摘要(yào)：鹽穴儲氣庫(ku)在造腔過程(cheng)中，電磁流量(liàng)計 用于計量(liàng)注人和排出(chū)液體體積，其(qí)可靠性直接(jiē)影響到🏃🏻造腔(qiāng)工程師對造(zào)腔進度的監(jiān)控，及相應施(shi)工計劃的安(an)排。除💋定期檢(jiǎn)測外，文章根(gen)據岩鹽中泥(ní)質不溶物膨(peng)松系數在一(yi)⭕定範圍㊙️這一(yi)特✌️征，統計分(fen)析生産數據(jù)，評價其可✔️靠(kào)性。結果♈表明(ming)，電磁流量計(ji)可靠性能滿(man)足鹽穴儲氣(qi)庫造腔生産(chǎn)需要。
　　電磁流(liu)量計由流量(liang)傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分(fen)組成，與其他(ta)類型的流量(liàng)計相比，電磁(cí)流量計具有(you)無壓損、口徑(jìng)大😍、量程比寬(kuān)、耐腐蝕、适用(yong)于高黏度介(jiè)質、性⛷️價比高(gāo)等特點，可充(chōng)分減小管道(dao)内的阻力，符(fu)合節🥵能降耗(hào)的要求。目前(qian)，電磁流量計(jì)已廣泛應用(yòng)于造📧腔生産(chǎn)中，雖🤞然經過(guò)定期檢測，但(dan)由于被測介(jiè)質性🐇質及流(liu)速等的❄️影響(xiǎng)，電磁流量計(jì)在造腔中的(de)應用效果并(bing)未評價。調研(yán)結果🆚表明［4＿６］，岩(yán)鹽中不溶物(wù)膨松系💁數在(zài)特定地區是(shi)常數，且往往(wang)在一定範圍(wéi)内，可用生産(chǎn)中溶鹽體積(ji)、腔體實際體(tǐ)積、不溶物含(hán)量等🔴參數表(biǎo)達。介紹電磁(ci)流量計的測(cè)量原理，造腔(qiāng)地面工藝，确(que)定電磁流量(liang)計在造腔站(zhan)的适用性，造(zao)腔站内電磁(ci)流量計的選(xuǎn)型與安裝，明(míng)确該類流量(liàng)計的使用符(fú)合減小測量(liang)誤差及穩定(ding)性的要求，再(zài)根據曰常生(sheng)産中的🔴注人(rén)液體、排出液(ye)體體積以及(ji)相應的濃度(dù)，對溶鹽體積(jī)進行計算👉，結(jié)合階段造腔(qiāng)實際✌️體積及(jí)不溶物含量(liang)，計算🌏不溶物(wu)膨松系數，評(píng)價流量計的(de)可靠性。
1電磁(ci)流量計測量(liàng)原理
　　電磁流(liu)量計是利用(yong)法拉第電磁(cí)感應定律測(cè)量，如圖1所示(shi)，用于測量電(dian)極與運動的(de)流體構成的(de)回路中産生(sheng)的電參🆚數，并(bìng)根據公式換(huan)算成流體速(su)度，再測量流(liú)通截面液位(wèi)高度得到🔱流(liu)通面⚽積，兩者(zhe)相乘得到所(suo)測流量。

? 式中(zhong)：爲被測介質(zhi)體積流量，m3/s；％爲(wèi)直流式電磁(ci)流量計用☔來(lái)測量流體橫(heng)越磁場時所(suǒ)感生的電動(dòng)勢，Ｖ；６爲磁感應(yīng)強度，T；Ｌ爲電極(ji)間🧑🏽‍🤝‍🧑🏻距，即🙇🏻測量(liang)管内徑，ｍ；ｖ爲液(ye)體平均流速(sù)，ｍ/s；Ａ爲修正系數(shu)。

2造腔站電磁(ci)流量計選型(xíng)
　　電磁流量計(ji)選型與安裝(zhuang)應根據工藝(yì)條件來确定(dìng)，主☔要㊙️包括🚶被(bei)㊙️測介質電導(dǎo)率、溫度、壓力(li)、介質流量範(fàn)圍、工⚽藝管道(dao)的管徑、介質(zhi)狀态，介質的(de)腐蝕性，工藝(yi)🐉管道材質等(deng)因素，保證測(cè)量的精度，并(bìng)根據環境條(tiáo)件選擇防爆(bào)及防護等級(ji)。
2.1造腔地面工(gōng)藝
　　造腔地面(miàn)工藝分爲注(zhu)水工藝和排(pai)鹵工藝。注7ｊＣ過(guò)程中，淡☂️水或(huo)淡鹵水通過(guò)離心泵增壓(yā)至彙管，然後(hòu)通過各🏃‍♂️井管(guan)線流量計計(jì)量，進人鹽層(ceng)。排鹵過程爲(wei)，溶鹽産生🙇‍♀️的(de)鹵水依靠自(zi)身壓力通過(guò)管道計量後(hou)，最終進人彙(huì)💋管外輸。
2.2選型(xíng)及安裝
　　造腔(qiāng)站電磁流量(liang)計測量介質(zhi)主要爲鹵水(shui)或者淡鹵😄水(shui)❗，電導㊙️性較強(qiang)，但具有較強(qiang)的腐蝕性。采(cai)用的襯裏材(cai)料爲🧡聚四氟(fú)乙烯（ＰTFＥ），電極材(cai)料選用哈氏(shì)合金（ＨＣ），耐腐蝕(shi)性💯能好，能✌️有(you)效預防注人(rén)和排出液體(tǐ)含有顆🌈粒雜(zá)質、飽和鹵水(shuǐ)結晶等問題(tí)。防護等級選(xuǎn)用ＩＰ６5用以完全(quán)防止外🌈物侵(qin)入并防噴射(shè)水進人。
　　在安(an)裝位置方面(miàn)，各單井注水(shuǐ)排商流量計(jì)在高低壓閥(fá)室，與注水泵(bèng)機組隔離，接(jie)地良好。單井(jing)注水排鹵管(guǎn)✌️道爲ＤＮ150，流量🔞計(jì)的前直管段(duàn)長度爲87cm，後直(zhi)管段55cm，同時，在(zai)回鹵的低壓(ya)閥室，電磁流(liú)量計安裝在(zai)介質的♌上流(liu)處，符合電磁(cí)流量計安裝(zhuāng)要求［7＿8］。
3造腔站(zhàn)電磁流量計(jì)可靠性分析(xi)
　　根據岩鹽中(zhong)泥質不溶物(wu)膨松系數在(zai)一定範圍這(zhe)一特征，通過(guò)對金壇儲氣(qì)庫的造腔井(jǐng)生産數據進(jin)行分析，計算(suan)腔體溶👨‍❤️‍👨鹽量(liang)，結合聲響測(ce)腔體積，計算(suàn)✂️不溶物⭕膨松(sōng)系數，檢驗電(diàn)磁流量計計(ji)量的可靠性(xing)。
3.1鹽層物理化(huà)學性質
　　金壇(tan)鹽岩層段岩(yán)性主要爲鹽(yán)岩、含泥鹽岩(yán)夾含鹽泥岩(yan)、鈣芒硝泥岩(yán)、雲質泥岩、泥(ni)岩、粉砂岩等(deng)。對于占鹽岩(yán)段80％以☁️上的鹽(yán)岩層，主要礦(kuang)石以石鹽爲(wèi)主，其次爲鈣(gài)芒硝、石膏，局(ju)部出🈲現無水(shui)芒硝，雜🏃🏻質主(zhu)要爲粘㊙️土礦(kuàng)物，其次爲白(bái)雲岩、碳酸鹽(yán)岩等。石鹽的(de)化學組成主(zhǔ)要是ＮａＣｌ，占74.9％~90.8％，其次(ci)是Ｎａ2Ｓ04、ＣａＳ04，其他鹽類(lei)甚微.
3.2造腔運(yun)行中溶鹽量(liàng)計算
　　由于日(ri)常造腔中，主(zhu)要注人淡水(shui)或者淡鹵水(shuǐ)，離子濃度非(fēi)🥰常低，且日常(cháng)化驗中測量(liang)了注人液體(tǐ)的氯離子濃(nong)度🤩，其他離子(zǐ)📧未詳細測量(liang)，所以在進行(háng)溶解鹽體積(ji)✨計算時，注人(rén)液體隻考慮(lǜ)氯離子。

　　由于(yú)每次測腔都(dōu)有等待和準(zhun)備時間，所以(yǐ)腔内鹵水濃(nong)度會❓繼♻️續升(sheng)高，腔體體積(ji)擴大。故該階(jie)段溶鹽體積(jī)🔱應按照式（9）計(ji)算：

　　式中：心爲(wèi)日溶鹽體積(ji)，m3；心爲日采鹽(yán)體積，m3；爲腔體(ti)擴大後未排(pái)☀️出🏃液體的溶(rong)鹽體積，m3；爲腔(qiāng)體擴大後未(wèi)排☎️出液🌈體體(tǐ)積，m3；爲腔體擴(kuò)大後未排出(chū)的液體中等(děng)效淡水溶劑(jì)質量☂️，ｋｇ；化爲日(rì)💯排出液體體(ti)積，m3；F注爲日注(zhu)人液體體積(jī)，m3；爲日排出液(ye)體氯化鈉質(zhì)量體積濃度(du)，g/ｌ；（＾爲日注入液(yè)體氯化鈉質(zhi)量⛷️體積濃度(du)，g/1；Ｐ排爲曰排出(chū)液體密度，kg/m3；ｐ注(zhù)爲日注入液(yè)體密度，kg/m3；氯化(huà)鈉密度，kg/m3；以爲(wèi)水的密度，kg/m3；爲(wèi)㊙️階段溶鹽體(tǐ)積，m3；爲聲呐測(cè)🔞量時腔體内(nei)氯化鈉質量(liang)體積濃度🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，g/1；爲(wei)聲呐測量時(shi)腔體内液體(ti)密⭐度，kg/m30
　　由于201６年(nian)前并未進行(háng)注水濃度化(huà)驗，選擇了2016年(nian)至2017年進行🐪造(zao)腔并在該時(shi)間段内完成(cheng)設定造腔階(jiē)段的🍓井進行(háng)統計分析，結(jie)果如表1所示(shì)。


3.3膨松系數
　　鹽(yan)岩礦床不論(lùn)品位多髙，都(dou)普遍存在着(zhe)水不溶物，主(zhǔ)要分布在鹽(yan)岩層内及夾(jiá)層中。由于金(jīn)壇鹽礦不⭐溶(rong)物🏃‍♀️中的一大(dà)部分屬于泥(ni)岩，主要以粘(zhān)土礦物中以(yi)伊利石爲主(zhǔ)，其次爲👣伊／蒙(meng)混層，無高嶺(ling)石，這些粘土(tu)礦物的⛱️強吸(xi)水性及吸水(shui)後極易膨松(sōng)性，會減少腔(qiang)體有效體積(jī)，所以實際🔴溶(rong)解鹽的體積(jī)并不是腔體(ti)體積，它們☎️之(zhi)🏃‍♀️間存在以下(xia)關系:
　　式中：Ｋ爲(wèi)階段腔體有(yǒu)效體積，m3；1爲階(jiē)段溶解的固(gù)體鹽體積，m3；？爲(wèi)階✊段鹽岩中(zhong)不溶物比例(lì)，小數；盧爲階(jie)段鹽岩中不(bu)溶物崩落以(yi)💛後的膨松系(xì)數，常數。
　　根據(ju)實驗，金壇儲(chu)氣庫不溶物(wu)膨松系數在(zài)1.5~3範圍。由于✔️鹽(yán)穴✏️造腔高度(du)近150ｍ，含多個夾(jiá)層，夾層含粘(zhan)土礦物含量(liang)不同，所以膨(péng)松系數不同(tong)，同時夾層的(de)厚度不同，所(suǒ)以利用該📱方(fang)法模拟的腔(qiāng)體體積的評(ping)價應根據不(bu)同造腔階段(duan)來進行。.表1列(liè)舉了2017年測腔(qiāng)井的階🌈段造(zao)腔體積及該(gai)階段不溶物(wù)含量，并計算(suan)該階段的不(bú)溶物膨🏃‍♀️松系(xi)數。
　　從表1可以(yi)看出，除T7井外(wai)，其他井不溶(róng)物膨松系數(shù)均在1.5~3範‼️圍，說(shuō)明♌造腔站内(nei)的電磁流量(liàng)計的準确性(xìng)和穩定😘性能(neng)夠滿足生産(chǎn)的需要。
3.4誤差(cha)分析
　　根據該(gai)方法對鹽穴(xue)儲氣庫電磁(ci)流量計效果(guo)進行評價時(shí)，不🛀🏻溶‼️物膨松(sōng)系數計算誤(wù)差主要受下(xià)列因素影響(xiang)。
（1）注人液體溶(rong)液質量濃度(dù)化驗誤差。受(shou)鹽廠清罐等(deng)因素影響㊙️，當(dāng)日供應的淡(dan)鹵水濃度可(ke)能會出現上(shàng)午高，下午低(dī)的情況，而每(mei)天淡水供應(yīng)化驗的濃度(dù)隻有上午一(yī)個參數，所以(yǐ)對計算結果(guǒ)有一定影響(xiang)。該誤差可通(tōng)過增加濃度(dù)化驗次數得(dé)到有效解決(jué)❓
（2）由注人液體(ti)中硫酸鈉、硫(liu)酸鈣等含量(liàng)的不确定引(yin)起的💁誤差🔅，但(dan)這些礦物在(zai)溶液中含量(liang)非常少，在一(yī)個造腔階段(duan)内其影響可(kě)☀️忽略。
（3）流量計(jì)計量誤差。現(xian)場選用的是(shì)準确度等級(ji)爲0.5級的流量(liang)計。檢🏃‍♂️測報告(gao)顯示，流量計(ji)實際相對示(shì)值誤差較大(da)，這可能🚶導緻(zhì)計算的不溶(róng)物膨松系數(shu)偏離正常範(fan)圍。以T7井爲例(lì)，如表2所示，注(zhù)入端流量計(ji)FT1在30m3/h時，相對示(shi)值🙇‍♀️誤差達6％，在(zai)90m3/h時，相對示值(zhi)誤差爲3％，明顯(xian)大于排出端(duan)流量計FT2在對(duì)應檢測點的(de)相對🏒示值誤(wu)差。同🔞時，生産(chǎn)數據顯示，T7井(jing)在該造腔🔞階(jie)段，FT1示值在30~80m3/h範(fàn)圍，這直接導(dao)緻了計算的(de)注入鹽量偏(piān)大🐆，而溶鹽量(liang)偏小，最終使(shi)不落物膨松(song)系數偏低。考(kǎo)慮到注人液(ye)體溶液質量(liang)濃度化驗誤(wu)差對于所有(you)同期造腔井(jǐng)的不😘溶物膨(péng)松系數影響(xiǎng)結果相近，而(er)除T7井外，其他(tā)井不💋溶物膨(péng)松系數都在(zai)正常範圍内(nèi)，所以流量計(jì)FT1實際♌測量誤(wù)差大是導緻(zhi)T7井不溶物膨(peng)松系數偏小(xiǎo)的主要原因(yin)。

　　從表2中可以(yǐ)看出，随流速(sù)的增大，相對(dui)示值誤差逐(zhu)漸減小。這可(kě)能是由于測(cè)量的流體内(nei)部雜質在管(guǎn)道内易形🙇🏻成(cheng)沉澱，雖然采(cai)🏃‍♂️用了聚四氟(fú)乙烯作爲襯(chèn)裏材料保護(hù)電極，但是在(zai)低速㊙️流狀态(tài)下，這些沉澱(dian)附着于内襯(chèn)的表面使測(cè)量結果發生(sheng)偏差，所以電(diàn)磁流量計實(shi)際測量誤差(cha)必将随着時(shi)間的推移而(er)逐漸增大。爲(wei)提高電磁流(liú)量計🌈在鹽穴(xue)儲氣庫造腔(qiang)過程中的測(ce)量精度，可采(cǎi)用以下方法(fa)。
（1）調整工藝，在(zài)可控範圍内(nei)提髙流速，減(jian)少雜質沉澱(diàn)🔱，提高測量精(jing)♈度。
（2）定期清理(lǐ)流量計。
（3）對于(yu)檢測過程中(zhong)發現的誤差(chà)值超過最大(da)允許誤差的(de)流量💋計✔️，儀表(biǎo)系數偏離原(yuán)出廠标定的(de)儀表系數時(shi)，可根📧據檢測(ce)機構的檢測(cè)結果進行儀(yi)表系數校準(zhun)。
結束語
　　綜上(shàng)所述，電磁流(liu)量計的正确(què)率和穩定性(xing)能夠滿足鹽(yán)穴☂️儲🎯氣庫造(zao)腔的需要。但(dan)是，電磁流量(liang)計在鹽穴儲(chu)氣庫使用中(zhōng)，受🔴待測🌈液體(tǐ)不純的影響(xiang)，實際的測量(liang)誤差随時間(jiān)的推移而逐(zhu)🏃‍♂️漸增大，特别(bié)是在低流速(sù)的情況下，相(xiàng)對示值誤差(chà)明顯較大。造(zao)腔設計者可(ke)根據特定地(dì)區岩鹽中不(bu)溶物膨松系(xi)數在一定範(fan)圍内這一❓特(te)征，進行生産(chan)分析，評價流(liú)量計計量在(zài)使用中的可(ke)靠性。對于不(bú)溶物膨松系(xi)數不在🧡特㊙️定(dìng)範圍内的井(jing)，排🌍除濃度檢(jian)驗影響後💯，可(ke)通過提高流(liu)速，定期清理(li)流量計，儀表(biǎo)㊙️系數校準等(děng)方式提高測(cè)量的數據的(de)準确性，以便(biàn)于合理安排(pai)造腔計劃，指(zhǐ)導造腔施工(gōng)。

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