[摘要]油田(tian)井下外流道式(shi)電磁流量計 在(zài)油田注水井和(hé)注聚井中應用(yòng)廣泛，電極作爲(wei)電磁流量計的(de)關鍵部件,它的(de)設計非常重要(yao)。電極的設計要(yào)考慮的✊方面非(fēi)常多,而油田井(jing)下被測介質成(cheng)分又非常複雜(zá),因此應根據具(ju)體的井下被測(cè)介質成分通過(guò)試驗來确定與(yu)之相匹配的電(diàn)極材料。
1引言
　　油(yóu)田開發後期,爲(wei)了提高石油采(cai)收率，普遍采用(yong)了注水,注👅聚合(he)🈚物等采油工藝(yì)措施。在實施這(zhè)些工藝措施的(de)過程中✔️，注入物(wù)多少(流量)的控(kong)制非常重要,注(zhù)入物流量測量(liang)的精度是油田(tian)完成㊙️分層注水(shuǐ)(聚合物)、實現原(yuan)油高産穩産非(fēi)常重要的指标(biao)。外流道❓式井下(xià)電磁流量計由(you)于結構上無阻(zǔ)礙被測介質流(liú)動的節流件,不(bu)會發生管道堵(dǔ)塞、磨損等問題(tí).測試正确率🈲基(ji)本不受流體密(mì)度、壓力.溫度、粘(zhān)度、雷諾數🏃‍♂️等的(de)影響,在油田注(zhù)水井特别是注(zhù)聚井中得到廣(guǎng)泛的應用。
2工作(zuo)原理
　　電磁流量(liang)計 是利用法拉(lā)第電磁感應定(dìng)律的原理來測(ce)量導電液體體(ti)積流量的儀器(qì)。根據法拉第電(diàn)磁感應定律,當(dāng)一導體在磁場(chang)中運動⁉️切割磁(ci)力線時,在導體(tǐ)的🏃‍♀️兩端即産生(sheng)感生電勢e,其方(fang)向由.右手定則(ze)确定,其大小與(yu)磁⛷️感應強度B,導(dǎo)體在磁場内的(de)長度L以及導㊙️體(ti)的運動速度v成(chéng)正比，如果B,L,v三者(zhe)互相垂直,則。與(yǔ)此相仿,我們把(ba)🔞管道内流動的(de)導電液體看成(cheng)是✂️導體運動,當(dāng)管道置于磁場(chǎng)内,在垂直于磁(cí)場方向和流速(su)方向安裝兩個(ge)與液體接觸的(de)電極，當🔴導電液(yè)體在管道中以(yi)流速v流動時，導(dao)電流體就切割(gē)磁力線,則兩電(dian)極之間也将産(chǎn)生感應電動勢(shì):E=BLv
 
L爲電極之間的(de)距離。
　　從式(1)可以(yi)看出,流速v與感(gǎn)應電動勢E成正(zheng)比,與電極之間(jiān)的距離L和磁感(gǎn)應強度B成反比(bǐ)，與其它物理參(cān)🔴數無關。在磁感(gan)應強度B恒定和(hé)電極之間的距(jù)離L不變時,隻要(yào)測量出感應電(dian)動勢E,即可得到(dao)液體流速及流(liú)量。
3電極設計要(yào)點
3.1導電性和非(fēi)導磁性
　　通過電(diàn)磁流量計的工(gōng)作原理可知電(dian)極上要産生感(gan)應電🥵動🙇‍♀️勢,首先(xiān)電極必須是導(dǎo)體,因此電極必(bi)須具有🈲非常好(hao)的導電🈲性能。另(lìng)外,電極處于工(gong)作磁場🏃🏻‍♂️中,爲防(fáng)止磁力線在電(diàn)極上集中,電極(jí)材料必須是❄️非(fēi)導磁的。
3.2耐腐蝕(shí)性
　　在電磁流量(liang)計工作的過程(chéng)中,電磁傳感器(qì)部分隻有電極(jí)與被測介質相(xiang)接觸,因此電極(ji)材料的耐腐蝕(shí)性能是選擇電(dian)極材料的重要(yào)因素。
　　電極的耐(nài)腐蝕性能對測(cè)試性能的影響(xiǎng)主要分爲🧑🏾‍🤝‍🧑🏼兩個(gè)方面。
(1)電極受被(bei)測介質的腐蝕(shí)或磨損,會改變(bian)兩電極間的距(jù)離L。對式的L求偏(pian)導,可以得到測(cè)量誤差
 
(2)電極在(zài)被腐蝕的過程(chéng)中,電極上會出(chu)現相當大的直(zhí)流漂移電☁️壓,使(shǐ)測量輸出産生(shēng)大幅度的波動(dòng),影🙇‍♀️響到測試的(de)讀數。
3.3電極的表(biao)面效應
　　電極的(de)表面效應分爲(wèi)表面化學反應(yīng)、電化學和極化(hua)現象,以♊及電極(jí)的觸媒作用三(san)個方面。
(1)表面化(hua)學反應。電極表(biao)面與被測介質(zhi)接觸後,爲了抗(kang)👄拒被測介質的(de)腐蝕,往往會形(xing)成一層薄的鈍(dùn)化膜或氧化層(ceng)。它們可能會提(tí)高電極表面的(de)耐腐蝕⁉️性能,但(dàn)也有可能增加(jiā)表面接💚觸電阻(zǔ),導緻儀器不能(néng)正常工作。
(2)電化(huà)學和極化現象(xiàng)。由于目前普遍(biàn)采用低頻矩形(xíng)波👌勵磁,雖然😘能(neng)減弱極化電勢(shi)的影響,但并不(bu)能完全消除極(ji)♋化電勢幹擾的(de)影響。極化電勢(shì)與液體介質性(xìng)質🌈以及電極材(cai)料性質有關。電(dian)化學現象容易(yì)在測量過程中(zhong)産生漿液噪聲(shēng)和流動噪🐅聲,引(yin)起儀⁉️表輸出出(chū)現🤟波動現象。爲(wei)了避免或減小(xiǎo)這個現象，可選(xuan)配與被測液體(ti)電化學和♻️極化(hua)電勢作用小的(de)材料以及低噪(zao)聲電極。
(3)觸媒作(zuò)用。被測介質在(zai)電極的觸媒作(zuò)用下産生化學(xue)反應而❓影響測(ce)量。
3.4電極的表面(miàn)光沽度
　　電極接(jiē)觸被測介質的(de)表面對于粗糙(cao)度要求非常高(gao),一🈲般都⛷️應該抛(pāo)光處理。主要原(yuan)因有三個方面(mian):表面光滑的金(jīn)屬💞在電解質中(zhōng)抗腐蝕性能較(jiào)強;表面粗糙的(de)金屬,其産生的(de)抗拒極化的氧(yǎng)化保護膜厚度(dù)不均勻,容易被(bèi)顆粒狀、纖維⭐狀(zhuang)等流體中的雜(za)質劃破，造成變(bian)動的直流電位(wèi),影響測量的穩(wen)定性;表🧑🏾‍🤝‍🧑🏼面粗糙(cao)的電極容易在(zài)測試過程中被(bei)被測介質中的(de)雜質污染,表面(mian)容易被🏃‍♀️雜質附(fù)着🔞結垢，影響測(cè)試效果。
4井下應(yīng)用環境分析
4.1注(zhu)水驅油
　　注水驅(qū)油是油田應用(yòng)時間最早，也是(shi)應用最多的-.種(zhǒng)提高石油采收(shōu)率的方式。理論(lùn)上往井下注人(ren)的水的水質比(bǐ)較好,但💁是由于(yu)井下環境複雜(za)，導緻注水井中(zhōng)液體的成分很(hen)複雜。除了水之(zhī)💔外,在高溫高壓(yā)的過程中還溶(rong)解了地層中的(de)各種鹽💛類和氣(qi)體,水中含有大(dà)量HCO3、S02-4.C和CO2-、Mg2+.Sr2+,Ba2+等易結垢(gou)的離子。同時水(shuǐ)中還含有大量(liang)的懸浮的固體(ti)顆粒，直✏️徑爲1~100um。
4.2注(zhù)聚合物驅油
　　聚(ju)合物驅油的基(ji)本原理是通過(guò)提高注人流體(tǐ)的黏度,調💘節油(you)☂️藏中油水兩相(xiàng)的流度比,達到(dao)擴大波及體積(ji)的目的。聚合物(wu)驅油用到的主(zhu)要聚合物爲聚(ju)丙烯酰胺(簡稱(chēng)PAM)、生物聚合物(黃(huang)胞.膠)和梳形抗(kang)鹽聚合物(改性(xìng)的聚丙烯酰胺(an))。
4.3化學複合驅油(yóu)
　　化學複合驅油(yóu)又叫三元複合(hé)驅油,主要利用(yòng)堿.表面活性🔞劑(ji)和聚合物的協(xié)同效應.較大幅(fú)度地提高原油(you)采收率。其中三(san)元體系中的堿(jian)和表面活性劑(jì)均屬于特殊的(de)腐蝕性介質。
5結(jie)論
　　油田井下外(wai)流道式電磁流(liu)量計電極的設(shè)計要考慮的因(yin)素非常多,需要(yào)根據具體的井(jǐng)下應用環境來(lái)确定。文中對電(diàn)磁流量計電極(jí)設計中需要注(zhu)意的地方進行(hang)了詳細的分析(xī)和論述,同時對(dui)油田井下應用(yong)環境進行了簡(jiǎn)單的介紹,對于(yu)油田井下環境(jìng)中應用的外流(liu)道式電磁流量(liang)計電極的設計(ji)具有一定的參(can)考意義。

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