摘要：井(jǐng)下渦街流量計 是(shì)一種新型的同心(xin)集成注水井分層(céng)流量測試儀。文中(zhong)着👉重♌介紹了其原(yuán)理、結構、特點及室(shi)内實驗、現場應用(yong)情況。該🧡儀器已在(zai)大慶等油田完成(chéng)160多層測🙇‍♀️試任務,應(ying)用效果良好。
　　油田(tián)的分層開采發揮(huī)了重要作用,其關(guan)鍵是分層注👈水。随(sui)着分層注水的發(fa)展,相應的分層流(liu)量測試也有了長(zhǎng)足的進步,從初期(qī)的投球法測試到(dào) 浮子流量計 ,再到(dao)現在的 超聲波 流(liu)量計 、 電磁流量計(ji) 等,都先後爲油田(tian)分層流量測試技(jì)術的發展做出了(le)貢獻。
　　以往渦街流(liú)量計主要用于地(di)面的流量檢測,還(hai)沒有🔅關于其在井(jǐng)下測試中應用的(de)報道。2001年渦街流量(liàng)計在井下🌐測試的(de)可能性,目前已研(yán)制出兩個系列的(de)井下🔅渦街流量計(ji),一種是外徑φ21mm,用于(yú)同心集成注🥰水井(jǐng)的分層流量測試(shì)(已完成40多口井160多(duō)🍓層的測試);一種是(shì)外徑φ38mm,用于常規偏(pian)心注水井的測試(shì)。本文着重介紹外(wai)徑φ21mm的井下渦街流(liu)量☂️計。
井下渦街流(liú)量計工作原理
　　 渦(wō)街流量計 是基于(yu)卡曼渦街原理制(zhì)成的一種流體振(zhèn)蕩性流量計(見圖(tu)1)。在流體中安放一(yī)根(或多根)非流線(xian)型阻流體,流體🌏在(zài)阻流體兩側交替(ti)地分離釋放出兩(liǎng)串規則的漩渦,被(bei)稱爲卡曼渦街。在(zai)一定的流量範圍(wei)内漩渦的分離頻(pin)率😄正比于管道内(nei)的平均流速。
 
式中(zhōng):ƒ一渦街頻率;
V一流(liu)速;
d一漩渦發生體(ti)寬度;
St一斯特勞哈(hā)爾數。
　　St的值與漩渦(wo)發生體寬度d和雷(lei)諾數Re有關，實驗證(zhèng)明:當Re在2x104~7x106的範圍内(nèi),St值基本保持不變(biàn)。因此,(1)式表明,當d和(he)🔞st爲定✨值時,漩渦産(chan)生的頻率ƒ與流體(ti)的平均流速V成正(zheng)比,利用這一特性(xing)制成井下渦街流(liú)量計。實際渦🤞街傳(chuán)感器所測的并‼️不(bú)是平均🐪流速,而大(da)約是漩渦🐕發生體(tǐ)兩側的流速。由流(liu)體力學知識可知(zhi),在漩渦♻️發生體兩(liang)側流速的分布規(guī)律,是随着流速的(de)變化而變化的👌。因(yin)此,渦街傳感器檢(jian)測到的流速與管(guan)道平均流速不是(shi)完全線性關系對(dui)應,而🤟且井下流動(dòng)狀态更爲複雜,受(shòu)壓力變化、噪聲、振(zhen)動等影響。在設計(ji)時，先确定井下渦(wō)街流量計的管徑(jìng),再通過室内♍試驗(yan)，選定漩渦發生體(tǐ)的形狀,以及漩渦(wo)發生體與漩渦檢(jian)測體之間的距離(li)等一系列參數,使(shǐ)井下渦街流量計(ji)能夠産生并檢測(ce)到強烈而穩定的(de)漩渦;其次,通過井(jǐng)下電路的降噪、濾(lü)波和地面軟件的(de)處理,使井底的噪(zào)聲和振動等影響(xiang)降到🈲最小，保證流(liú)量計的測試精度(du)達到足♈夠的要求(qiú)。在實際使用時✨,通(tōng)過先把渦❄️街傳感(gan)器的儀表系數固(gù)化在流量計☎️的E2PROM中(zhong),然後通過标定用(yòng)地面軟件繪制出(chu)的頻🔆率與🐅标準流(liu)量的試驗曲線,實(shi)現💋對井下渦街流(liú)量計的非線性修(xiu)正。
井下渦街流量(liang)計的設計
1.工藝流(liú)程
　　井下電路原理(lǐ)見圖2。當流體流經(jīng)井下渦街流量計(jì)💯的🈲漩渦發🈲生體時(shí)，這種發生體可産(chǎn)生強烈的穩定的(de)旋渦,旋🥵渦的頻率(lǜ)經信㊙️号放大後進(jìn)行濾波，然後由轉(zhuan)換電路轉換成單(dan)片機可處理的信(xin)号,由單片機對信(xìn)号進行接收、處理(lǐ)，并存于存儲器中(zhōng),存儲器中的數據(jù)可🙇🏻用接口與地面(miàn)儀表連接回放。
 
2.數(shu)據處理軟件
　　井下(xià)渦街流量計數據(ju)采集處理系統由(you)一台便攜💘式微型(xing)✨計🏃算機構成。微機(jī)通過串行口與流(liu)量計進行通♋訊。控(kòng)制軟件對🐕計算機(jī)的配置要求寬松(sōng),操作系統兼容MicrosoftWindow95.98、NT或(huò)2000。
　　井下控制軟件采(cǎi)用PLM語言編制,主要(yao)包括标定、采集和(he)回放三部分。利用(yòng)節能控制方式控(kòng)制儀器工作,儀器(qì)工作時間和工😘作(zuò)方式可以方便地(dì)調整。地面數據處(chu)理軟件㊙️采用Delphi語言(yan)編制,軟件和電子(zi)流量計㊙️配合使用(yong),自動測量每口井(jing)不同介質、不同井(jǐng)層的流量和溫度(dù)數據,從而實現注(zhu)水井計量統計的(de)自✍️動化。其中本系(xì)統軟件主要實現(xiàn)的功能是将流量(liang)⁉️計測量的原始數(shù)據進行加工整理(lǐ)，然後在測量結果(guo)的基礎上繪制出(chu)流量壓力指示曲(qu)線,并将每次測量(liàng)的原始數據和最(zuì)終結果以圖像或(huò)數據表格的方式(shi)進行預覽打印和(hé)歸類保存。軟件不(bú)需要安裝,直接複(fu)制到目标目錄即(ji)可，軟件界面友好(hǎo),操作簡便、易學,在(zai)應用中得到了使(shi)用者的好評。
3.井下(xia)儀器結構
　　井下渦(wō)街流量計整體爲(wei)不鏽鋼全密封結(jié)構,如圖3所示，主要(yào)由🧑🏾‍🤝‍🧑🏼引管、渦街傳感(gan)器倉、走線盒、進液(ye)孔、電路倉和電✨池(chí)倉組成💜。
 

室内試驗(yan)
　　爲檢驗流量計性(xing)能指标,爲現場試(shì)驗提供依據，流量(liang)計組💁裝、調試完成(chéng)後進行系統的室(shì)内試驗。
1.室内耐壓(yā)耐溫試驗
　　将接通(tong)電源的流量計下(xia)人到試驗缸中進(jìn)行試驗,向💰試驗缸(gang)中注人柴油并升(sheng)溫到85℃,升壓到60MPa,穩定(dìng)壓力💁、溫度1h後洩壓(ya)。反複升壓、穩壓、洩(xiè)壓兩次，完成流量(liàng)計耐壓、耐♋溫及疲(pi)勞試驗。流量計起(qi)出後🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,經檢驗外型(xing)無形變,流量計傳(chuan)感器、線路筒💃🏻及電(diàn)池筒無滲漏。室内(nei)耐溫耐壓⭕試驗表(biǎo)明，随着溫度、壓力(li)的變化流量🌐計工(gōng)作狀态穩定,溫度(dù)在30℃~85℃之間,零點數據(jù)的溫度漂移爲0.016%/℃(試(shì)驗數據略🔴)。流量計(jì)耐壓、耐溫性能可(kě)以滿足現場的需(xu)要。
2.流計标定試驗(yan)
　　标定曲線和回歸(guī)曲線見圖4、圖5。從标(biāo)定曲線上看,井🏃‍♀️下(xia)渦街流量計在流(liú)量發生變化時,曲(qǔ)線台階有明❗顯變(bian)化,回👉歸曲線近🈲乎(hu)直線,說明其線性(xing)很好。.在室内對十(shí)幾隻流量計進行(hang)了标定試驗,其标(biāo)定曲線及回歸曲(qǔ)線非常相似。同時(shi).用标定好的🐕流量(liang)計在室内模拟井(jing)下測試,試驗表明(míng),該井下渦街流量(liàng)計✏️用于分層注水(shuǐ)井流量測量是可(kě)行的。
 
3.流量計性能(néng)參數
　　流量計參數(shu)可由圖6、表1得出。
 
(3)穩(wen)定性
　　由于井下渦(wō)街流量計沒有可(kě)動部件,所以它的(de)特性在使用中變(bian)化很小，在長時間(jiān)使用過程中參數(shu)十分穩定,而且✨不(bu)需頻繁标定,暫定(dìng)爲半年标--次。現場(chang)試驗利用該技術(shù),使用φ21mm井下渦街流(liu)量計先後在6個油(you)田完🧑🏽‍🤝‍🧑🏻成了40多口🈲井(jǐng)160層同心集成注水(shuǐ)👣井的分層流量調(diao)配，應✍️用效果良好(hao)。
　　圖7是采油一廠南(nan)1-2-水140井第--層流量測(cè)試曲線,從現場👅施(shi)工過程和🍉測試曲(qǔ)線看,井下渦街流(liu)量計具有以✔️下兩(liǎng)🐅個優點:
(1)井下渦街(jie)流量計分辨率高(gāo)。圖7中第一壓力點(dian)和第二壓力點流(liu)🏃🏻量測試值僅相差(cha)1m3/d左右。
 
(2)井下渦街流(liú)量計由于沒有可(kě)動部件,彌補了注(zhu)水水質較差時堵(dǔ)、塞儀器造成測試(shi)成功率低、測試周(zhōu)期長等不足。使用(yòng)井下渦街流量計(ji)對同心集成注水(shui)井進行流量調配(pei),平🧑🏽‍🤝‍🧑🏻均測試次數是(shì)🈚2~3次,大大縮短了測(cè)試周期。
結論
1.井下(xia)渦街流量計與同(tong)心集成式細分注(zhù)水工藝配套,可滿(man)足🆚現場分流測試(shi)調配要求。注水水(shuǐ)質較差時,适應性(xìng)好,而且還✏️能用于(yú)偏心注水井的測(ce)試。
2.井下渦街流量(liàng)計具有無可動部(bù)件、測試精度高、重(zhong)複性好,操作簡便(biàn)易行等特點,符合(hé)未來流量測試的(de)發展方向。
3.井下渦(wō)街流量計穩定性(xìng)好,不需要頻繁标(biāo)定。

本文來源于網(wang)絡,如有侵權聯系(xì)即删除！