摘(zhāi)要針對(dui)在注水(shuǐ)中電磁(cí)流量計(jì) 測量精(jing)度普遍(biàn)低于理(li)論值的(de)現狀,試(shì)驗小組(zu)根據電(diàn)🌈磁流量(liang)計📱原理(li)與實際(ji)應用工(gōng)況條件(jian),查找影(ying)響♍電磁(ci)流量計(ji)測量精(jing)度的主(zhu)要因素(su),并制定(dìng)對策措(cuo)✏️施進行(hang)😍反複比(bǐ)🔱較實驗(yan)和效果(guo)檢查,最(zuì)終通過(guò)5項有🍓效(xiao)措施的(de)實施,完(wan)成電磁(cí)流量計(ji)測量精(jing)度達到(dào)并超過(guò)理論值(zhi)✉️的目标(biāo)。
引言
　　在(zai)石油開(kai)采過程(chéng)中,地下(xia)能量會(hui)越來越(yuè)低,産液(yè)量也随(sui)之下🈲降(jiang),爲了提(tí)高采收(shōu)率,一個(gè)重要的(de)手段就(jiù)是向目(mù)的層注(zhu)水,提高(gao)地層壓(ya)力,達到(dào)提高采(cǎi)收率的(de)目的,地(dì)層的注(zhù)水量必(bì)須把握(wo)準确,否(fou)則就會(hui)造成水(shuǐ)淹、水竄(cuan),對地層(ceng)☎️造成傷(shāng)害,會引(yǐn)起含水(shui)率升高(gāo),産液量(liang)下降。因(yīn)此,注水(shui)計量的(de)精度對(duì)🔴油田生(sheng)産有❗着(zhe)極其重(zhong)要的作(zuò)用。目前(qian)有注水(shuǐ)井156口,有(you)105口注水(shui)井采用(yòng)了電磁(ci)流量計(jì)計量,其(qí)中每4～8口(kǒu)配一個(gè)注水站(zhàn),每㊙️個注(zhu)水站安(an)裝一🧑🏽‍🤝‍🧑🏻台(tai)總水表(biao),全廠在(zài)用🌈電磁(ci)流量計(ji)120台。提高(gao)電磁流(liú)量計測(cè)量精度(du)問題。
電(diàn)磁流量(liàng)計應用(yòng)現狀分(fen)析
　　電磁(cí)流量計(ji)用來測(cè)量經密(mi)封管道(dao)内一般(ban)導電液(yè)體🐕體🌈積(jī)流量的(de)儀表,根(gēn)據法拉(la)第電磁(ci)感應定(dìng)律,當導(dǎo)電液體(tǐ)流過管(guǎn)道㊙️的磁(ci)場作切(qie)割磁力(li)線時,電(dian)極🌈間将(jiang)産生感(gan)應電動(dong)勢,其感(gan)應電動(dong)勢E爲:
E=KBDV
式(shi)中:
V―測量(liàng)管道截(jie)面上的(de)平均流(liú)速(m/s);
K―儀表(biao)常數;
D―測(ce)量管内(nei)直徑(m);
B―磁(ci)感應強(qiang)度(T)。
　　電極(jí)檢測出(chu)的微弱(ruo)感應電(dian)動勢E,先(xian)經前置(zhì)放大器(qì)的放大(da)☁️和噪聲(shēng)抑制,成(cheng)爲大幅(fu)度低阻(zu)抗的電(diàn)壓信号(hao),此信号(hao)經微分(fen)、積分電(diàn)路處理(li),再經模(mo)數轉換(huan)器進入(rù)單片機(jī)進行控(kong)制、處理(li)和🌈去處(chù)。單片機(jī)對放大(dà)器的漂(piāo)移及零(ling)點漂👈移(yí)能定期(qi)🈲自動調(diao)整,在全(quan)量程⛹🏻‍♀️範(fàn)圍内分(fèn)8段對信(xìn)号進行(háng)非線性(xìng)修正♊。單(dān)片機也(ye)能對信(xìn)号進行(háng)監控、抑(yi)制噪聲(sheng)信号和(hé)切除空(kōng)管❄️幹擾(rǎo),由大容(rong)量串行(hang)貯存器(qì)對每8h處(chu)理和運(yun)算後的(de)流量數(shu)據予以(yi)貯存一(yi)次📞,同時(shi)記錄該(gai)時間與(yu)日期的(de)流量數(shù)據,顯示(shi)爲時流(liu)量和日(rì)流量。
　　經(jīng)過單片(piàn)機運算(suàn)的流量(liàng)信号由(yóu)轉換器(qì)和頻率(lü)轉換器(qi)将流量(liang)數據轉(zhuǎn)換成标(biāo)準模拟(nǐ)信号(電(diàn)流信号(hao))與脈沖(chòng)、頻率信(xìn)号等外(wai)輸信号(hào)輸出,最(zuì)後流量(liàng)數據信(xìn)息由液(yè)晶屏顯(xian)示總流(liú)量和瞬(shun)時流量(liàng),或者可(ke)通過光(guang)耦按鈕(niu)功能鍵(jiàn)來操作(zuò)顯示屏(píng)上的各(gè)種功能(neng)菜單,并(bing)能分别(bié)顯示其(qi)對應的(de)信息。
　　電(diàn)磁流量(liàng)計理論(lun)精度爲(wèi)1.5%,但由于(yu)油田注(zhu)水工況(kuàng)較爲複(fu)雜,實際(jì)使用過(guò)程中的(de)測量精(jīng)度難以(yi)保證,工(gōng)況最差(chà)的碼頭(tou)莊油田(tián)電磁流(liú)量計精(jīng)度平均(jun1)爲5.0%,個别(bie)達到10.3%,對(duì)原油💞生(shēng)産産生(shēng)較大影(yǐng)響。
現狀(zhuàng)分析一(yi):少量氣(qi)體呈波(bo)狀流
　　管(guǎn)線中若(ruò)有氣體(tǐ)則會發(fā)生流量(liang)計顯示(shì)晃動情(qíng)況✔️,讀💰數(shu)不穩♻️定(dìng)💞,管線由(you)于是密(mi)封,且是(shi)在三相(xiàng)分離器(qi)水倉的(de)底部出(chū)水所以(yi)從源頭(tóu)帶來氣(qì)體不可(ke)能。從三(sān)相分離(li)器的水(shuǐ)出口處(chù)的壓力(lì)表處拆(chāi)開多次(ci)看後如(rú)表1。
現狀(zhuang)分析二(èr):閥門開(kai)啓度太(tài)小
　　上遊(yóu)閥門開(kai)啓太小(xiao),則液位(wei)會在電(diàn)極以下(xia),表現出(chū)流‼️量計(ji)爲超滿(man)度情況(kuang),碼頭莊(zhuāng)污水流(liú)量計曾(ceng)經多次(ci)出現這(zhè)種情況(kuàng),表2爲在(zài)🏃‍♀️一級沉(chén)降罐進(jìn)口的統(tǒng)計情況(kuang)。


現狀分(fèn)析三:啓(qi)用前沒(méi)排氣
　　啓(qǐ)用前未(wèi)能排淨(jing)管内空(kōng)氣,剩留(liu)氣體積(ji)聚在管(guan)系高點(dian),流動時(shi)被液體(tǐ)夾帶,呈(cheng)氣泡狀(zhuàng)流出;另(ling)一原因(yin)是液體(ti)中夾帶(dài)小氣🈲泡(pào)逐漸聚(jù)集,滞留(liú)在管系(xi)高點。故(gu)障表🔴現(xian)爲流量(liàng)測量值(zhí)和實際(ji)值不符(fú)以及輸(shū)出㊙️晃動(dòng)。在啓用(yong)前均都(dou)已經排(pái)盡🏒空氣(qi)。另外🏃🏻‍♂️的(de)夾帶小(xiao)氣泡也(ye)是不存(cún)在的,因(yīn)爲碼頭(tou)莊三相(xiang)分離器(qì)污水出(chū)水口在(zài)水倉的(de)底部,即(ji)使有😄氣(qì)體它也(yě)在水倉(cang)時就跑(pǎo)到水倉(cang)頂部。
現(xian)狀分析(xi)四:管系(xi)中吸入(ru)氣泡
　　 污(wu)水電磁(ci)流量計(jì) 設在一(yi)級沉降(jiàng)罐的進(jin)口處,在(zai)這個電(dian)磁流量(liang)計的🔴前(qián)✨面大約(yue)50cm處有個(gè)加藥點(diǎn),這個加(jia)藥點偶(ǒu)爾會在(zài)加藥的(de)同時加(jiā)進氣體(ti)。
現狀分(fèn)析五:流(liu)動狀态(tai)的變化(hua)
　　流量測(ce)量值與(yǔ)應用參(cān)比值不(bú)符,通常(cháng)儀表調(diao)試正常(cháng)運行一(yi)段時期(qī)後,也會(hui)因流動(dòng)狀态變(biàn)化而出(chū)現🈲故障(zhang)✊。主要🥵表(biao)現是管(guan)🐅内有随(suí)動物體(tǐ),如接口(kǒu)處的膠(jiāo)帶以及(ji)🐕内襯脫(tuo)⭐落等在(zài)随着水(shui)流有擺(bai)動。拆開(kai)接口㊙️及(jí)有襯體(tǐ)易脫落(luò)處檢查(chá)。均沒有(yǒu)随動物(wu)體。
現狀(zhuàng)分析六(liù):液體中(zhōng)含有溶(rong)解氣
　　聯(lian)合站擁(yōng)有兩座(zuo)卧式三(sān)相分離(lí)器,其日(ri)均處理(lǐ)液🔞量在(zai)500m3左右,主(zhu)要是對(dui)産出液(ye)進行油(you)、氣、水分(fen)離,根據(jù)☎️工程需(xū)要三相(xiàng)分離器(qì)的壓力(lì)爲0.24MPa,而到(dào)了污水(shui)電磁流(liú)量計那(na)裏壓✔️力(lì)還不到(dao)0.1MPa,以前出(chū)水出油(you)溫度在(zài)39℃左右,後(hòu)打開一(yī)級沉降(jiang)罐頂蓋(gai)可以聞(wén)到比較(jiao)強烈的(de)天然氣(qì)味道,懷(huái)疑污水(shui)中含有(you)溶解氣(qi),提高三(sān)相分離(li)器的熱(rè)循環水(shuǐ)量,果然(ran)溶解氣(qì)少了很(hěn)多。其前(qián)後對比(bi)如表3．

現(xian)狀分析(xi)七:電導(dao)率不均(jun)勻
　　這個(gè)是指兩(liǎng)種以上(shang)的液體(ti)還沒有(yǒu)混合好(hao)就進入(rù)流量計(ji),若它們(men)的電導(dǎo)率相差(chà)比較大(da)則會導(dǎo)緻流量(liang)計⚽測量(liàng)🔞不準确(que)。污水電(dian)磁流量(liàng)計的前(qian)面有個(gè)加藥點(dian),加進殺(shā)菌📱劑、絮(xù)凝劑、阻(zu)垢劑三(sān)種藥劑(jì),總共加(jiā)藥量爲(wèi)12.5L/h。這個流(liu)量與污(wū)水流量(liang)相比非(fēi)常小,其(qi)影響在(zài)流量計(ji)上很難(nan)反映出(chū)來。關閉(bì)加藥點(dian)觀察如(rú)表4。

現狀(zhuang)分析八(bā):往複泵(beng)振蕩
　　原(yuan)來有三(san)台三柱(zhù)塞高壓(ya)泵,正常(cháng)都是在(zài)18MPa的壓力(li)下運轉(zhuǎn),由㊙️于泵(beng)的脈動(dòng)性而測(ce)量點又(yòu)未遠離(li)泵,脈動(dong)使電磁(ci)流量計(ji)輸出晃(huang)動☔,有時(shí)候還産(chan)生了測(ce)量誤差(cha)。這從總(zǒng)表的✍️校(xiao)驗可❌以(yǐ)得出。
現(xian)狀分析(xī)九:沉積(ji)層覆蓋(gai)電極
　　 污(wū)水流量(liang)計 有時(shi)晃動的(de)比較厲(li)害,拆開(kāi)可以看(kan)到裏面(mian)已經薄(báo)薄的被(bèi)覆蓋了(le)一層微(wei)小物體(tǐ)。而流量(liàng)也從5.5～11.5m3/h來(lai)回跳動(dong)。
　　通過對(duì)以上的(de)分析,影(yǐng)響電磁(ci)流量計(ji)測量精(jing)度低于(yú)🔆理論值(zhi)的主要(yào)原因是(shi):①閥門開(kai)啓度太(tai)小;②管系(xi)吸入氣(qì)泡;③液體(ti)中含有(yǒu)溶解氣(qì);④往複泵(beng)振蕩;⑤沉(chen)積層覆(fu)蓋電極(jí)。
提高電(diàn)磁流量(liang)計測量(liàng)精度的(de)試驗
試(shì)驗一:加(jiā)大流量(liang)計上遊(you)閘門開(kāi)啓度
　　如(ru)果管中(zhong)的液體(tǐ)達不到(dào)電磁流(liú)量計的(de)電極上(shàng)面則會(huì)出現超(chao)滿度現(xian)象。油田(tián)多次出(chu)現三相(xiang)分離器(qì)污水出(chu)口達到(dao)65.7m3/h,而碼頭(tou)莊一天(tiān)的總産(chǎn)液量在(zài)500m3左右,其(qí)中油約(yue)200m3/d,污水約(yuē)300m3/d,平均爲(wei)10～12m3/h。而65.7m3/h這⚽個(gè)測量值(zhi)嚴重地(di)偏離了(le)實際流(liu)量值。故(gù)把三相(xiàng)分離器(qi)的污水(shui)出口全(quan)🤩開,而改(gǎi)用流量(liang)計後面(miàn)的閘閥(fa)來控制(zhi)脫水量(liàng)(圖1)。

　　以(yǐ)前是用(yong)1#(三相分(fèn)離器污(wū)水出口(kou)閘閥)與(yu)3#閘閥來(lái)共同控(kong)💚制流量(liàng),這樣往(wǎng)往有可(ke)能是1#閘(zha)閥開的(de)較小,3#開(kai)的較大(dà),這就有(yǒu)可能✏️在(zai)管線中(zhong)會留出(chu)一部分(fèn)空間,使(shi)氣體進(jin)入,最終(zhōng)導緻液(ye)體不能(neng)充滿🈲整(zheng)個管系(xi),而出現(xiàn)超滿度(du)。
　　現在采(cǎi)取的措(cuo)施是1#閘(zhá)閥全開(kāi),而用3#閘(zha)閥的開(kāi)啓度來(lái)控制流(liu)量。這樣(yàng)就避免(miǎn)了電磁(cí)流量計(ji)和管線(xiàn)虧空現(xian)象,電🌏磁(ci)流量計(jì)測量的(de)準确性(xing)提高了(le)很多。
試(shi)驗二:維(wéi)修加藥(yao)泵的密(mì)封性
　　污(wu)水流量(liang)計的前(qián)面有個(ge)加藥點(diǎn),距離電(dian)磁流量(liang)計🐆大約(yuē)50cm。加殺菌(jun)劑、阻垢(gòu)劑、絮凝(níng)劑3種藥(yao)劑(圖2)。

　　管(guan)系若吸(xī)進空氣(qi)則造成(chéng)測量值(zhi)晃動不(bu)穩定。圖(tu)中1,2,3分别(bié)代表3台(tai)加藥泵(bèng),這3台加(jiā)藥泵排(pai)量小,總(zǒng)量在12.5L/h,但(dan)就是🏃這(zhè)個加藥(yao)點給🧑🏽‍🤝‍🧑🏻這(zhe)個流量(liàng)計造成(chéng)了相當(dāng)的誤差(cha)。每個加(jia)藥泵🤞都(dōu)有個入(ru)口,入口(kou)放在加(jia)藥罐裏(li)。該入口(kou)的結構(gòu)示意如(ru)圖3。
　　加藥(yào)泵的A部(bù)分在藥(yào)劑的上(shàng)面,而B部(bu)分則沉(chen)沒在藥(yào)劑中,加(jia)的藥劑(jì)有一定(ding)的黏度(dù),且有部(bu)分雜質(zhì),故濾網(wang)是經常(cháng)堵住🈲,如(rú)果🌈在藥(yào)⛹🏻‍♀️劑中的(de)B部分不(bú)通暢,則(ze)裸⭕露在(zài)空氣中(zhong)的A部分(fèn)會🌐從1與(yu)2及吸料(liao)連㊙️接器(qi)和墊圈(quan)處進空(kōng)氣。3台中(zhōng)的任☂️意(yì)一台漏(lou)空氣都(dōu)會由管(guǎn)線中的(de)加藥點(dian)進📧入管(guan)線,從而(er)導緻流(liú)量計測(ce)量值不(bú)穩定。現(xian)在是每(mei)周都會(huì)對泵的(de)濾網和(hé)吸料連(lián)接器以(yi)及墊圈(quān)進行檢(jiǎn)查。由加(jiā)藥泵漏(lou)進氣體(ti)不再發(fa)生。

試驗(yàn)三:提高(gao)三相分(fen)離器溫(wēn)度降低(di)污水中(zhong)含有的(de)溶解氣(qi)
　　在實驗(yan)中都是(shi)單獨實(shi)驗,在不(bu)考慮其(qí)他因數(shù)的條件(jiàn)下🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,把三(san)相分離(li)器的溫(wēn)度由原(yuan)來的39℃提(tí)高到現(xian)在的46℃,效(xiào)🛀🏻果很明(míng)顯。控制(zhì)三相分(fen)離器的(de)溫度,也(yě)就是控(kòng)制三相(xiang)分離器(qi)🐇循環熱(re)水量與(yu)循環熱(rè)水溫度(dù),循環熱(rè)水溫度(du)一般變(biàn)化較小(xiǎo),而水量(liàng)由原來(lai)🐇的3m3/h,調配(pèi)到現在(zai)的6m3/h,這樣(yàng)一來,包(bāo)括井上(shang)産氣也(yě)多析出(chu)了6～8m3/h。具體(tǐ)🤟如圖4。

　　從(cong)圖4可以(yi)看出當(dang)出水溫(wen)度達44℃時(shi),産氣量(liàng)達到近(jin)50m3/h(标🔴況♋即(ji):溫㊙️度273K,壓(yā)🌐力101325Pa),且呈(chéng)平穩的(de)趨勢,也(ye)就是此(ci)時達到(dào)㊙️了一✏️個(ge)平衡。達(dá)到了析(xi)氣的最(zuì)大化,析(xī)出氣體(ti)的最佳(jiā)狀态🌈。也(yě)就是🧡這(zhè)樣出去(qu)的污水(shui)含氣最(zui)少。達到(dào)了不含(hán)溶解氣(qì)的目标(biāo)。
試驗四(sì):改變讀(dú)數方式(shi),增加新(xīn)工藝,緩(huǎn)解往複(fú)泵的振(zhèn)蕩
　　注水(shuǐ)站原有(you)3台3S175-13.4/20三柱(zhù)塞注水(shuǐ)泵,在泵(beng)的出口(kǒu)裝有總(zong)流量計(ji),這個總(zǒng)流量計(jì)的測量(liàng)由于泵(beng)的往複(fú)振蕩♋使(shǐ)其📱準确(què)性很低(dī),每次與(yǔ)各注水(shui)單井總(zǒng)和的差(cha)别都有(yǒu)近50m3。每天(tian)注🥵水在(zai)620m3左右,這(zhe)樣就有(yǒu)近10%的誤(wù)差,而每(mei)😘次對其(qi)校驗的(de)差值也(ye)是10%左右(you)👅,表5是2025.12.15校(xiao)驗的結(jie)果。

　　從表(biao)5中可以(yi)看出流(liú)量計的(de)準确性(xing)很低甚(shèn)至超過(guo)了☀️10%,這個(gè)數據🆚的(de)差别很(hěn)大,到這(zhe)種情況(kuang)應該說(shuō)不是誤(wu)差,而是(shì)錯誤了(le)。在有脈(mo)☁️動流動(dòng)源的管(guǎn)線上,要(yao)減緩其(qi)對流量(liàng)儀表測(cè)量的影(yǐng)響,通常(chang)應該采(cǎi)取流量(liang)傳感器(qì)遠🤞離脈(mo)動源⚽,利(lì)用管流(liu)流阻衰(shuāi)減脈動(dòng);或在管(guǎn)線适當(dang)位🚶置裝(zhuāng)上稱作(zuò)⭐被動式(shi)濾波器(qi)的氣室(shi)緩♌沖器(qì),吸收脈(mò)動🔴。因爲(wei)在此不(bú)好改變(bian)流程和(hé)泵的本(běn)身工藝(yì),爲此采(cai)取的措(cuo)施是讀(dú)取泵的(de)進口流(liu)量計和(he)泵的回(huí)流流量(liang)計💃,因爲(wei)這兩處(chù)表的壓(yā)力很低(dī),脈動振(zhen)動也很(hěn)小,用泵(beng)的💋進口(kou)流量計(jì)數值減(jian)去回流(liú)💔流量計(jì)數值,得(de)出注水(shui)量數值(zhí)。但是在(zài)2005年🚶11月份(fèn)碼頭莊(zhuāng)新裝了(le)一台5S175-33.3/20的(de)五柱塞(sāi)注水泵(beng),這台泵(beng)是五個(gè)柱塞,其(qi)水的振(zhen)動性相(xiàng)對減少(shǎo),并趨☎️于(yú)平緩,且(qie)本身帶(dai)有氮氣(qì)緩沖裝(zhuang)置,能非(fei)常有效(xiào)地緩解(jiě)振動,達(dá)到了🚶‍♀️預(yu)期效果(guo)。
試驗五(wu):定期清(qīng)洗電磁(cí)流量計(jì)内壁
　　在(zai)污水流(liu)量爲10m3/h左(zuo)右,溫度(dù)約爲44℃,電(diàn)磁流量(liang)計清洗(xǐ)周期爲(wei)🐅45d,否則測(cè)量誤差(cha)将很快(kuài)會達到(dao)5%。定期清(qing)洗電磁(ci)流量計(jì)以避免(mian)沉積層(céng)的影響(xiǎng)。
試驗小(xiǎo)組于2025-12～2025-12對(dui)試驗效(xiào)果進行(háng)驗證,見(jiàn)表6。

　　通過(guo)表6可以(yi)看出現(xian)在誤差(cha)最大的(de)是總表(biǎo)流量計(jì),但也隻(zhi)🌈有0.95%,完全(quán)符合誤(wu)差不能(neng)高于1.5﹪的(de)生産要(yao)求,達到(dao)預期的(de)效果。

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