摘要(yào)針對在注(zhù)水中電磁(cí)流量計
測(cè)量精度普(pu)遍低于理(lǐ)論值的現(xiàn)狀,試驗小(xiǎo)組根據電(dian)磁流量計(ji)原理與實(shí)際應用工(gong)況條件,查(cha)找影響💛電(dian)磁流量計(jì)測量精度(du)的🆚主要因(yīn)素,并制定(ding)對策措施(shi)進行反複(fu)比較實驗(yàn)和效果檢(jiǎn)查,最終通(tōng)過5項有效(xiào)措施的實(shí)施,完成電(dian)磁流量計(ji)測量精度(dù)達到并超(chāo)過理論值(zhí)的目标。
引(yin)言
在石油(you)開采過程(cheng)中,地下能(néng)量會越來(lái)越低,産液(yè)量也随之(zhi)下降,爲了(le)提高采收(shōu)率,一個重(zhòng)要的手段(duàn)就是向目(mù)的層注水(shuǐ),提高地層(céng)壓力,達到(dao)提高采收(shou)率的目的(de),地層的🌈注(zhu)水量必須(xū)把握準确(què),否則就會(huì)造成水淹(yān)、水竄,對地(di)層造成傷(shang)害,會引起(qǐ)含水率升(shēng)高,産液量(liàng)下降。因此(ci),注水計量(liang)的精度對(dui)油田生産(chan)有♍着極其(qi)重要的作(zuò)用。目前有(yǒu)注水井156口(kǒu),有105口注水(shui)井采用了(le)電磁流量(liàng)計計量🌂,其(qi)中每4～8口配(pei)一個注水(shuǐ)站,每個注(zhu)水站安裝(zhuāng)一台總水(shui)表,全廠在(zài)用電磁流(liú)量計120台。提(ti)高電磁流(liú)量計測量(liàng)精度問題(ti)。
電磁流量(liang)計應用現(xian)狀分析
電(dian)磁流量計(ji)用來測量(liàng)經密封管(guǎn)道内一般(ban)導電液🔆體(tǐ)♊體🍉積流量(liang)的儀表,根(gēn)據法拉第(dì)電磁感應(yīng)定律,當導(dao)電液體流(liú)過管道的(de)磁場作切(qiē)割磁力線(xiàn)時,電極間(jian)将産生感(gan)應電動勢(shì)🧑🏽🤝🧑🏻,其感應電(dian)動勢E爲:
E=KBDV
式(shi)中:
V―測量管(guǎn)道截面上(shàng)的平均流(liú)速(m/s);
K―儀表常(cháng)數;
D―測量管(guǎn)内直徑(m);
B―磁(ci)感應強度(du)(T)。
電極檢測(cè)出的微弱(ruo)感應電動(dong)勢E,先經前(qián)置放大器(qi)💘的放🍉大和(hé)噪聲抑制(zhi),成爲大幅(fu)度低阻抗(kang)的電壓信(xin)⛱️号,此信号(hao)經微分、積(jī)分電路處(chù)理,再經模(mo)數轉換器(qi)進入單片(piàn)機進行控(kòng)制、處理和(he)🚶♀️去處。單片(piàn)機對放大(da)🔴器的漂移(yi)及零點漂(piao)移能定期(qī)㊙️自動調整(zhěng),在全量程(chéng)範圍内分(fèn)8段🙇♀️對信号(hào)進行非線(xiàn)性修正。單(dān)片機也能(neng)對信号進(jin)行監控、抑(yi)制噪聲信(xìn)号和切除(chú)空管幹擾(rǎo),由大容量(liàng)串行貯存(cun)器對每8h處(chu)理和運算(suan)後的流量(liang)數據予以(yi)貯存一次(cì),同時記錄(lu)該時間與(yǔ)日期的流(liú)量數據,顯(xiǎn)示爲時流(liú)量㊙️和日流(liu)量。
經過單(dan)片機運算(suàn)的流量信(xin)号由轉換(huan)器和頻率(lǜ)轉換器将(jiang)流量數據(jù)轉換成标(biāo)準模拟信(xin)号(電流信(xin)号)與脈沖(chong)、頻率信号(hao)等外輸信(xìn)号輸出,最(zui)後流量數(shu)據信息由(yóu)液晶屏顯(xian)示總流量(liang)和瞬時流(liu)量,或者可(ke)通過光耦(ou)按鈕功能(neng)鍵來操作(zuò)顯示屏上(shàng)的各種功(gōng)能菜單,并(bìng)能分别顯(xiǎn)示其對應(ying)的信息。
電(dian)磁流量計(jì)理論精度(dù)爲1.5%,但由于(yu)油田注水(shui)工況較🏃♀️爲(wèi)複雜,實💛際(jì)使用過程(chéng)中的測量(liàng)精度難以(yǐ)保證,工況(kuang)最🏃🏻差的碼(mǎ)頭🈲莊油田(tián)電磁流量(liàng)計精度平(píng)均爲5.0%,個别(bié)達到10.3%,對原(yuan)油生産産(chan)生較大影(yǐng)響。
現狀分(fen)析一:少量(liang)氣體呈波(bo)狀流
管線(xian)中若有氣(qi)體則會發(fa)生流量計(jì)顯示晃動(dòng)情況,讀數(shu)不穩定,管(guan)線由于是(shi)密封,且是(shi)在三相分(fen)離器☂️水倉(cang)的底❓部出(chū)水所以從(cóng)👄源頭帶來(lái)氣體不可(kě)能。從三相(xiàng)分離器的(de)水出口處(chù)的壓力表(biǎo)處拆開多(duō)次看後如(ru)表1。
現狀分(fen)析二:閥門(mén)開啓度太(tai)小
上遊閥(fa)門開啓太(tai)小,則液位(wei)會在電極(ji)以下,表現(xiàn)出流量計(jì)爲超滿度(dù)情況,碼頭(tóu)莊污水流(liú)量計曾經(jīng)多次出✊現(xian)這種情況(kuang),表2爲在一(yī)級沉降罐(guàn)進口的統(tǒng)計情況。
現(xiàn)狀分析三(sān):啓用前沒(mei)排氣
啓用(yòng)前未能排(pái)淨管内空(kong)氣,剩留氣(qi)體積聚在(zài)管系高點(dian),流🌈動時被(bèi)液體夾帶(dài),呈氣泡狀(zhuàng)流出;另一(yi)原因是液(ye)體中❌夾帶(dài)小氣泡逐(zhu)漸聚集,滞(zhi)留在管系(xi)高點。故障(zhàng)表現爲流(liu)量測量值(zhi)和實際值(zhi)不符以及(jí)輸出晃動(dong)。在啓用前(qian)均都已經(jīng)排盡空氣(qì)。另外的夾(jiá)帶小氣泡(pào)也是不存(cún)在的,因爲(wei)碼頭莊三(sān)相分離器(qi)污水出水(shui)口在水倉(cang)👉的底部,即(jí)使有氣體(ti)它也在水(shui)倉時就跑(pao)到水倉頂(ding)部。
現狀分(fèn)析四:管系(xi)中吸入氣(qì)泡
污水電(dian)磁流量計(jì)
設在一級(jí)沉降罐的(de)進口處,在(zai)這個電磁(cí)流量計的(de)前面大約(yue)50cm處有個加(jia)藥點,這個(ge)加藥點偶(ou)爾會在加(jia)藥的同時(shi)加進氣體(tǐ)💋。
現狀分析(xī)五:流動狀(zhuàng)态的變化(hua)
流量測量(liàng)值與應用(yong)參比值不(bú)符,通常儀(yí)表調試正(zheng)👨❤️👨常💯運行❗一(yi)段時期後(hou),也會因流(liu)動狀态變(bian)化而出現(xiàn)👣故障。主要(yao)表現是管(guan)内有🥰随動(dong)物體,如接(jiē)口處的膠(jiāo)帶以及内(nei)襯脫落等(deng)在随着水(shui)🌈流有擺動(dong)。拆開接口(kou)及有襯體(ti)易脫落處(chù)檢查。均沒(méi)有随動物(wu)體。
現狀分(fèn)析六:液體(ti)中含有溶(rong)解氣
聯合(he)站擁有兩(liang)座卧式三(sān)相分離器(qi),其日均處(chu)理液量💞在(zài)500m3左右,主要(yào)是對産出(chu)液進行油(you)、氣、水分離(lí),根據工程(cheng)需要三相(xiàng)分離器的(de)壓力爲0.24MPa,而(er)到了污水(shuǐ)電磁👣流量(liàng)計那裏壓(yā)力還不到(dào)0.1MPa,以前😘出水(shui)出油溫度(du)在39℃左右,後(hou)打開一級(jí)沉降罐頂(ding)蓋可以聞(wén)到比較強(qiang)烈的📐天然(rán)氣味道🌈,懷(huai)疑污水中(zhōng)含有溶解(jie)氣,提高三(sān)相分♋離器(qi)的熱循環(huan)水量,果然(ran)溶解♻️氣少(shao)了很多。其(qí)前後對比(bǐ)如表3．
現狀(zhuàng)分析七:電(diàn)導率不均(jun)勻
這個是(shi)指兩種以(yi)上的液體(ti)還沒有混(hun)合好就進(jìn)入💋流量計(jì),若它⛷️們的(de)電導率相(xiàng)差比較大(da)則會導緻(zhi)流量計👌測(cè)量不準确(què)。污😘水電㊙️磁(ci)流量計的(de)前面有個(ge)加藥點,加(jia)進殺菌劑(ji)、絮凝劑、阻(zǔ)垢劑三種(zhong)藥劑,總共(gong)加藥量爲(wèi)12.5L/h。這個流量(liàng)與👨❤️👨污水流(liu)量相比非(fēi)常小,其影(ying)響在流量(liang)計上很難(nan)反映出來(lai)。關閉加藥(yao)點觀察如(rú)表4。
現狀分(fen)析八:往複(fu)泵振蕩
原(yuan)來有三台(tái)三柱塞高(gāo)壓泵,正常(chang)都是在18MPa的(de)壓力下📧運(yùn)轉,由㊙️于泵(beng)的脈動性(xìng)而測量點(diǎn)又未遠離(lí)泵,脈動使(shǐ)電⛷️磁流量(liang)計輸出晃(huang)動🐇,有時候(hou)還産生了(le)測量誤差(chà)。這從⚽總表(biao)的校驗可(kě)以得出。
現(xian)狀分析九(jiu):沉積層覆(fù)蓋電極
污(wū)水流量計(jì)
有時晃動(dong)的比較厲(li)害,拆開可(kě)以看到裏(lǐ)面已經薄(bao)🔅薄♋的被覆(fù)蓋了一層(céng)微小物體(tǐ)。而流量也(yě)從5.5～11.5m3/h來回跳(tiao)動。
通過對(dui)以上的分(fèn)析,影響電(diàn)磁流量計(jì)測量精度(du)低于理論(lùn)值的主要(yao)原因是:①閥(fa)門開啓度(du)太小;②管系(xi)吸入氣泡(pao);③液體中含(hán)有溶解㊙️氣(qi);④往複泵振(zhen)蕩;⑤沉積層(céng)覆蓋電極(jí)。
提高電磁(cí)流量計測(ce)量精度的(de)試驗
試驗(yan)一:加大流(liú)量計上遊(you)閘門開啓(qi)度
如果管(guǎn)中的液體(tǐ)達不到電(diàn)磁流量計(ji)的電極上(shang)面則🎯會出(chū)現超滿度(du)現象。油田(tián)多次出現(xiàn)三相分離(li)器污水出(chū)口達到65.7m3/h,而(er)碼頭莊一(yi)天的總産(chǎn)液量在500m3左(zuo)右,其中油(yóu)約200m3/d,污水約(yue)300m3/d,平均爲10～12m3/h。而(ér)65.7m3/h這🈚個測量(liàng)值嚴重地(di)偏離了實(shí)際流量值(zhi)。故💋把三相(xiàng)分離器的(de)污水出口(kou)全開,而改(gai)用流量計(jì)後面的⛱️閘(zha)閥來控制(zhi)脫水量(圖(tu)1)。
以前是(shi)用1#(三相分(fen)離器污水(shui)出口閘閥(fá))與3#閘閥來(lai)共同控制(zhi)🈚流量,這樣(yàng)往往有可(ke)能是1#閘閥(fá)開的較小(xiao),3#開🚶♀️的較大(da),這就有可(ke)能在管線(xiàn)中會留出(chu)一部分空(kōng)間,使氣體(ti)進入,最終(zhong)導緻液體(ti)不能充滿(man)整個管系(xi),而出現超(chāo)滿度。
現在(zai)采取的措(cuò)施是1#閘閥(fá)全開,而用(yòng)3#閘閥的開(kāi)啓度來控(kòng)制流量♉。這(zhè)樣就避免(mian)了電磁流(liú)量計和管(guǎn)線虧空現(xiàn)象,電磁流(liu)量計測量(liang)的準确性(xìng)提高了很(hěn)多。
試驗二(èr):維修加藥(yào)泵的密封(fēng)性
污水流(liu)量計的前(qián)面有個加(jiā)藥點,距離(li)電磁流量(liang)計🐇大👅約💛50cm。加(jiā)殺🧑🏾🤝🧑🏼菌🈲劑、阻(zu)垢劑、絮凝(níng)劑3種藥劑(ji)(圖2)。
管系若(ruo)吸進空氣(qi)則造成測(ce)量值晃動(dong)不穩定。圖(tu)中1,2,3分别代(dai)表3台加藥(yào)泵,這3台加(jia)藥泵排量(liang)小,總量在(zai)12.5L/h,但就是這(zhè)個加藥點(dian)給這個流(liu)量計造成(chéng)了相當的(de)誤差。每個(ge)加藥泵都(dou)有個♈入口(kǒu),入👌口放在(zài)加藥罐裏(li)。該入口的(de)結構示意(yì)如圖3。
加藥(yào)泵的A部分(fen)在藥劑的(de)上面,而B部(bù)分則沉沒(méi)在藥劑中(zhong),加的藥🌂劑(jì)有一定的(de)黏度,且有(yǒu)部分雜質(zhì),故濾網是(shì)經常堵住(zhù),如果在藥(yao)🛀劑中的B部(bu)分不通暢(chàng),則裸露在(zai)空氣中的(de)A部分會從(cong)1與2及吸料(liao)連接器和(he)墊圈處進(jìn)空氣。3台中(zhōng)的任意一(yi)台漏空氣(qi)都會由管(guǎn)線中🌈的加(jiā)藥點進入(rù)管線,從而(er)導緻流量(liàng)計測量值(zhí)不穩定。現(xian)在是每⭐周(zhou)都會對泵(beng)的濾網和(hé)吸料連接(jie)器以及墊(nian)圈進行檢(jian)查。由加藥(yao)泵漏進氣(qì)體不再發(fa)生。
試驗三(san):提高三相(xiàng)分離器溫(wen)度降低污(wu)水中含有(you)的🏃🏻♂️溶解☂️氣(qì)
在實驗中(zhong)都是單獨(dú)實驗,在不(bú)考慮其他(tā)因數的條(tiao)件✊下,把三(san)相分離器(qì)的溫度由(you)原來的39℃提(tí)高到現在(zai)💛的46℃,效果很(hěn)明顯。控制(zhì)三相分離(lí)器的溫度(du),也就是控(kòng)制三相分(fen)離器循環(huan)熱水量與(yu)循環熱水(shui)溫度,循環(huán)熱水溫度(du)一般變化(huà)💚較小,而水(shui)量由原來(lái)的3m3/h,調配到(dao)現在的6m3/h,這(zhè)樣一來,包(bāo)括井上産(chan)氣也多⭕析(xi)出了6～8m3/h。具體(ti)如圖4。
從圖(tú)4可以看出(chū)當出水溫(wēn)度達44℃時,産(chǎn)氣量達到(dao)近50m3/h(标況即(ji)😄:溫度273K,壓☂️力(lì)101325Pa),且呈平穩(wěn)的趨勢,也(ye)就是此時(shi)達到了一(yi)🔞個平衡。達(dá)到了析氣(qì)的最大化(huà),析出氣體(ti)的最🧡佳狀(zhuang)态🌈。也就是(shì)㊙️這樣出🈲去(qù)的污🥰水含(han)氣💛最少。達(dá)到了不含(han)溶解氣的(de)目标。
試驗(yan)四:改變讀(du)數方式,增(zēng)加新工藝(yì),緩解往複(fú)泵的振蕩(dang)
注水站原(yuan)有3台3S175-13.4/20三柱(zhù)塞注水泵(bèng),在泵的出(chu)口裝有總(zǒng)流量🈲計,這(zhè)😘個總流量(liang)計的測量(liang)由于泵的(de)往複振蕩(dang)♊使其準确(que)性很低,每(měi)次與各注(zhù)水單井總(zong)和的差别(bie)都有近50m3。每(mei)天注水在(zai)620m3左右,這樣(yàng)就有近10%的(de)誤差,而每(měi)💛次對其校(xiào)驗的差值(zhí)🈲也是10%左右(you),表5是2025.12.15校驗(yan)的結果。
從(cong)表5中可以(yi)看出流量(liang)計的準确(que)性很低甚(shen)至超過了(le)10%,這個數據(ju)的差别很(hěn)大,到這種(zhong)情況應該(gai)說不是😄誤(wù)差‼️,而是錯(cuò)誤了。在有(you)脈動流動(dong)源的管線(xian)上,要減緩(huǎn)其對流量(liàng)儀表測量(liàng)的影響,通(tong)常應該采(cai)取流量傳(chuan)感器遠離(lí)脈動源,利(lì)用管流🏒流(liu)阻衰減脈(mo)動;或在管(guan)線适當位(wèi)置裝上稱(chēng)作被動式(shi)濾波器的(de)氣室緩沖(chong)器,吸收脈(mò)動。因爲在(zai)此不好改(gai)變流程和(he)泵✨的本身(shen)工藝,爲👄此(cǐ)采取的措(cuò)施是讀取(qu)泵的進口(kou)流量計和(hé)🛀泵的回流(liu)流量計,因(yin)爲這兩處(chu)表的👉壓力(lì)很低,脈動(dòng)振動也很(hen)小,用泵的(de)進口流量(liàng)計數值減(jiǎn)去回流流(liu)量計數值(zhí),得出注水(shui)量數值。但(dàn)是在2025年12月(yue)份碼頭莊(zhuang)新裝了一(yī)台5S175-33.3/20的五柱(zhu)塞📧注水泵(bèng),這台泵是(shì)五個柱🌏塞(sai),其水的振(zhen)動性相對(dui)減少,并趨(qu)于平緩,且(qiě)本身帶有(you)氮氣緩沖(chong)裝置,能非(fei)常有效地(dì)👈緩解振動(dòng),達到了🌈預(yù)期效果。
試(shì)驗五:定期(qī)清洗電磁(ci)流量計内(nei)壁
在污水(shuǐ)流量爲10m3/h左(zuǒ)右,溫度約(yuē)爲44℃,電磁流(liu)量計清洗(xǐ)周♋期☎️爲45d,否(fou)🐪則測量誤(wu)差将很快(kuai)會達到5%。定(dìng)期清洗電(diàn)磁流量🧑🏽🤝🧑🏻計(jì)以避免🤩沉(chén)積層的🏃🏻影(ying)響。
試驗小(xiǎo)組于2025-12～2025-12對試(shì)驗效果進(jìn)行驗證,見(jiàn)表6。
通過表(biao)6可以看出(chū)現在誤差(cha)最大的是(shì)總表流量(liang)計㊙️,但也隻(zhi)有0.95%,完全符(fu)合誤差不(bú)能高于1.5﹪的(de)生産要求(qiú),達到預期(qi)的效果。
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