[摘要(yào)]渦輪流量計(ji) 是固井作業(ye)中不可缺少(shǎo)的工具,由于(yu)使用過程的(de)不可見性,往(wang)往會出現很(hěn)多問題。針對(duì)渦輪流量計(ji)在固井作業(ye)中出現的問(wen)題進行總結(jie)分析，并對渦(wō)輪變送器在(zài)使用過程中(zhōng)出現的特殊(shu)響聲做了細(xi)緻研究,最終(zhong)找到了問題(tí)的症⛱️結所在(zài),提出針對性(xing)的改進措施(shi),爲儀器的現(xiàn)場使用和後(hou)💁期維護提供(gong)建設性意見(jiàn)👅,有效保障了(le)儀器在固井(jǐng)作業過程中(zhong)的良好表現(xiàn)。
1概述
　　渦輪流(liú)量計是固井(jing)作業中技術(shù)人員的“耳目(mù)”,爲判斷井下(xià)、地面🔞施工情(qing)況提供科學(xué)依據。根據它(ta)可以确定注(zhù)水泥漿量和(hé)🔱頂替😘鑽井液(ye)排量,起到預(yu)防憋泵、保障(zhàng)安全和提高(gao)頂♈替效率的(de)作用。在注水(shuǐ)泥漿過程中(zhōng),渦輪流量計(ji)能測定出注(zhu)水泥漿的瞬(shun)時排量和累(lei)計總💯量,可以(yǐ)有效防止水(shuǐ)泥返☔高不足(zú)的情況發生(sheng)。在頂♍替鑽井(jǐng)液的過程中(zhong),它能測定出(chu)項替♍鑽井液(yè)的瞬時排量(liang)和累計總量(liàng),可☀️以防止留(liu)水泥塞事故(gù)發生印。
　　渦輪(lun)流量計由渦(wō)輪變送器和(hé)二次儀表組(zǔ)成,當被測液(ye)體經🧑🏽‍🤝‍🧑🏻過渦輪(lún)變送器時,渦(wō)輪變送器内(nei)的葉輪借助(zhu)液體的動能(neng)旋轉2)。此時，葉(yè)輪葉片使檢(jiǎn)出裝置⛷️中的(de)磁路磁阻🌍發(fā)生周期性變(bian)✂️化,在檢出線(xiàn)圈兩端感應(ying)出頻🍉率與流(liu)量成正比的(de)電脈沖信🚶号(hao),經放大器放(fang)大後通過數(shù)據線傳輸給(gei)二次儀✂️表。
2.儀(yi)器常見故障(zhang)分析與解決(jue)方法

故障現(xian)象	可能原因(yīn)	解決辦法
打(dǎ)開開關後儀(yí)器無反應	(1)儀(yí)器沒電或保(bao)險絲熔斷 (2)儀(yí)器自身有問(wèn)題	(1)接通電源(yuan)或更換保險(xiǎn)絲 (2)檢修儀器(qi)
顯示儀表對(duì)校驗”信号有(yǒu)顯示但對流(liu)量信号無顯(xian)🈲示	(1)放大器與(yu)放大器座接(jie)觸不好,或者(zhě)放大器的磁(cí)頭磁性弱 (2)放(fàng)大器有故障(zhàng)或損壞 (3)信号(hao)線插頭與放(fang)大器接觸不(bú)好或者信号(hào)線插頭不幹(gàn)淨 (4)信号傳輸(shu)線開路或短(duǎn)路 (5)葉輪被雜(zá)物卡住或葉(ye)輪偏離水平(ping)中心線.無法(fa)轉動	(1)重新插(chā)好放大器，并(bìng)且擦拭幹淨(jing) (2)更換放大器(qì) (3)将信号線插(cha)頭仔細擦拭(shì)幹淨 (4)維修或(huo)更換信号傳(chuan)輸線 (5)更換渦(wo)輪變送器
儀(yi)器顯示數值(zhi)不穩:計量不(bu)正确,偏差大(da)	(1)實際流量超(chāo)出儀表的計(ji)量範圍或流(liu)量不穩定 (2)儀(yí)表系數K設置(zhì)有誤 (3)葉輪挂(gua)上纖維等雜(zá)質 (4)泥漿内有(you)氣泡存在 (5)渦(wō)輪變送器旁(páng)有較強的電(diàn)磁場幹擾 (6)渦(wō)輪變送器導(dǎo)向架及軸嚴(yán)重磨損,或者(zhe)橡膠軸承破(pò)裂🏒無法🛀🏻支撐(chēng)軸在水平線(xiàn)上轉動! (7)渦輪(lun)變送器電纜(lǎn)屏蔽層或其(qí)他接地導線(xian)與線路🏒地✔️線(xiàn)斷❤️開或接觸(chu)不良	(1)使被測(ce)流量與渦輪(lún)變送器的測(ce)量範圍相适(shi)應，并穩定流(liú)量🔞 (2)使系數K設(she)置正确 (3)清洗(xi)渦輪變送器(qì) (4)待穩定後取(qǔ)測量值 (5)盡量(liàng)遠離千擾源(yuan)或采取屏蔽(bi)措施 (6)更換“導(dǎo)向架”或“葉輪(lún)軸"“橡膠軸承(cheng)" (7)接好信号線(xian),或者更換信(xin)号線

3渦輪流(liú)量計使用時(shi)出現的異常(cháng)響聲分析
　　由(you)于渦輪變送(sòng)器使用時葉(yè)輪在不鏽鋼(gāng)殼體内部做(zuò)高速❗旋✨轉，隻(zhi)能從排量的(de)變化以及産(chan)生的響聲‼️判(pan)斷其是否正(zhèng)常工作，而響(xiang)聲産生的原(yuan)因主要有以(yi)下幾點:一是(shì)前導向架未(wei)固🚩定住;二是(shi)橡膠軸承變(bian)形或破裂;三(sān)是軸🍉與鋼珠(zhu)彈子的間隙(xi)不合适[5)。
3.1前導(dǎo)向架未固定(dìng)
　　前導向架的(de)側棱與殼體(ti)内壁存在細(xi)微的間隙，如(rú)果🤟前導💯向架(jia)的三角爪與(yǔ)台階面存在(zai)細微間隙，在(zài)🔆泥漿的沖擊(jī)下三角爪便(bian)🏃🏻‍♂️會撞擊台階(jie)面，此時響聲(sheng)中能聽出在(zai)前台階面有(yǒu)輕微的撞擊(ji)💃聲和刮擦聲(shēng)🐆。
　　三角爪撞擊(jī)台階面一段(duan)時間後，使三(san)角爪邊緣呈(chéng)💛斜坡型，壓環(huan)☎️失去固定前(qián)導向架的作(zuo)用，前導向架(jia)便在✍️台階面(miàn)上來回💃撞擊(ji)摩擦台階面(mian),使台階面出(chū)🛀現凹槽，此時(shi)在殼體前部(bù)分會聽到連(lian)續刺耳的響(xiang)♈聲。
3.2橡膠軸承(chéng)變形或破裂(lie)
　　當前導向架(jia)未固定住或(huò)軸太短時，葉(ye)輪在泥漿沖(chong)擊力的作用(yòng)下偏離水平(ping)線旋轉，導緻(zhì)支撐軸的橡(xiàng)🌈膠軸🐅承受力(li)不平衡❗。鑒于(yu)泥漿的溫度(dù)很高，在不平(píng)衡應力💞長時(shí)間作用下，橡(xiàng)膠軸⚽承很容(rong)易變形甚至(zhì)破裂。而葉輪(lún)邊緣與渦輪(lún)變送器殼體(tǐ)之間的間隙(xì)很小，其内壁(bi)相互刮擦,使(shǐ)㊙️葉輪邊緣嚴(yán)重磨損，此時(shi)在安置放大(da)器處能聽到(dao)連續🏃‍♀️的刺耳(er)響聲,在變送(song)器殼體内🈲壁(bi)能清晰的看(kan)㊙️到刮痕。
　　正常(chang)磨損的橡膠(jiao)軸承的中心(xīn)孔很均勻，呈(chéng)比較規則的(de)圓,僅直徑比(bi)新的大。當軸(zhou)輕微偏離水(shuǐ)平線旋轉時(shí)就會🌈在軸❌承(chéng)的✨某方向上(shàng)留下擠壓的(de)痕迹;若🏃🏻‍♂️是軸(zhou)嚴重偏離水(shuǐ)平線旋轉，橡(xiàng)膠軸承承受(shòu)的應力過大(da)就會導緻其(qi)破裂，使得軸(zhou)失去水平支(zhi)撐，與前✨後導(dao)向架還有不(bú)鏽鋼殼體内(nèi)壁直接接觸(chù)，葉輪、軸和導(dǎo)向架内壁的(de)嚴重磨損(圖(tu)12),産生連續的(de)刺耳響聲。
 

　　由(you)圖1可看出非(fēi)正常磨損的(de)導向架與新(xin)導向架内壁(bì)的差異。這是(shì)軸偏離水平(píng)線與導向架(jià)直接作用的(de)結果;由圖2可(kě)看出軸的💔磨(mo)損情況，正常(chang)磨損的軸🧑🏾‍🤝‍🧑🏼其(qi)前後端大小(xiao)變化不🌈大，隻(zhi)是長短有變(biàn)化，而非正🐕常(cháng)磨損的軸因(yin)過度磨損而(ér)呈現錐形。
 
　　渦(wō)輪變送器是(shi)由軸高速旋(xuán)轉切割磁感(gǎn)線産生感應(ying)✉️電流✂️，所以保(bǎo)證軸在任何(hé)時候都能平(ping)穩地旋轉至(zhi)關重要。在調(diao)節軸🐪與鋼珠(zhu)彈子之間的(de)間隙時,盡量(liang)使軸與彈子(zi)的間隙在1~2mm。若(ruo)間隙太小，軸(zhóu)旋轉的阻力(lì)大,不能🐆正确(que)測量小排量(liang)時的流量;若(ruò)🈲間隙太大🤩，當(dāng)排量變化時(shi)，軸不能保持(chí)在水平位置(zhì)旋轉，導緻橡(xiàng)膠軸承變🔞形(xíng)甚至破裂，葉(yè)輪容易刮擦(ca)不鏽⚽鋼殼體(ti)内壁産生異(yi)常響聲。
　　在放(fang)置前後鋼珠(zhu)彈子時有技(jì)巧，技巧在于(yu)大彈子放在(zai)😍前導向架裏(lǐ)，小彈子放在(zai)後導向架裏(lǐ)。在測排💘量時(shí)☁️，由于💋排量從(cong)小到穩定有(you)個過程,葉輪(lún)和軸會☀️受到(dao)朝斜上方和(hé)向前的推力(lì),此時後導向(xiàng)架裏的橡膠(jiāo)軸承⚽通過自(zì)身變形釋放(fang)軸受到向📞上(shang)的力。若‼️是後(hou)導向架裏的(de)鋼珠彈子太(tai)大，軸插入橡(xiang)膠軸承中心(xīn)孔的長👉度太(tài)短，橡膠軸承(cheng)容易變形破(pò)裂。另方面,彈(dan)子太大會造(zao)成旋轉困難(nán)，軸長時間作(zuo)用在鋼珠彈(dàn)子的同-部位(wei),那麽久而久(jiu)之軸就會在(zai)鋼珠彈子上(shàng)形成一個凹(āo)槽。
4改進方法(fǎ)
　　綜上所述，當(dang)放置前導向(xiàng)架的台階面(miàn)凹凸不平時(shí)會産生⭐較大(dà)異響，并對渦(wo)輪變送器的(de)正常工作産(chǎn)生很大影響(xiang)。
　　當前台階面(mian)出現凹槽時(shí),常用的方法(fǎ)是用銑刀将(jiang)凹凸不平的(de)台階面銑平(píng)整，由于導向(xiàng)架的内徑、軸(zhóu)🈲的長度、壓環(huán)的✔️高度限制(zhi)了鋼珠彈子(zi)的直徑，用該(gai)方法在✨調整(zheng)軸與鋼珠彈(dan)子的間隙時(shí)💚不好調整。
　　另(ling)有兩種方法(fa)可供參考,第(di)-種方法是用(yong)焊條點焊,将(jiang)不平的台📱階(jiē)面焊平。此方(fāng)法除了技術(shu)上的困難外(wai)，即使焊平了(le),在泥漿高🙇‍♀️速(sù)的沖擊下很(hěn)快也會變得(dé)凹凸不平,不(bú)能長期使用(yong)。
　　第二種方法(fa)是改變渦輪(lún)流量計殼體(tǐ)的自身結構(gou)(圖3)。
 
　　圖3(b)是構(gòu)想中的殼體(tǐ),最大的差别(bie)是安置放大(da)器座的位❓置(zhi)與🏃🏻現用殼體(ti)的相比它們(men)不在同一圓(yuán)周上，而是在(zai)同一條☀️直線(xiàn)上，隻要在現(xiàn)有的殼體上(shàng)照圖3(b)所示位(wèi)置裝上-個放(fàng)大器座後就(jiù)可以使用。這(zhè)樣做的原因(yin)是因爲後導(dǎo)向架始終受(shou)到一個向前(qian)的作💜用力,當(dang)排量變化時(shí)，後導向架的(de)3個側棱起到(dao)支撐作用,由(you)于其🌍側📞棱與(yǔ)渦輪變送器(qi)殼體内壁的(de)☂️間隙很小,所(suǒ)以在替漿的(de)過程中保證(zheng)了軸不會因(yin)爲排量的不(bu)穩定而偏離(li)💋水平線旋轉(zhuan)。這樣将📞報廢(fèi)的殼體重新(xīn)利用,節約了(le)成💰本,并保💘證(zhèng)了計量的正(zheng)确性。
5對比驗(yan)證
　　除前導向(xiang)支架外，還對(duì)後導向架的(de)不平穩是否(fǒu)會對🌂渦輪流(liú)💞量計的正确(que)性産生影響(xiang)進行了對比(bi)驗證。将☎️一個(ge)後台階面不(bu)平整的殼體(tǐ)與後台階面(mian)平整的殼㊙️體(ti)相連接,應用(yong)🐪于坨128-斜74井,該(gāi)井設計3008m,除去(qu)壓塞液2.0m³,替漿(jiāng)量爲34.5m³。在測🥰完(wán)排量、設定好(hǎo)這兩個殼體(ti)系✌️數後,記錄(lù)了📞替漿時兩(liǎng)個殼體的每(měi)分鍾顯示數(shu)值和最終數(shù)值🐪(表2)。通過試(shì)驗對比🈲瞬時(shi)排量和總排(pái)量,可以發現(xiàn)當安置🈲後導(dǎo)向架的台階(jie)🈲面不平整時(shí),二次🈲儀表上(shàng)顯示的數🛀據(ju)依然能保持(chí)穩⭕定🈲,波動小(xiao)，且♊其累計總(zǒng)🐅量和完好的(de)渦輪變送器(qì)相比兩者的(de)誤差不超過(guò)1%,這點差距完(wán)全可以通過(guo)精心👉保養和(hé)調整系數來(lai)彌補。因此在(zai)正💛常情況下(xià),安置後導向(xiang)架的台階面(mian)不平整時,渦(wo)輪變送器仍(reng)能達到固井(jing)時對流量計(jì)👄精度的要求(qiú)。
 
6結論
(1)安置前(qián)導向架的台(tai)階面是否平(píng)整直接影響(xiang)渦輪變送器(qi)的正常工作(zuò),導緻一系列(liè)的問題出現(xiàn)。
(2)驗證了當安(an)置後導向架(jia)的台階面不(bu)平整時,渦輪(lún)變送器仍然(rán)能正常工作(zuò),不會出現特(tè)殊響聲。
(3)通過(guo)前面的故障(zhàng)與異響分析(xī),以及對比驗(yàn)證數據,找到(dao)了症結所在(zài)。爲了使流量(liang)計能夠良好(hao)地服務于固(gù)井作業施工(gōng)，根據分析結(jie)論與改進措(cuò)施，已經完成(chéng)了部分流量(liàng)計的升級改(gǎi)造,并在現場(chǎng)試驗與應用(yòng)過程中取得(de)了良好的效(xiào)果。

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