摘要(yao)：鹽穴儲氣庫在(zai)造腔過程中，電(dian)磁流量計 用于(yu)計量注人和排(pái)出液體體積，其(qi)可靠性直接影(yǐng)響⛹🏻‍♀️到造腔工程(cheng)師對造腔進度(du)的監控，及相應(ying)施工♈計劃的安(ān)排。除定期檢測(cè)外，文章根據岩(yan)鹽中泥質不溶(rong)物㊙️膨松系數在(zai)一定範圍這一(yi)特征，統計分析(xi)生産數據，評價(jia)其可🈲靠性。結果(guǒ)表明，電磁流量(liang)計可靠性能滿(man)足🏃‍♀️鹽穴儲氣庫(kù)造腔生産需要(yao)。
　　電磁流量計由(you)流量傳感器和(he)轉換器兩部分(fèn)組成，與其他類(lei)型的流量計相(xiàng)比，電磁流量計(jì)具有無壓損、口(kou)徑大、量程比寬(kuan)、耐腐蝕、适用于(yu)高黏度介質、性(xing)價比高等特點(dian)，可充分📐減小管(guǎn)道内的阻力，符(fu)合節能降耗的(de)要求。目前，電磁(ci)流量計已廣泛(fan)🐕應用于造腔生(shēng)産中，雖然經過(guo)定期檢測，但由(you)于❌被測介質性(xing)✨質及流速等的(de)影響，電磁流量(liang)㊙️計在造腔中的(de)應用✌️效果并未(wèi)評價。調研結果(guo)表明［4＿６］，岩鹽中不(bú)溶物膨松系數(shù)在特定地區是(shì)常數，且往往在(zai)一定範圍内，可(kě)👌用生産中溶鹽(yan)體積、腔體實際(jì)體積、不溶物含(hán)量等🤞參數表達(da)。介紹電磁流量(liang)計的測量原理(li)，造腔地面💁工藝(yi)，确定電磁流量(liàng)計在造🏃‍♂️腔站的(de)适用性，造腔站(zhan)内電磁流量計(jì)的選型與安裝(zhuāng)，明确該類流量(liàng)計的使用符合(he)💜減小測量誤差(cha)及穩定性的要(yào)求，再根據曰常(cháng)生産中的注人(ren)液體、排出液體(tǐ)體積以及相應(ying)🚩的濃度，對溶鹽(yan)體積進行計算(suàn)，結合階🔞段造腔(qiang)實際⛷️體積及不(bú)溶物含量，計算(suàn)不溶物膨松系(xi)數，評價流🌍量計(jì)的可靠👌性。
1電磁(cí)流量計測量原(yuan)理
　　電磁流量計(jì)是利用法拉第(dì)電磁感應定律(lü)測量，如🚶‍♀️圖1所示(shì)，用于測量電極(jí)與運動的流體(tǐ)構成的回路🌈中(zhong)産生的電參數(shu)，并根據👨‍❤️‍👨公式換(huan)算成流體速度(du)，再測量流🏃🏻‍♂️通截(jie)面液位高度得(de)到流通面積，兩(liǎng)者相乘得到所(suǒ)測流量。

? 式中：爲(wei)被測介質體積(jī)流量，m3/s；％爲直流式(shi)電磁流量計用(yòng)來測量流體橫(héng)越磁場時所感(gǎn)生的電動勢，Ｖ；６爲(wèi)磁感應♌強度，T；Ｌ爲(wei)電極間距，即測(ce)量管内徑，ｍ；ｖ爲液(yè)體平均流速，ｍ/s；Ａ爲(wèi)修正系數。

2造腔站電(dian)磁流量計選型(xíng)
　　電磁流量計選(xuan)型與安裝應根(gēn)據工藝條件來(lai)确定，主要包♊括(kuo)被測介質電導(dǎo)率、溫度、壓力、介(jie)質流量範圍、工(gong)藝管道的管徑(jìng)、介質狀态，介質(zhì)的腐蝕性，工藝(yi)管道材質等因(yīn)素，保證測量的(de)精度，并🥰根據環(huan)境條件選擇防(fáng)爆及防護等級(ji)。
2.1造腔地面工藝(yi)
　　造腔地面工藝(yì)分爲注水工藝(yi)和排鹵工藝。注(zhù)7ｊＣ過程中，淡♈水或(huo)淡鹵水通過離(li)心泵增壓至彙(huì)管，然後通過各(ge)⛱️井管線流量計(jì)計量，進人鹽層(ceng)。排鹵過程爲，溶(róng)鹽産生的鹵水(shuǐ)依靠自身壓力(li)通過管道計量(liang)後，最終進人彙(hui)🏃🏻‍♂️管外輸。
2.2選型及(ji)安裝
　　造腔站電(dian)磁流量計測量(liang)介質主要爲鹵(lǔ)水或者淡鹵水(shuǐ)，電導性較強，但(dàn)具有較強的腐(fǔ)蝕性。采用的襯(chèn)裏材料爲聚四(sì)氟乙烯（ＰTFＥ），電極材(cái)料選用哈氏合(hé)金（ＨＣ），耐腐蝕性能(neng)好，能有效預防(fang)注人和排出液(ye)體含有顆粒雜(za)質、飽🎯和鹵水結(jié)晶等問題🐅。防護(hu)等級選用ＩＰ６5用以(yǐ)完全防止外物(wu)侵入并防㊙️噴射(shè)水進人。
　　在安裝(zhuang)位置方面，各單(dan)井注水排商流(liu)量計在高低壓(ya)閥室，與注水泵(bèng)機組隔離，接地(dì)良好。單井注水(shuǐ)排鹵管🈚道爲ＤＮ150，流(liú)量計的前直管(guan)段長度爲87cm，後直(zhi)管段55cm，同🏃時，在回(huí)鹵的低壓閥室(shi)，電磁流量計安(ān)裝在介質的上(shàng)流處，符合電磁(cí)流✊量計安裝要(yào)求［7＿8］。
3造腔站電磁(ci)流量計可靠性(xing)分析
　　根據岩鹽(yán)中泥質不溶物(wù)膨松系數在一(yi)定範圍這一特(tè)👣征，通過對金壇(tán)儲氣庫的造腔(qiang)井生産數據進(jin)行分👌析，計算腔(qiang)體溶鹽量，結合(he)聲響測腔體積(jī)，計算不溶物✔️膨(peng)松系數，檢驗電(diàn)磁流量計計量(liang)的可靠性。
3.1鹽層(ceng)物理化學性質(zhì)
　　金壇鹽岩層段(duan)岩性主要爲鹽(yan)岩、含泥鹽岩夾(jiá)含鹽泥⭐岩、鈣芒(mang)硝泥岩、雲質泥(ní)岩、泥岩、粉砂岩(yán)等。對于占鹽岩(yan)段80％以上的鹽岩(yán)層，主♈要礦石以(yǐ)石鹽爲主，其次(ci)爲鈣芒硝、石膏(gao)，局部出現無水(shui)芒硝，雜質主要(yào)爲粘土礦物，其(qí)次爲白雲岩、碳(tàn)酸鹽岩等。石鹽(yán)的化學組成主(zhu)要是ＮａＣｌ，占74.9％~90.8％，其次是(shì)Ｎａ2Ｓ04、ＣａＳ04，其他鹽類甚微(wei).
3.2造腔運行中溶(rong)鹽量計算
　　由于(yu)日常造腔中，主(zhu)要注人淡水或(huò)者淡鹵水，離子(zi)濃💁度非常低，且(qie)日常化驗中測(cè)量了注人液體(tǐ)的氯離子📧濃度(du)，其他離子未詳(xiang)細測量，所以在(zai)進行溶解🈚鹽體(ti)積計算時，注人(rén)液體隻考慮氯(lü)離🈲子。

　　由于每次(ci)測腔都有等待(dai)和準備時間，所(suo)以腔内鹵水濃(nong)度☂️會繼續升高(gāo)，腔體體積擴大(da)。故該階段溶鹽(yán)👉體積應按照式(shi)（9）計算：

　　式中：心爲(wèi)日溶鹽體積，m3；心(xīn)爲日采鹽體積(jī)，m3；爲腔體擴大後(hòu)未排出液體的(de)溶鹽體積，m3；爲腔(qiāng)體擴大後未排(pái)出液❌體體💞積，m3；爲(wèi)🐕腔體擴大後未(wei)排出的液體中(zhong)等效㊙️淡水溶劑(jì)質量，ｋｇ；化爲日排(pai)出液體體積，m3；F注(zhu)爲日注人液體(tǐ)體積，m3；爲日排出(chu)㊙️液體氯化鈉質(zhi)量體🈚積濃度，g/ｌ；（＾爲(wèi)日注入液體☎️氯(lǜ)化鈉質量體積(ji)濃度，g/1；Ｐ排爲曰排(pái)出液體密度，kg/m3；ｐ注(zhu)爲日👣注入液體(tǐ)密度，kg/m3；氯化鈉密(mi)度，kg/m3；以⚽爲水🐕的密(mi)度，kg/m3；爲階段溶鹽(yan)體積，m3；爲聲呐測(ce)💃量時腔體内氯(lǜ)化鈉質量體積(jī)濃度✨，g/1；爲聲呐測(cè)量時腔體内液(yè)體密㊙️度，kg/m30
　　由于201６年(nian)前并未進行注(zhu)水濃度化驗，選(xuan)擇了2016年至2017年進(jìn)行造腔并㊙️在該(gāi)時間段内完成(cheng)設定造腔階段(duan)的井進行統計(jì)分析，結🌏果如表(biao)1所示。


3.3膨松系數(shu)
　　鹽岩礦床不論(lùn)品位多髙，都普(pu)遍存在着水不(bu)溶物，主要分布(bù)在鹽岩層内及(ji)夾層中。由于金(jin)壇鹽礦不溶物(wu)中的一大部分(fèn)❗屬于泥岩，主要(yào)以粘土礦物中(zhōng)以伊利石爲主(zhu)，其次爲☎️伊／蒙混(hun)層，無高嶺石，這(zhè)些粘🐕土礦物的(de)強吸水性及吸(xi)水後極易膨松(sōng)性，會減少腔體(ti)有效體積，所以(yi)實際溶解鹽的(de)體積并不是腔(qiāng)體體積，它們之(zhī)✨間存在以下關(guan)系:
　　式中：Ｋ爲階段(duan)腔體有效體積(jī)，m3；1爲階段溶解的(de)固體鹽體積，m3；？爲(wei)階段鹽岩中不(bú)溶物比例，小數(shu)；盧爲階段鹽岩(yán)中不溶物崩落(luo)以後的膨松系(xi)數，常數。
　　根據實(shí)驗，金壇儲氣庫(ku)不溶物膨松系(xì)數在1.5~3範圍。由🍓于(yú)鹽穴造腔❓高度(dù)近150ｍ，含多個夾層(ceng)，夾層含粘土礦(kuàng)物含量不同，所(suǒ)以😍膨松系數不(bú)同，同時夾層的(de)厚度不⭕同，所以(yi)♊利用該方法模(mó)拟的腔體體積(jī)的評價應根據(ju)不同造腔階段(duàn)來進行。.表1列舉(ju)了2017年測腔井的(de)階段造腔體積(ji)及該階段不溶(róng)物含量，并計算(suàn)該階段的不溶(rong)物膨松系數。
　　從(cóng)表1可以看出，除(chu)T7井外，其他井不(bu)溶物膨松系數(shu)均在1.5~3範圍🆚，說明(míng)造腔站内的電(diàn)磁流量計的準(zhun)确性和穩定性(xing)能夠滿✨足生産(chǎn)的需要。
3.4誤差分(fen)析
　　根據該方法(fa)對鹽穴儲氣庫(kù)電磁流量計效(xiao)果進行評價時(shí)🔞，不溶物膨松系(xì)數計算誤差主(zhǔ)要受下列因素(sù)影響。
（1）注人液體(tǐ)溶液質量濃度(du)化驗誤差。受鹽(yán)廠清罐等因素(su)影響，當日供應(yīng)的淡鹵水濃度(dù)可能會出現上(shàng)午高⁉️，下午🐕低的(de)🌈情況，而每天淡(dan)水供應化驗的(de)濃度👉隻有上午(wu)一個參數，所🈲以(yǐ)對計算結果有(you)一定影響。該誤(wù)差可通過增加(jiā)濃度化驗次數(shu)得到有效解決(jue)🔞
（2）由注人液體中(zhong)硫酸鈉、硫酸鈣(gài)等含量的不确(què)定引起的誤🏃🏻‍♂️差(cha)，但這些礦物在(zài)溶液中含量非(fēi)常少，在一🔞個造(zao)腔階段内其影(ying)響可☔忽略。
（3）流量(liàng)計計量誤差。現(xian)場選用的是準(zhun)确度等級爲0.5級(ji)的🚶流📧量計✏️。檢測(ce)報告顯示，流量(liàng)計實際相對示(shi)值誤⭐差較大，這(zhè)可能導緻計算(suàn)的不溶物膨松(song)系數偏離⚽正常(chang)範圍。以T7井🌍爲例(li)，如表2所示，注入(ru)端💋流量計FT1在30m3/h時(shi)，相對示值誤差(cha)達6％，在90m3/h時，相對示(shi)值誤差爲🌈3％，明顯(xian)大于排出端流(liu)量㊙️計FT2在對應檢(jian)測點的相對示(shi)值誤差。同時，生(sheng)産數據顯示，T7井(jing)在該造腔階段(duan)，FT1示值在30~80m3/h範圍，這(zhe)直接導緻了計(ji)算的注入鹽量(liàng)偏大，而溶鹽量(liàng)偏小⛹🏻‍♀️，最終使不(bu)落物膨松系數(shù)偏低。考慮到注(zhù)人液體溶💁液質(zhì)量濃度化驗誤(wù)差🧑🏾‍🤝‍🧑🏼對于所有同(tong)期造腔井的不(bú)溶物膨松系數(shù)影響結果相近(jin)，而除T7井外，其他(tā)井不🧡溶物膨松(song)系數都在正常(cháng)範圍内，所以流(liu)量計FT1實際測量(liàng)誤差大是導緻(zhi)T7井不溶物膨松(song)系數偏小的主(zhǔ)要原因。

　　從表2中(zhong)可以看出，随流(liú)速的增大，相對(duì)示值誤差逐🏃漸(jian)❓減小✌️。這可💃能是(shi)由于測量的流(liu)體内部雜質在(zài)管道内易形成(chéng)沉澱，雖🙇🏻然采用(yong)了聚四氟乙烯(xi)作爲襯裏材料(liao)保護電🈚極，但是(shì)在低速流狀态(tai)下，這些沉澱附(fù)着于内襯的表(biǎo)面使測量結果(guǒ)發生偏差，所以(yi)電🏃‍♀️磁流量計實(shí)👣際測量誤差必(bi)将随着時間的(de)推移而逐漸增(zeng)大。爲提🔞高電磁(ci)流量計在鹽穴(xué)儲氣庫📧造腔過(guo)程中的測量精(jing)度，可采用以下(xia)方法。
（1）調整工藝(yì)，在可控範圍内(nèi)提髙流速，減少(shǎo)雜質沉澱，提高(gao)🚶測👅量精🔴度。
（2）定期(qī)清理流量計。
（3）對(duì)于檢測過程中(zhōng)發現的誤差值(zhi)超過最大允許(xu)誤差👨‍❤️‍👨的流💜量計(jì)，儀表系數偏離(lí)原出廠标定的(de)儀表系⭕數時，可(ke)根據檢測機構(gou)的檢測結果進(jìn)行儀表系數🚩校(xiao)準。
結束語
　　綜上(shang)所述，電磁流量(liàng)計的正确率和(he)穩定性能夠滿(man)⭐足鹽穴儲氣庫(ku)造腔的需要。但(dan)是，電磁流量計(jì)在鹽穴儲氣庫(kù)使用中，受待測(cè)液體不純的影(ying)響，實際的測量(liang)誤差随時間的(de)推移而逐漸增(zeng)大，特别是在低(dī)♋流速的情況下(xià)，相對示值誤差(chà)明顯較大。造腔(qiang)設計🌍者可根據(ju)特定地區岩鹽(yan)中不溶物膨松(song)系數在一🤟定範(fan)圍内這一特征(zheng)，進行生産分析(xī)，評價流量計計(ji)量在使用中的(de)可靠性。對📞于不(bú)溶物膨松系數(shù)不在特定範圍(wéi)内的井，排除濃(nong)度檢驗影響後(hòu)❗，可通過提高流(liu)速，定期清理流(liu)量㊙️計，儀表系數(shù)校準等方式提(tí)💰高測量的數據(ju)的準确性👌，以便(biàn)于合理安排造(zao)腔計✂️劃，指導造(zào)腔施工。

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