摘要針對(duì)在注水中電磁流(liu)量計 測量精度普(pu)遍低于理論值的(de)現狀,試驗小組根(gen)據電磁流量計原(yuan)理與實際應用工(gōng)況條件,查找影響(xiǎng)🐇電磁✂️流量計測量(liang)精度的主要因素(sù),并制定對策措施(shi)進行🌂反複比㊙️較實(shí)驗✨和效果檢查,最(zui)終通過5項有效措(cuo)施的實施,完成電(diàn)磁流量🐆計測量精(jing)度達到并☔超過理(lǐ)論值的目标。
引言(yán)
　　在石油開采過程(chéng)中,地下能量會越(yuè)來越低,産液量也(yě)随之下降,爲了提(tí)高采收率,一個重(zhong)要的手段就是向(xiang)目的層注水,提高(gāo)地層壓力,達到提(ti)高采收率💃的目的(de),地層的注水量必(bi)須把握準确💞,否則(ze)就會造成水淹、水(shuǐ)竄,對地層💃🏻造成傷(shāng)害,會引起含水率(lǜ)升高🐇,産液量下降(jiang)🥰。因此,注水計量的(de)精度對油田生産(chan)有着極其重要的(de)作用。目前有注水(shuǐ)井156口,有105口注水井(jǐng)采用了電磁流量(liàng)計計量,其中每4～8口(kou)配一個注水站,每(mei)個注水站安裝一(yi)台總水表,全廠在(zai)用電磁流量計120台(tai)。提高電磁流量計(jì)測量精🐉度問題。
電(diàn)磁流量計應用現(xian)狀分析
　　電磁流量(liang)計用來測量經密(mì)封管道内一般導(dǎo)電液體體積流量(liàng)🏃🏻的儀表,根據法拉(lā)第電磁感應定律(lü),當導電液體流過(guò)管道的磁場作切(qie)割磁力線時,電極(ji)間将産生感應電(diàn)動勢,其感應電動(dong)勢E爲:
E=KBDV
式中:
V―測量管(guǎn)道截面上的平均(jun1)流速(m/s);
K―儀表常數;
D―測(cè)量管内直徑(m);
B―磁感(gan)應強度(T)。
　　電極檢測(cè)出的微弱感應電(diàn)動勢E,先經前置放(fàng)大器的♻️放✉️大和噪(zào)👨‍❤️‍👨聲抑制,成爲大幅(fu)度低阻抗的電壓(ya)信号,此信号經微(wēi)分、積分電路處理(lǐ),再經模數轉換器(qi)進入單片機進行(háng)控制、處理和去處(chu)。單片機對放大器(qì)的漂移及零點漂(piāo)移能定期自動調(diào)整,在全量程⚽範圍(wei)内分8段對信号進(jin)行非線性修正。單(dān)片機也能對信号(hào)進行監控、抑制噪(zao)聲信☀️号和切除空(kōng)管幹擾,由大容量(liang)串行貯存器對每(měi)8h處理和㊙️運算後的(de)流量👌數據予以貯(zhu)存一次🏒,同時記錄(lù)該時間與日期的(de)流量數據,顯示爲(wèi)時流量和日流量(liàng)。
　　經過單片機運算(suàn)的流量信号由轉(zhuan)換器和頻率轉換(huan)器将流量數據轉(zhuan)換成标準模拟信(xìn)号(電流信号)與脈(mò)沖、頻率信号等外(wai)輸信号輸出,最後(hou)流量數據信息由(yóu)液晶屏顯示總流(liu)量和瞬時流量,或(huò)者可通過光耦按(àn)鈕功能鍵來操作(zuò)顯示屏上的各種(zhǒng)功能菜單,并能分(fen)别顯示其對應的(de)信息。
　　電磁流量計(ji)理論精度爲1.5%,但由(yóu)于油田注水工況(kuang)較爲複雜,實際使(shǐ)用過程中的測量(liàng)精度難以保證,工(gōng)況最😄差的碼頭莊(zhuāng)油田電磁流量計(jì)精度平均爲5.0%,個别(bie)達到10.3%,對原油㊙️生産(chǎn)産生較大♌影響。
現(xiàn)狀分析一:少量氣(qì)體呈波狀流
　　管線(xiàn)中若有氣體則會(huì)發生流量計顯示(shì)晃動情況,讀👄數不(bú)🔞穩定,管線由于是(shì)密封,且是在三相(xiàng)分離器水倉的底(di)💃部出水所以從⭐源(yuan)頭帶來氣體不可(ke)能。從❤️三相分離器(qì)的水出口處的壓(ya)力表處拆開多次(cì)看後如表1。
現狀分(fen)析二:閥門開啓度(du)太小
　　上遊閥門開(kai)啓太小,則液位會(hui)在電極以下,表現(xiàn)出流量計爲超滿(mǎn)度情況,碼頭莊污(wū)水流量計曾經多(duo)次出現這種情況(kuang),表🆚2爲在一級沉降(jiàng)罐進口的統計情(qing)況。


現狀分析三:啓(qǐ)用前沒排氣
　　啓用(yòng)前未能排淨管内(nèi)空氣,剩留氣體積(ji)聚在管系高點,流(liu)動時💔被液體夾帶(dai),呈氣泡狀流出;另(lìng)一原因是液⛱️體中(zhong)夾帶小氣泡逐漸(jian)聚集,滞留在管系(xi)高點。故障表現爲(wei)流量測量值和實(shí)際值不符以及輸(shū)出晃動。在啓用前(qian)均都已經排盡空(kong)氣。另外的夾帶小(xiǎo)氣泡也是不存在(zài)的,因爲碼頭莊三(sān)相分離器污水♌出(chū)水口在水倉的底(di)部,即使有🙇🏻氣體它(tā)也在水倉時就跑(pao)到水倉頂部。
現狀(zhuàng)分析四:管系中吸(xi)入氣泡
　　 污水電磁(cí)流量計 設在一級(ji)沉降罐的進口處(chù),在這個電磁流量(liàng)計的前面♉大約50cm處(chu)有個加藥點,這個(ge)加藥點偶爾會在(zài)加藥的同時⛷️加進(jìn)氣體。
現狀分析五(wǔ):流動狀态的變化(huà)
　　流量測量值與應(ying)用參比值不符,通(tong)常儀表調試正常(chang)運行♉一🐇段時期後(hòu),也會因流動狀态(tai)變化而出現故障(zhàng)🔅。主要表現是管内(nèi)有随動物體,如接(jiē)口處的膠帶以及(ji)㊙️内襯脫落等在随(suí)着水流有擺動。拆(chāi)開接口及有襯體(ti)易脫落處✊檢查。均(jun)沒有随動物體。
現(xiàn)狀分析六:液體中(zhōng)含有溶解氣
　　聯合(he)站擁有兩座卧式(shi)三相分離器,其日(ri)均處理液量在500m3左(zuo)右,主要是對産出(chu)液進行油、氣、水分(fen)離,根據工程需要(yào)三相分離器的壓(yā)力爲0.24MPa,而到了污水(shuǐ)電磁流量計那裏(lǐ)壓🌈力還不💔到0.1MPa,以前(qián)出水出油溫度在(zài)39℃左🔞右,後打開一級(jí)沉降罐頂蓋可以(yi)聞到比較強烈的(de)🏃🏻‍♂️天然氣味道,懷疑(yí)污水中♌含有溶解(jie)氣,提高三相分🤟離(li)器的熱循環♈水量(liàng),果然溶解氣少了(le)很多。其前後對比(bǐ)如表3．

現狀分析七(qi):電導率不均勻
　　這(zhè)個是指兩種以上(shang)的液體還沒有混(hùn)合好就進入流✉️量(liang)計,若它☎️們的電導(dǎo)率相差比較大則(zé)會導緻流量計測(cè)量不準确。污💋水電(dian)磁流量計的前面(mian)有個加藥點,加進(jìn)殺菌劑、絮凝劑、阻(zu)垢劑三種藥劑,總(zǒng)共加💔藥量爲12.5L/h。這個(ge)流量與污水流量(liàng)相比非常☔小,其影(yǐng)響在流量計上🏃🏻很(hen)難反映出☁️來。關閉(bì)加藥點觀察如表(biao)✏️4。

現狀分析八:往複(fú)泵振蕩
　　原來有三(sān)台三柱塞高壓泵(beng),正常都是在18MPa的壓(yā)力下♊運轉,由于💔泵(bèng)的脈動性而測量(liang)點又未遠離泵,脈(mo)動使電磁流💛量計(jì)輸出晃動,有時候(hòu)還産生了測量誤(wù)差。這從🌈總表的校(xiao)驗可以得出。
現狀(zhuàng)分析九:沉積層覆(fu)蓋電極
　　 污水流量(liang)計 有時晃動的比(bi)較厲害,拆開可以(yi)看到裏面已經薄(báo)薄的被覆蓋了一(yī)層微小物體。而流(liú)量也從5.5～11.5m3/h來回跳🔞動(dòng)。
　　通過對以上的分(fèn)析,影響電磁流量(liàng)計測量精度低于(yu)🌈理論值的主要原(yuán)因是:①閥門開啓度(dù)太小;②管系吸入氣(qi)泡;③液體中😍含有😍溶(róng)解氣;④往複泵振蕩(dàng);⑤沉積層覆蓋電極(ji)。
提高電磁流量計(ji)測量精度的試驗(yan)
試驗一:加大流量(liang)計上遊閘門開啓(qǐ)度
　　如果管中的液(ye)體達不到電磁流(liú)量計的電極上面(mian)🐉則會出現超🎯滿度(dù)現象。油田多次出(chū)現三相分離器污(wū)水出口達到✊65.7m3/h,而碼(mǎ)🎯頭莊一天的總産(chan)液量在500m3左右,其中(zhong)油約200m3/d,污水約300m3/d,平均(jun1)爲10～12m3/h。而65.7m3/h這個測量值(zhí)嚴重地偏離了實(shi)際流量值。故把三(sān)相分離器的污水(shui)出口全🛀🏻開,而改用(yong)流量計後面的閘(zha)閥來控制脫水量(liàng)(圖1)。

　　以前是用1#(三相分(fèn)離器污水出口閘(zha)閥)與3#閘閥來共同(tóng)控制流量,這樣往(wǎng)往有可能是1#閘閥(fa)開的較小,3#開⭐的較(jiào)大,這就有可能在(zài)管線中會留出一(yī)部分空間,使氣體(tǐ)進入,最終導緻液(yè)體不能充滿整個(gè)管系,而出現超滿(man)度。
　　現在采取的措(cuo)施是1#閘閥全開,而(er)用3#閘閥的開啓度(du)來控✊制流量💋。這樣(yàng)就避免了電磁流(liú)量計和管線虧空(kōng)現象,電磁流量計(ji)測量的準确性提(tí)高了很多。
試驗二(èr):維修加藥泵的密(mi)封性
　　污水流量計(ji)的前面有個加藥(yào)點,距離電磁流量(liàng)計大約50cm。加殺💔菌劑(ji)、阻垢劑、絮凝劑3種(zhǒng)藥劑(圖2)。

　　管系若吸(xī)進空氣則造成測(cè)量值晃動不穩定(dìng)。圖中1,2,3分别代表🛀🏻3台(tai)加藥泵,這3台加藥(yao)泵排量小,總量在(zai)12.5L/h,但🍓就是這個加藥(yào)點給這個流量計(ji)造成了相當的誤(wu)差。每個加藥泵都(dou)有個🍉入口,入口放(fang)在加藥罐裏。該入(ru)口的結構示意如(ru)✍️圖3。
　　加藥泵的A部分(fen)在藥劑的上面,而(ér)B部分則沉沒在藥(yào)劑中💔,加的藥劑有(yǒu)一定的黏度,且有(yǒu)部分雜質,故濾網(wǎng)是✨經常堵住,如果(guǒ)在藥劑中的B部分(fen)不通暢,則裸露在(zài)空氣中的🔆A部分會(hui)從1與2及吸料連接(jie)器和墊圈處進空(kōng)氣。3台中的任意一(yī)台漏空氣都會♍由(you)管線中的加藥點(dian)進入管線,從而導(dǎo)緻流量計✂️測量值(zhi)不穩定。現在是每(mei)周都會對泵的濾(lü)網和吸料連接器(qi)以⭐及墊圈進🚶‍♀️行檢(jiǎn)查。由加藥泵漏進(jin)氣👉體不再發生。

試(shi)驗三:提高三相分(fèn)離器溫度降低污(wū)水中含有的♻️溶解(jiě)氣
　　在實驗中都是(shì)單獨實驗,在不考(kao)慮其他因數的條(tiao)件下,把三相分離(lí)器的溫度由原來(lai)的39℃提高到現在的(de)46℃,效果很明顯。控制(zhi)三相分離器的溫(wen)度,也就是控制三(sān)相分離器循環熱(rè)水量與循環熱水(shuǐ)溫度,循環熱水溫(wen)度🧑🏾‍🤝‍🧑🏼一般變化較小(xiao),而水💰量由原來的(de)3m3/h,調配到🙇🏻現在的6m3/h,這(zhè)樣一來,包括井💋上(shàng)産氣也多析出了(le)6～8m3/h。具體🐆如圖4。

　　從圖4可(ke)以看出當出水溫(wen)度達44℃時,産氣量達(dá)到近50m3/h(标況即:溫度(dù)273K,壓力101325Pa),且呈平穩的(de)趨勢,也就是此時(shí)達到了一個平衡(heng)。達到了析氣的最(zuì)大化,析出氣體的(de)最佳狀态。也就是(shi)這樣出去的污🥵水(shui)含氣☔最少。達到了(le)不含溶解氣的目(mu)标。
試驗四:改變讀(du)數方式,增加新工(gōng)藝,緩解往複泵的(de)振蕩
　　注水站原有(you)3台3S175-13.4/20三柱塞注水泵(bèng),在泵的出口裝有(yǒu)總流量計🌏,這個🍓總(zǒng)流量計的測量由(you)于泵的往複振蕩(dàng)使其🈲準确性很低(di),每次與各注水單(dan)井總和的差别都(dou)有近50m3。每天注水在(zài)620m3左👄右,這樣就有近(jìn)10%的誤差,而每次對(dui)其校驗的差值也(ye)是10%左右💚,表5是2025.12.13校驗(yàn)的結果。

　　從表5中可(ke)以看出流量計的(de)準确性很低甚至(zhì)超過了10%,這個📞數據(ju)🐆的差别很大,到這(zhè)種情況應該說不(bu)是誤差,而是☎️錯誤(wu)了。在有脈動流動(dong)源的管線上,要減(jian)緩其對✉️流量儀💰表(biǎo)測量🔴的影響🐇,通常(cháng)應該采取流量傳(chuan)感器遠🚶離脈動源(yuan)💜,利用管流流阻衰(shuai)減👌脈動;或在❤️管線(xiàn)适當位置裝上稱(chēng)作被動式濾波器(qì)的氣室緩沖器,吸(xi)收脈㊙️動🔴。因爲在此(cǐ)不好改變流程和(he)泵的本身工藝,爲(wèi)此采取的措施是(shi)讀取泵的進口流(liu)量計和泵的回流(liú)流量計,因爲這兩(liǎng)處表的壓力很低(di),脈👅動振動也✏️很小(xiao),用泵的進口流量(liang)計數值減去回流(liú)流量計數值,得出(chu)注水量數值。但是(shi)在2005年☔11月份碼頭莊(zhuang)新裝了一㊙️台5S175-33.3/20的五(wu)柱塞注水泵,這台(tái)泵是五個柱🔆塞,其(qí)水的振動性相對(duì)減少,并💞趨🏃于平緩(huǎn),且本身帶有氮氣(qi)緩沖裝置,能非常(chang)有效地緩解振動(dong),達到了預期效果(guo)。
試驗五:定期清洗(xi)電磁流量計内壁(bi)
　　在污水流量爲10m3/h左(zuǒ)右,溫度約爲44℃,電磁(ci)流量計清洗周期(qi)爲♌45d,否👌則測量誤差(chà)将很快會達到5%。定(ding)期清洗電磁流量(liang)✔️計以避免沉積⭕層(ceng)的影響。
試驗小組(zu)于2025-12～2025-12對試驗效果進(jin)行驗證,見表6。

　　通過(guo)表6可以看出現在(zài)誤差最大的是總(zong)表流量計,但也隻(zhī)有0.95%,完全符合誤差(chà)不能高于1.5﹪的生産(chan)要求,達✂️到預期的(de)效果。

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