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采油测试压力表检定装置技术评定

发布时间:2018-03-29 11:27:37 浏览:

采用一支相对稳定的准确度等级为1.0级、量程为0~30MPa的一般压力表按照JJF 1033-2008《计量标准考核规范》,同 时结合JJF 1059.1-2012《测量不确定评定与表示》的要求对建标后的采油测试压力表检定装置进行技术评定和校验,实现、保 存和复现对采油测试压力表的量值传递。在一定范围内开展一定准确度等级采油测试压力表的校准或检测,以达到对该采油 测试压力表检定装置进行复查考核的相关要求。结果表明,准确度等级为0.25级的压力表检定装置,重复性考核符合JJF 1033-2008相关条款的要求,可以完成L0级及其以下的压力表的校准工作。

采油测试压力表检定装置被广泛地应用于油 田压力表校准、检测,建立其相关标准以来,各个厂 家生产制造的计量校准装置,对于使用者来说除了 按照操作手册正确操作与维护外,必须按照计量标 准考核规范的有关规定对其开展不确定度评定。

这是考核该压力表检定装置,是否可以持续有效地 开展一定准确度等级压力表的校准、检测工作的先 决条件。

1.采油测试压力表检定装置概述

采油测试压力表计量系统是由计算机控制,以 力的平衡原理和帕斯卡定律为基础,采用高精度压 力传感器。在对被测仪器仪表校准过程中,能灵活 设定压力对机械加压系统进行闭环控制。计算机 根据所设定的压力值控制系统驱动丝杠旋转推拉 活塞调节压力。压力能等值传递到精密压力表和 被测的一般压力表。通过高精度压力传感器记录 压力值并反馈给计算机系统,计算机系统根据压力值调节丝杠的旋转方向及速度,直到压力值满足测 试精度要求。其准确度等级为0.25级,量程为0~ 60MPa采油测试压力表的工作温度为(20±5)T 相对工作湿度在85%

2.试验结果与分析

2.1采油测试压力表检定装置重复性试验

2.1.1采油测试压力表检定装置重复性测量

在工作温度为20±5)T相对湿度专85%的校 准环境条件下,选一支相对稳定测量范围为0 30MPa准确度等级为1.0级的采油测试压力表。在 重复性条件下,用该装置在被测压力表测量范围内 选取302010MPa 3个压力点,每年进行10次独立 重复测量。

根据贝塞尔公式:

式中:S为标准偏差为测量次数;为各次 的测量值,i=l…n0

由公式1)计算得到的单次试验标准差结果, 如表1所示。

2.1.2采油测试压力表检定装置测量不确定度评定 被测压力表与精密压力表之差,用AP表示,计 算公式如下:

 

AP=PrPa. (2)

式中:P,为采油测试压力表的示值,M Pa; P, 采油测试压力检定装置精密压力表的标准值,MPa

输人量P,主要来源采油测试压力表示值的不确 定度,可以通过连续测量得到测量列,采用A类评 定,用!4*)表示。通过表1可知,该装置经过4年的 时间对同一采油测试压力表3个不同压力点进行重 复性测量,取其12组单次试验标准差的最大值为重 复性测量结果,即S=0.026 5MPa

任意选取3块同类型的采油测试压力表,每块 30、20、lOMPa连续测10次,共得9组测量列, 组测量列分别按公式1)计算得出的单次试验标准 差,如表2所示。

根据公式1),由表2计算可得合并样本标准 &=2.70xl(T2MPa

实际情况是在重复性条件下测量2次,以2 测量算术平均值为测量结果,得:

5

uM=-^=1.91xlO_2 MPa (3)

42

输人量凡主要来源于采油测试压力表检定装 置精密压力表标准值的不确定度,采用B类评定,用

表示。采油测试压力表检定装置的准确度等级 0.25级,量程为0~60MPa,其最大允许误差 P,„„=60x0.25%=0.15MPa,由于该装置任意点的测量 示值100%落于59.85〜60.15MPa区间,P_即为分散 区间的半宽。故根据JJF 1059.1-2012『"按B类标准

方法评定。按式(4)计算:Ui(x)= (4)

式中4是与分布状态有关的常数,取k=芯。 所以采油测试压力表检定装置精密压力表标准 值的B类不确定度为:Ui(*) =0.086 6MPa对于其他 分量引人的B类不确定分量,如环境温度引人的标准 B类不确定度分量,精密压力表工作环境温度为(20± 5)^,温度变化使压力示值产生的误差对测量结果影 响微小,可忽略不计;再如校准人员估读引人的B 不确定分量,按照规程要求1_0级压力表估读所产出 i鍵綱難果影响微小,也可忽略不计。

示值误差合成标准不确定度评定a),采油测 试压力表示值与采油测试压力表检定装置精密压 力表标准值的不确定度的输人分量彼此相互独立, 其灵敏系数为+1或-1,故u如)可按式(5)计算:

U,(x)== Jul(x) + ul(x) (5)

计算得到 «,(.«)=8.87xl0'2MPao 由于本次评定为采油测试压力表检定装置对采油 测试压力表校准的结果,且测量结果可能为正态分 布,依据JJF 1059.1-2012相应条款,按式(6)计算: Ugs-K u,(a;)=l.77x10 1 MPa _) (6)

2.1.3采油测试压力表检定装置重复性考核结果 由于表1的重复性测量结果S=2.65xlO_2MPa<&= 2.70xlO-2MPa,同时也小于测量不确定度评定结果的 合成标准不确定度af(4=8.87xl0—2MPa因此其重复性 考核符合JJF 1033-2008的相关条款的要求pl

2.2采油测试压力表检定装置稳定性试验

采油测试压力表检定装置于2009年建立标准 以来,至2012年进行复查标准。对同一支相对稳定 的压力表在302010MPa 3个压力检定点下,每年 分别重复测量10次,取每次算术平均值作为测量结 以相邻两年的测量结果之差作为该时间段内计 量标准的稳定性考核,其结果见表3。

由表3可知,由于相邻两次重复测量结果之差 ir-r-.i,均小于计量标准的最大允许误差的绝对值, 即:

lr-r,-,l<Pm»=60x0.25%=0.15MPa (7)

因此计量标准的稳定性考核符合JJF 1033- 2008的要求。

2.3采油测试压力表检定装置校准结果验证

采用比对法对采油测试压力表检定装置校准 结果进行验证,来考核多台同准确度等级的采油测 试压力表检定装置。将同一支采油测试压力表所

得到的测量结果的平均值作为被测量的最佳估计 ,以考核校准结果的可信程度以及验证校准结果的不确定度的合理性|3—51。选用另一支稳定的采油 测试压力表,用同一型号的3台装置对其不同压力 点进行校准,其测量结果如表4所示。

在表4中,已知被测压力表在1号采油测试压 力表检定装置(建标装置)给定30MPa下测量结果 yu=30.07MPa而上述3台采油测试压力表检定装 置得到的测量结果的平均值为30.05MPa,则其应满 足公式(8):

l^~u^ ⑶ -\l 71

式中,ra=3,t/f [/95= 1.77 x 10-1 MPa (队为扩展不 确定度)。

代人数值得:

=1.45x10 1 MPa

其30MPa下校准结果的差值:

yhh-y =]30.07-30.051 =0.02 MPa;

同理可得

20MPa下校准结果的差值:

r,ab- j =120.01-20.03l=0.02MPa

lOMPa下校准结果的差值:

ykb - y 二丨 10.04-10.03丨=0.0]MPao

由于上述的i愼结果均小于

\j Tl

所以经过验证,3台采油测试压力表检定装置均满 足校准方法的要求,可以完成1.0级及其以下的采 油测试压力表的校准工作|6_81。

3.结论

对建标后的计量标准器进行计量标准技术 评定,可有效地检验其稳定性、重复性等计量特 性,还可以定量化的考核其对测量结果质量保证 程度。

计量标准器的重复性试验结果的有效验证, 可以采用多点多次方法计算合并样本标准差

通过对0.25级采油测试压力表检定装置复 查考核,能够验证该装置是否可以持续开展下一等 级采油测试压力表的校准、检测工作。