差等，應(yīng)該以客觀原因為根據(jù)，對誤差來源做出具體分 析。總而言之，在確定測量結(jié)果的準(zhǔn)確度時，必須全面分析以上誤差，盡量做到不重復(fù)、不遺漏，從而使誤差得以減小或消除。如果系統(tǒng)誤差能夠使用校驗儀表來求得與該誤差相應(yīng)的校正值，并加至測量結(jié)果中進(jìn)行消除，那么就能得到測量結(jié)果真實值，進(jìn)而實現(xiàn)儀表測量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性的提升。

４ 結(jié)語

綜上所述，在油田生產(chǎn)中，壓力儀表已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，但壓力儀表的測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與油田生產(chǎn)的效率、質(zhì)量息息相關(guān)，故本文以彈簧管壓力表為例，上海自動化儀表對壓力表在油田中的應(yīng)用進(jìn)行 了 分 析，并對如何提高測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性做出進(jìn)一步的 探 討，得出提升壓力儀表測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的方法，希望能夠為實際測量工作提供一些借鑒。