1概述(shù)
渦輪流量(liàng)計是固井(jǐng)作業中技(jì)術人員的(de)“耳目”,爲判(pan)斷井下㊙️、地(di)面施工情(qing)況提供科(ke)學依據。根(gēn)據它可以(yi)确定注水(shui)泥漿量和(he)頂替鑽井(jǐng)液排量,起(qi)到預防憋(bie)泵、保障安(ān)全和提高(gao)頂替效率(lǜ)的作用。在(zài)注水泥漿(jiang)過程中,渦(wō)輪流量計(ji)能測定出(chū)注水泥漿(jiang)♈的瞬時排(pai)量和累計(jì)總量,可以(yi)有效防止(zhi)水泥返高(gāo)不足的情(qíng)🙇♀️況發生。在(zài)頂替鑽井(jing)液的過程(chéng)🔴中,它能測(ce)定出項替(tì)鑽井液的(de)瞬時排量(liàng)和累計總(zǒng)量,可📱以防(fáng)止留水泥(ní)塞事故發(fā)生印。
渦輪(lun)流量計由(you)渦輪變送(sòng)器和二次(ci)儀表組成(cheng),當被測液(yè)體經❗過渦(wō)輪變送器(qì)時,渦輪變(bian)送器内的(de)葉輪借助(zhù)液體的動(dòng)🐇能旋轉2)。此(cǐ)時，葉輪葉(ye)片使檢出(chū)裝置中的(de)磁路磁阻(zu)發生周期(qī)性變化,在(zai)檢出線圈(quan)兩端感應(ying)出頻率與(yǔ)流量成正(zhèng)比的電脈(mò)沖信号,經(jing)放大器放(fang)大後通過(guo)數據線傳(chuán)輸給二次(cì)儀表。
2.儀器(qì)常見故障(zhang)分析與解(jie)決方法
| 故(gù)障現象 |
解(jiě)決辦法 |
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打(dǎ)開開關後(hou)儀器無反(fǎn)應 |
(1)儀器沒(mei)電或保險(xian)絲熔斷
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(1)放大器(qi)與放大器(qi)座接觸不(bú)好,或者放(fàng)大器的磁(cí)頭磁💞性💁弱(ruo)💜
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(1)重(zhong)新插好放(fang)大器，并且(qie)擦拭幹淨(jìng)
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儀器(qi)顯示數值(zhí)不穩:計量(liang)不正确,偏(piān)差大 |
(1)使被測流(liú)量與渦輪(lún)變送器的(de)測量範圍(wéi)相适應，并(bing)穩定🔞流量(liàng)
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3渦輪流(liú)量計使用(yong)時出現的(de)異常響聲(sheng)分析
由于(yu)渦輪變送(sòng)器使用時(shi)葉輪在不(bu)鏽鋼殼體(ti)内部做高(gao)🐪速🏒旋轉，隻(zhi)能從排量(liàng)的變化以(yi)及産生的(de)響聲判斷(duàn)其是🐉否正(zheng)常工作，而(er)響聲産生(shēng)的原因主(zhu)要有以下(xia)幾點:一是(shi)前導向🤞架(jia)未固定住(zhù);二是橡膠(jiao)軸承變形(xing)或破🌏裂;三(san)是軸與鋼(gang)珠彈子的(de)間隙㊙️不合(he)适[5)。
3.1前導向(xiàng)架未固定(dìng)
前導向架(jià)的側棱與(yǔ)殼體内壁(bì)存在細微(wēi)的間隙，如(rú)果☔前導向(xiàng)架的三角(jiao)爪與台階(jie)面存在細(xì)微間隙，在(zai)🧑🏽🤝🧑🏻泥漿的沖(chòng)擊下三角(jiǎo)爪便會撞(zhuàng)擊台階面(mian)，此時響聲(sheng)中能聽出(chū)在前台階(jiē)面有輕微(wei)的撞擊聲(sheng)和刮擦聲(shēng)。
三角爪撞(zhuang)擊台階面(mian)一段時間(jian)後，使三角(jiǎo)爪邊緣呈(chéng)斜🌏坡型，壓(ya)環失去固(gù)定前導向(xiang)架的作用(yòng)，前導向架(jià)便在台階(jie)面上來回(hui)撞擊摩擦(cā)台階面,使(shǐ)台階面出(chu)現凹槽，此(ci)時在殼體(ti)前部分會(hui)聽到連續(xu)刺耳的響(xiǎng)🛀聲。
3.2橡膠軸(zhou)承變形或(huo)破裂
當前(qián)導向架未(wèi)固定住或(huo)軸太短時(shí)，葉輪在泥(ní)漿沖擊力(li)的作用👨❤️👨下(xia)偏離水平(píng)線旋轉，導(dao)緻支撐軸(zhóu)的橡膠軸(zhóu)承受力不(bú)平衡。鑒于(yú)泥漿的溫(wen)度很高，在(zai)不平衡應(ying)力長時間(jiān)作用下，橡(xiang)膠軸🏃♀️承很(hěn)容易變形(xing)甚至破裂(liè)。而葉輪邊(bian)緣與渦輪(lun)變送🈲器殼(ke)體之❓間的(de)間隙✂️很小(xiǎo)，其内壁相(xiàng)互刮擦,使(shǐ)葉輪邊緣(yuan)嚴重磨損(sun)，此時在安(ān)置放大器(qi)❗處能聽到(dào)連續的刺(cì)耳響聲,在(zai)變送器殼(ke)體内壁能(néng)清晰的看(kan)到刮痕。
正(zheng)常磨損的(de)橡膠軸承(chéng)的中心孔(kǒng)很均勻，呈(cheng)比較規🔴則(zé)的圓,僅直(zhi)徑比新的(de)大。當軸輕(qing)微偏離水(shuǐ)平線旋轉(zhuan)時就會在(zai)軸承的某(mǒu)方向上留(liu)下擠壓的(de)痕迹;若是(shi)軸嚴重偏(piān)離水平線(xiàn)旋轉，橡膠(jiāo)軸承💁承受(shòu)的應力過(guò)大就會導(dǎo)緻其破🌈裂(liè)，使得軸失(shi)去水平🔞支(zhī)撐，與前✌️後(hou)導向架還(hái)有不鏽鋼(gang)殼體内壁(bi)直接接觸(chù)，葉輪、軸🌏和(hé)導向架内(nèi)壁的嚴重(zhong)磨損(圖12),産(chǎn)生連續的(de)刺耳響聲(shēng)。
由圖1可看(kan)出非正常(chang)磨損的導(dao)向架與新(xīn)導向架内(nèi)🌈壁🚩的差異(yi)。這是軸偏(piān)離水平線(xiàn)與導向架(jia)直接作用(yòng)的結果;由(you)🌈圖2可🙇♀️看出(chū)軸的磨損(sǔn)情況，正常(cháng)磨損的軸(zhou)其前後❌端(duan)大小🌈變化(huà)不大，隻是(shi)☔長短有變(biàn)化，而非正(zhèng)常磨損的(de)軸因過度(du)磨損而呈(chéng)現錐形。
渦(wo)輪變送器(qi)是由軸高(gao)速旋轉切(qie)割磁感線(xian)産生感應(ying)電🈲流，所🔱以(yi)保證軸在(zai)任何時候(hòu)都能平穩(wen)地旋轉至(zhi)關重要。在(zài)調☀️節軸與(yǔ)鋼珠彈子(zi)之間的間(jiān)隙時,盡量(liàng)使軸與彈(dan)子㊙️的間隙(xì)在1~2mm。若間♍隙(xì)太小🈲，軸旋(xuán)轉的阻力(lì)大,不能正(zheng)确測量小(xiǎo)排量時的(de)流量;若間(jiān)隙太大，當(dāng)排量變化(hua)時，軸不能(néng)保持在水(shuǐ)平位置旋(xuan)轉，導緻橡(xiang)膠軸承變(bian)形甚至破(po)裂，葉輪容(rong)易刮擦不(bu)鏽鋼殼體(tǐ)内壁産生(sheng)異常響聲(sheng)。
在放置前(qián)後鋼珠彈(dàn)子時有技(ji)巧，技巧在(zai)于大彈子(zǐ)放✏️在前導(dao)向📧架裏，小(xiǎo)彈子放在(zai)後導向架(jia)裏。在測排(pái)🆚量時，由于(yu)排量從小(xiǎo)到穩定有(yǒu)個過程,葉(yè)輪和軸會(hui)受到朝斜(xie)上方和向(xiàng)前的推力(lì),此時後導(dao)向架裏的(de)橡膠軸承(chéng)通過自身(shen)變形釋放(fang)軸受到向(xiang)上的力。若(ruo)是後導向(xiang)架裏的鋼(gang)珠彈子太(tài)大，軸插入(rù)橡膠軸承(chéng)中心孔的(de)長度太短(duan)，橡膠軸承(cheng)容易變形(xíng)破裂。另方(fāng)面,彈子太(tài)大會造成(cheng)旋轉困難(nan)，軸長時間(jian)作用在鋼(gang)✂️珠彈子的(de)同-部位,那(nà)麽久而久(jiǔ)之軸就會(hui)在鋼珠彈(dàn)子上形成(chéng)一個凹槽(cao)。
4改進方法(fǎ)
綜上所述(shù)，當放置前(qián)導向架的(de)台階面凹(āo)凸不平時(shi)會産👨❤️👨生⭕較(jiào)大異響，并(bing)對渦輪變(biàn)送器的正(zhèng)常工作産(chan)生很🌈大影(yǐng)響。
當前台(tai)階面出現(xian)凹槽時,常(cháng)用的方法(fa)是用銑刀(dāo)将凹凸不(bú)平的🔴台階(jiē)面銑平整(zheng)，由于導向(xiàng)架的内徑(jìng)、軸的長🔱度(dù)、壓環的🏒高(gao)度💋限制了(le)鋼珠彈子(zi)的直徑，用(yong)該方法在(zai)調整軸📱與(yu)鋼珠🈲彈子(zi)的🈚間隙時(shi)不好調整(zheng)。
另有兩種(zhǒng)方法可供(gòng)參考,第-種(zhǒng)方法是用(yong)焊條點焊(han)😍,将不🌐平的(de)台✨階面焊(hàn)平。此方法(fa)除了技術(shu)上的困難(nan)外，即🐆使焊(hàn)平了,在泥(ní)漿高速的(de)沖擊下很(hen)快也會變(bian)得凹凸不(bu)平,不能長(zhang)期使用。
第(dì)二種方法(fa)是改變渦(wo)輪流量計(jì)殼體的自(zì)身結構(圖(tu)3)。
圖(tú)3(b)是構想中(zhōng)的殼體,最(zuì)大的差别(bié)是安置放(fang)大器座🚶的(de)✊位置與現(xian)用殼體的(de)相比它們(men)不在同一(yī)圓周上，而(ér)是在同一(yi)條直線上(shang)，隻要在現(xiàn)有的殼體(ti)上照圖3(b)所(suǒ)示位置裝(zhuang)上-個放大(dà)器座後就(jiu)可以使用(yong)。這樣做的(de)原因是因(yin)爲後導向(xiang)架始終☔受(shòu)到一個㊙️向(xiang)前的作用(yong)力,當排量(liang)♌變化時，後(hou)導向架的(de)3個側棱起(qi)到支撐作(zuò)用,由于其(qí)側棱與渦(wō)輪變送器(qi)殼體内壁(bì)的間隙很(hen)小,所以在(zài)替漿的過(guo)程中保證(zhèng)了軸不會(huì)因爲排量(liang)的不穩定(ding)而偏離水(shui)平線旋轉(zhuan)。這樣👉将報(bào)廢的殼體(ti)重新利用(yong),節約了成(chéng)本,并保證(zheng)了計量的(de)正确性🔞。
5對(duì)比驗證
除(chu)前導向支(zhi)架外，還對(dui)後導向架(jia)的不平穩(wěn)是否會對(duì)渦💛輪流✌️量(liàng)計的正确(que)性産生影(yǐng)響進行了(le)對比驗💯證(zhèng)。将💋一個後(hou)台階面不(bú)平整的殼(ke)體與後台(tái)階面平整(zhěng)的殼體相(xiang)連接,應用(yòng)🏃♂️于坨128-斜74井(jǐng),該井設計(ji)3008m,除去壓塞(sai)液2.0m³,替漿量(liàng)爲34.5m³。在測完(wan)排量、設定(dìng)好這兩個(gè)殼體系🐇數(shù)後,記錄了(le)替漿時兩(liang)個殼體的(de)每分鍾顯(xiǎn)示數值💜和(he)最終數值(zhi)😄(表2)。通過試(shi)驗對比🔱瞬(shun)時排量和(hé)總排量,可(ke)以發現當(dang)安置☎️後導(dao)向架的台(tái)階面不平(píng)整時,二次(ci)儀表上顯(xian)示的數據(jù)依然能保(bao)持穩定,波(bō)動小，且其(qí)累計總量(liang)和完好的(de)渦輪變送(song)器相比兩(liǎng)者的誤差(chà)不超過1%,這(zhe)點差距完(wán)全可以通(tōng)過精心保(bǎo)養和調⁉️整(zheng)系數來彌(mí)補。因此在(zài)正💃常情況(kuang)下,安置後(hou)導向架的(de)台✏️階面不(bu)平整時,渦(wo)輪變送器(qi)仍能達到(dào)固井時對(dui)流量計精(jing)度的要求(qiu)。
6結論
(1)安置(zhi)前導向架(jià)的台階面(miàn)是否平整(zhěng)直接影響(xiang)渦輪變送(sòng)器📧的正✨常(cháng)工作,導緻(zhì)一系列的(de)問題出現(xiàn)。
(2)驗證了當(dāng)安置後導(dao)向架的台(tai)階面不平(ping)整時,渦輪(lun)變送器仍(réng)然能正常(cháng)工作,不會(huì)出現特殊(shu)響聲。
(3)通過(guo)前面的故(gù)障與異響(xiang)分析,以及(ji)對比驗證(zheng)數據,找到(dao)了症結所(suo)在。爲了使(shi)流量計能(neng)夠良好地(di)服務于固(gù)井作業施(shī)工，根據分(fèn)析結論與(yu)改進措施(shi)，已經完成(cheng)了部分流(liú)量計的升(sheng)級改造,并(bing)在現場試(shi)驗與應用(yòng)過程中取(qǔ)得了良好(hǎo)的效果。
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