采油测试压力表检定装置技术评定

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JJF1033-2008《计量标准考核规范》，同时结合JJF1059.1-2012《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JJF1033-2008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30、20、10MPa3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，MPaP。,为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=0.0265MPa。

任意选取3块同类型的采油测试压力表，每块在30、20、lOMPa连续测10次，共得9组测量列,每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次测量算术平均值为测量结果，得：

5

uM=-=1.91xlO_2MPa(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为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JJF1059.1-2012『"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(*)=0.0866MPa。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类不确定分量，按照规程要求1_0级压力表估读所产出的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办)，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JJF1059.1-2012相应条款，按式(6)计算:Ugs-Ku,(a)=l.77x101MPa_)(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JJF1033-2008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30、20、10MPa3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果，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

因此计量标准的稳定性考核符合JJF1033-2008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值，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~u⑶-\l71

式中，ra=3，t/f[/95=1.77x10-1MPa(队为扩展不确定度）。

代人数值得：

=1.45x101MPa。

其30MPa下校准结果的差值：

yhh-y=]30.07-30.051=0.02MPa；

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

■\jTl

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。