摘要：鹽(yan)穴儲氣庫(ku)在造腔過(guo)程中，電磁(ci)流量計 用(yong)于計量注(zhu)人和排出(chu)液體體積(ji)，其可靠性(xing)直接影響(xiang)到造腔工(gong)程師對造(zao)腔進度的(de)監控，及相(xiang)應施工計(ji)劃的安排(pai)。除定期檢(jian)測外，文章(zhang)根據岩鹽(yan)中泥質不(bu)溶物膨松(song)系數在一(yi)定範圍這(zhe)一特📞征，統(tong)計分析生(sheng)産數據，評(ping)價其可❓靠(kao)性。結果表(biao)明，電磁🏒流(liu)量計可靠(kao)性能滿足(zu)鹽穴儲氣(qi)庫造腔生(sheng)産需要。
　　電(dian)磁流量計(ji)由流量傳(chuan)感器和轉(zhuan)換器兩部(bu)分組成，與(yu)其他🌈類型(xing)的流量計(ji)相比，電磁(ci)流量計具(ju)有無壓損(sun)、口徑大、量(liang)程比寬🛀、耐(nai)腐蝕、适用(yong)于高黏度(du)介質、性價(jia)比高等特(te)點，可充分(fen)減小管🏃‍♀️道(dao)内的阻力(li)，符合節能(neng)降耗的要(yao)求。目前，電(dian)磁流量計(ji)已廣泛應(ying)用于造腔(qiang)生産中，雖(sui)然經過定(ding)期檢測，但(dan)由于🌈被測(ce)介質性質(zhi)及流速等(deng)的影響，電(dian)磁流量計(ji)在造腔中(zhong)的應用😄效(xiao)果并未✏️評(ping)價。調研結(jie)果表明［4＿６］，岩(yan)鹽中不溶(rong)物膨松系(xi)🆚數在特定(ding)地區是常(chang)數，且往往(wang)在一定範(fan)圍内，可用(yong)生産中溶(rong)鹽體積、腔(qiang)體實際體(ti)積、不溶物(wu)含量等參(can)數表達。介(jie)紹電磁流(liu)量計的測(ce)量原理，造(zao)腔地面工(gong)藝，确定電(dian)磁流量計(ji)在造腔站(zhan)的适用性(xing)，造腔站内(nei)電磁流量(liang)計的選型(xing)與💯安裝，明(ming)确該類流(liu)量計的使(shi)用符合減(jian)小測量誤(wu)差及穩定(ding)性的要💃求(qiu)，再根據🔱曰(yue)常生産中(zhong)的注人液(ye)體、排出液(ye)體體積以(yi)及相應的(de)濃度，對溶(rong)鹽體積進(jin)行計算，結(jie)合階段造(zao)腔實際體(ti)積及不溶(rong)物含量，計(ji)算不溶物(wu)膨松系數(shu)，評價流量(liang)計的可靠(kao)性。
1電磁流(liu)量計測量(liang)原理
　　電磁(ci)流量計是(shi)利用法拉(la)第電磁感(gan)應定律測(ce)量，如圖1所(suo)示，用于👈測(ce)量電極與(yu)運動的流(liu)體構成的(de)回路中産(chan)生的♌電參(can)數，并根據(ju)公式換算(suan)成流體速(su)度，再💚測量(liang)流通截面(mian)液位高㊙️度(du)得到流通(tong)面積，兩者(zhe)相乘得到(dao)所測流量(liang)。

? 式中：爲被(bei)測介質體(ti)積流量，m3/s；％爲(wei)直流式電(dian)磁流量計(ji)用來測量(liang)流體橫越(yue)磁場時所(suo)感生的電(dian)動勢，Ｖ；６爲磁(ci)感應強度(du)，T；Ｌ爲電極間(jian)🌈距，即測量(liang)管内徑，ｍ；ｖ爲(wei)液體平均(jun)流速，ｍ/s；Ａ爲修(xiu)正系數。

2造腔站(zhan)電磁流量(liang)計選型
　　電(dian)磁流量計(ji)選型與安(an)裝應根據(ju)工藝條件(jian)來确定✨，主(zhu)要🏃‍♂️包🐅括被(bei)測介質電(dian)導率、溫度(du)、壓力、介質(zhi)流量範圍(wei)、工藝管道(dao)的🤞管徑🈲、介(jie)質狀态，介(jie)質的腐蝕(shi)性，工藝管(guan)道材質等(deng)因素，保證(zheng)測量的精(jing)度，并根據(ju)環境條🙇🏻件(jian)選擇防爆(bao)及防護等(deng)級。
2.1造腔地(di)面工藝
　　造(zao)腔地面工(gong)藝分爲注(zhu)水工藝和(he)排鹵工藝(yi)。注7ｊＣ過程中(zhong)，淡水🌈或淡(dan)鹵水通過(guo)離心泵增(zeng)壓至彙管(guan)，然後通過(guo)各井管線(xian)流量計計(ji)量，進人鹽(yan)層。排鹵過(guo)程爲，溶鹽(yan)産生的鹵(lu)水🔞依靠自(zi)身壓力通(tong)過管道計(ji)量後，最終(zhong)進人彙管(guan)外輸。
2.2選型(xing)及安裝
　　造(zao)腔站電磁(ci)流量計測(ce)量介質主(zhu)要爲鹵水(shui)或者淡鹵(lu)水，電導🌍性(xing)🍓較強，但具(ju)有較強的(de)腐蝕性。采(cai)用的襯💃裏(li)材🐉料爲聚(ju)四氟乙🏃烯(xi)（ＰTFＥ），電極材料(liao)選用哈氏(shi)合金（ＨＣ），耐腐(fu)蝕性能好(hao)，能有效預(yu)防注人和(he)排出液體(ti)含有顆粒(li)雜質、飽和(he)鹵水結晶(jing)等問題。防(fang)護等級選(xuan)用ＩＰ６5用以完(wan)全防止外(wai)物侵入并(bing)防噴射水(shui)進人。
　　在安(an)裝位置方(fang)面，各單井(jing)注水排商(shang)流量計在(zai)高低壓閥(fa)🏒室，與注水(shui)泵機組隔(ge)離，接地良(liang)好。單井注(zhu)水排鹵管(guan)🛀道爲ＤＮ150，流量(liang)計的前直(zhi)管段長度(du)爲87cm，後直管(guan)段55cm，同時，在(zai)回🧑🏾‍🤝‍🧑🏼鹵的低(di)壓閥室，電(dian)磁流量計(ji)安😍裝在介(jie)質的上流(liu)處，符合電(dian)磁流量計(ji)安裝要求(qiu)［7＿8］。
3造腔站電(dian)磁流量計(ji)可靠性分(fen)析
　　根據岩(yan)鹽中泥質(zhi)不溶物膨(peng)松系數在(zai)一定範圍(wei)這一🔞特征(zheng)，通過對金(jin)壇儲氣庫(ku)的造腔井(jing)生産數據(ju)進行分👅析(xi)，計算腔體(ti)溶鹽量♻️，結(jie)合聲響測(ce)腔體積，計(ji)算♻️不溶物(wu)膨松系數(shu)，檢驗電磁(ci)流量計計(ji)量的可靠(kao)性。
3.1鹽層物(wu)理化學性(xing)質
　　金壇鹽(yan)岩層段岩(yan)性主要爲(wei)鹽岩、含泥(ni)鹽岩夾含(han)鹽泥岩、鈣(gai)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼芒硝泥岩(yan)、雲質泥岩(yan)、泥岩、粉砂(sha)岩等。對于(yu)占鹽岩段(duan)80％以上的鹽(yan)岩🔞層，主要(yao)礦石以石(shi)鹽爲主，其(qi)次爲鈣芒(mang)硝、石膏，局(ju)部出現無(wu)水芒硝，雜(za)♻️質主要爲(wei)粘土礦物(wu)，其次爲白(bai)雲岩、碳酸(suan)鹽🈲岩等。石(shi)鹽的化學(xue)組成主要(yao)是ＮａＣｌ，占74.9％~90.8％，其次(ci)是Ｎａ2Ｓ04、ＣａＳ04，其他鹽(yan)類甚微.
3.2造(zao)腔運行中(zhong)溶鹽量計(ji)算
　　由于日(ri)常造腔中(zhong)，主要注人(ren)淡水或者(zhe)淡鹵水，離(li)子濃度非(fei)常低💃，且日(ri)常化驗中(zhong)測量了注(zhu)人液體的(de)氯離子🔴濃(nong)度🛀🏻，其他離(li)子未詳💯細(xi)測量，所以(yi)在進行溶(rong)解⛹🏻‍♀️鹽體積(ji)計算時，注(zhu)人液體隻(zhi)考慮氯離(li)子。

　　由于每(mei)次測腔都(dou)有等待和(he)準備時間(jian)，所以腔内(nei)鹵水濃度(du)會繼續升(sheng)高，腔體體(ti)積擴大。故(gu)該階段溶(rong)鹽體積✍️應(ying)按照式（9）計(ji)算⭐：

　　式中：心(xin)爲日溶鹽(yan)體積，m3；心爲(wei)日采鹽體(ti)積，m3；爲腔體(ti)擴大後未(wei)排出液體(ti)的溶鹽體(ti)積，m3；爲腔體(ti)擴大後未(wei)排🌂出液體(ti)體積，m3；爲腔(qiang)體擴大後(hou)未排出的(de)液體中等(deng)效淡水溶(rong)劑質量，ｋｇ；化(hua)爲日🏃🏻‍♂️排出(chu)液體體積(ji)💔，m3；F注爲日注(zhu)人液體體(ti)積🌈，m3；爲日排(pai)出液體氯(lü)化鈉質量(liang)體積濃度(du)，g/ｌ；（＾爲👉日注入(ru)液體🔞氯化(hua)鈉質量👨‍❤️‍👨體(ti)積濃度，g/1；Ｐ排(pai)🚶爲曰排出(chu)液㊙️體密度(du)，kg/m3；ｐ注爲日注(zhu)入液體密(mi)度，kg/m3；氯化鈉(na)密度，kg/m3；以☎️爲(wei)水的密度(du)，kg/m3；爲階段溶(rong)鹽體積，m3；爲(wei)聲呐測量(liang)時腔體内(nei)氯🧑🏾‍🤝‍🧑🏼化鈉質(zhi)量體積濃(nong)度，g/1；爲聲呐(na)測量時腔(qiang)體内液體(ti)密度，kg/m30
　　由于(yu)201６年前并未(wei)進行注水(shui)濃度化驗(yan)，選擇了2016年(nian)至2017年進行(hang)👌造腔🈲并在(zai)該時間段(duan)内完成設(she)定造腔階(jie)段的井進(jin)行統計分(fen)析，結⭐果如(ru)表1所示。


3.3膨(peng)松系數
　　鹽(yan)岩礦床不(bu)論品位多(duo)髙，都普遍(bian)存在着水(shui)不溶物，主(zhu)要🐪分布在(zai)鹽岩層内(nei)及夾層中(zhong)。由于金壇(tan)鹽礦不溶(rong)物中的一(yi)大部分屬(shu)于泥岩，主(zhu)要以粘土(tu)礦物中以(yi)伊利石爲(wei)主，其次爲(wei)伊／蒙混層(ceng)，無高嶺石(shi)，這些粘土(tu)礦物的強(qiang)吸水性✌️及(ji)吸水後極(ji)易膨松🌈性(xing)，會減少🛀🏻腔(qiang)體有效體(ti)積，所以實(shi)際溶解鹽(yan)的體積并(bing)不是腔🈲體(ti)體積，它們(men)之間存在(zai)以下關系(xi):
　　式中：Ｋ爲階(jie)段腔體有(you)效體積，m3；1爲(wei)階段溶解(jie)的固體鹽(yan)體積，m3；？爲階(jie)段鹽岩中(zhong)不溶物比(bi)例，小數；盧(lu)爲階段鹽(yan)🙇‍♀️岩中不溶(rong)物崩落以(yi)後的膨松(song)系數，常數(shu)。
　　根據實驗(yan)，金壇儲氣(qi)庫不溶物(wu)膨松系數(shu)在1.5~3範圍。由(you)于鹽穴造(zao)腔高度近(jin)150ｍ，含多個夾(jia)層，夾層含(han)粘土礦物(wu)含量🐉不同(tong)，所以膨松(song)系數不同(tong)，同時夾層(ceng)的厚度不(bu)同，所以利(li)用該🤩方法(fa)模⛹🏻‍♀️拟的腔(qiang)體體積的(de)評價應根(gen)據不同造(zao)腔階段來(lai)進行。.表1列(lie)舉了2017年測(ce)腔井的階(jie)段造腔體(ti)積及該階(jie)段不溶物(wu)含量，并計(ji)算該階段(duan)的不溶物(wu)膨松系數(shu)。
　　從表1可以(yi)看出，除T7井(jing)外，其他井(jing)不溶物膨(peng)松系數均(jun)在1.5~3範圍，說(shuo)明造腔站(zhan)内的電磁(ci)流量計的(de)準确性和(he)🐪穩定性能(neng)夠滿足生(sheng)産的需要(yao)。
3.4誤差分析(xi)
　　根據該方(fang)法對鹽穴(xue)儲氣庫電(dian)磁流量計(ji)效果進行(hang)評價時，不(bu)溶物膨松(song)系數計算(suan)誤差主要(yao)受下列因(yin)素影響。
（1）注(zhu)人液體溶(rong)液質量濃(nong)度化驗誤(wu)差。受鹽廠(chang)清罐等因(yin)素🚶‍♀️影響，當(dang)💁日供應的(de)淡鹵水濃(nong)度可能會(hui)出現上午(wu)高，下午低(di)的情況，而(er)每天淡水(shui)供應化驗(yan)的濃度🌈隻(zhi)有上午一(yi)個參數，所(suo)以對計👣算(suan)結果🧡有一(yi)定影響。該(gai)誤差可通(tong)過增加濃(nong)度化驗🔞次(ci)數得到㊙️有(you)效解決
（2）由(you)注人液體(ti)中硫酸鈉(na)、硫酸鈣等(deng)含量的不(bu)确定引起(qi)的誤差，但(dan)這些礦物(wu)在溶液中(zhong)含量非常(chang)少，在一個(ge)造腔階段(duan)内其影響(xiang)可忽略。
（3）流(liu)量計計量(liang)誤差。現場(chang)選用的是(shi)準确度等(deng)級爲0.5級的(de)流量計🌈。檢(jian)測報告顯(xian)示，流量計(ji)實際相對(dui)示值誤🈲差(cha)較大，這可(ke)能🧑🏽‍🤝‍🧑🏻導緻計(ji)算的不溶(rong)物膨松系(xi)數偏離正(zheng)常範圍。以(yi)T7井爲例，如(ru)🌐表2所示，注(zhu)入端流量(liang)計FT1在30m3/h時，相(xiang)對示值誤(wu)差達6％，在90m3/h時(shi)，相對示值(zhi)誤差爲3％，明(ming)顯大于排(pai)出端流量(liang)計FT2在對應(ying)檢測點的(de)相對🔞示值(zhi)誤差。同時(shi)，生産數據(ju)㊙️顯📞示，T7井在(zai)該造腔階(jie)段，FT1示值在(zai)30~80m3/h範圍，這🐉直(zhi)接導緻㊙️了(le)計算🏃‍♀️的注(zhu)入鹽量偏(pian)大，而溶鹽(yan)量偏小，最(zui)終使不落(luo)物膨松系(xi)數偏低。考(kao)慮到注人(ren)液體溶液(ye)質量濃🔴度(du)化驗誤差(cha)對于所有(you)同期造腔(qiang)井的不✂️溶(rong)物膨松系(xi)數影響結(jie)果🔴相近，而(er)除T7井外，其(qi)他井不溶(rong)物膨松系(xi)數都在正(zheng)常範圍内(nei)，所以流量(liang)計FT1實際😍測(ce)量誤差大(da)是導緻T7井(jing)不溶物膨(peng)松系數偏(pian)小的主要(yao)原因。

　　從表(biao)2中可以看(kan)出，随流速(su)的增大，相(xiang)對示值誤(wu)差逐漸減(jian)小。這可能(neng)是由于測(ce)量的流體(ti)内部雜質(zhi)在管道内(nei)易形成沉(chen)🌂澱，雖然采(cai)📱用了聚四(si)氟乙烯作(zuo)爲襯裏材(cai)料保護電(dian)極，但是在(zai)低速流狀(zhuang)态下，這些(xie)沉澱附着(zhe)于内襯的(de)表面使測(ce)量結果發(fa)生偏差，所(suo)以電🈲磁流(liu)量計實際(ji)測量誤差(cha)必将随着(zhe)時間的推(tui)移而逐漸(jian)增大。爲提(ti)🌐高電磁流(liu)量計在鹽(yan)穴儲氣庫(ku)造腔過程(cheng)中的測量(liang)精度，可采(cai)用以下方(fang)法。
（1）調整工(gong)藝，在可控(kong)範圍内提(ti)髙流速，減(jian)少雜質沉(chen)澱🌈，提高測(ce)量精👄度。
（2）定(ding)期清理流(liu)量計。
（3）對于(yu)檢測過程(cheng)中發現的(de)誤差值超(chao)過最大允(yun)許誤差的(de)流量計，儀(yi)表系數偏(pian)離原出廠(chang)标定的儀(yi)表系數時(shi)，可根據檢(jian)測機構的(de)檢測結果(guo)進行儀表(biao)系數校準(zhun)。
結束語
　　綜(zong)上所述，電(dian)磁流量計(ji)的正确率(lü)和穩定性(xing)能夠滿足(zu)鹽穴儲氣(qi)♍庫造腔的(de)需要。但是(shi)，電磁流量(liang)計在鹽穴(xue)儲氣庫使(shi)用中，受待(dai)測液體不(bu)純的影響(xiang)，實際的測(ce)量誤差随(sui)時間的推(tui)移而逐💜漸(jian)增大，特别(bie)是在低流(liu)速的情況(kuang)下，相對示(shi)值誤差✍️明(ming)顯較大。造(zao)腔設計者(zhe)可根據特(te)定地區岩(yan)鹽中不溶(rong)物膨松系(xi)數在一定(ding)範圍内這(zhe)🔆一特征，進(jin)行生産分(fen)析，評價流(liu)量計計量(liang)在使用中(zhong)的可靠性(xing)。對于不溶(rong)物膨松系(xi)數不在特(te)定範圍内(nei)的井，排除(chu)濃度檢驗(yan)影響後，可(ke)通過提高(gao)流速，定期(qi)清理流量(liang)計，儀表系(xi)數校準等(deng)方式提😘高(gao)測量的數(shu)據的👈準确(que)性，以便于(yu)合理安排(pai)造腔計劃(hua)，指導造腔(qiang)施工。

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