摘要(yao)：鹽穴儲(chu)氣庫在(zai)造腔過(guo)程中，電(dian)磁流量(liang)計 用于(yu)計量注(zhu)人和排(pai)出液體(ti)體積，其(qi)可靠性(xing)直接影(ying)㊙️響到造(zao)腔工程(cheng)師對造(zao)腔進度(du)的監控(kong)，及相應(ying)施工計(ji)劃的安(an)排。除定(ding)期💁檢測(ce)外，文章(zhang)根據岩(yan)鹽中泥(ni)質不溶(rong)物膨松(song)系數在(zai)一定範(fan)圍這一(yi)特征，統(tong)計分析(xi)⛱️生産數(shu)據❄️，評價(jia)其可靠(kao)性。結果(guo)表明，電(dian)磁🏃‍♂️流量(liang)計可🈚靠(kao)性能滿(man)足鹽穴(xue)儲氣庫(ku)🌈造腔生(sheng)産需要(yao)。
　　電磁流(liu)量計由(you)流量傳(chuan)感器和(he)轉換器(qi)兩部分(fen)組成，與(yu)其他類(lei)型的流(liu)量計相(xiang)比，電磁(ci)流量計(ji)具有無(wu)壓損、口(kou)徑大、量(liang)程比寬(kuan)、耐腐蝕(shi)、适用于(yu)高黏度(du)介質、性(xing)價比高(gao)等特點(dian)，可充分(fen)減小管(guan)道内的(de)阻力，符(fu)合節能(neng)降耗的(de)要求。目(mu)前，電磁(ci)流量計(ji)已廣泛(fan)應用于(yu)造腔生(sheng)産中，雖(sui)📧然經過(guo)定期檢(jian)測，但由(you)于被測(ce)介質性(xing)質及流(liu)速等的(de)影響，電(dian)磁流量(liang)計在造(zao)腔中的(de)應用效(xiao)果并未(wei)評價。調(diao)研結果(guo)表明［4＿６］，岩(yan)鹽中不(bu)溶物膨(peng)松系🈲數(shu)在特定(ding)地區是(shi)常數，且(qie)往往在(zai)一定🌈範(fan)圍内，可(ke)✉️用生産(chan)中溶鹽(yan)體積、腔(qiang)體實際(ji)體積、不(bu)溶物含(han)量等參(can)數表達(da)。介紹電(dian)磁流量(liang)🌈計的測(ce)量原理(li)，造腔地(di)面工藝(yi)，确定電(dian)磁流量(liang)計在造(zao)腔站的(de)适用性(xing)，造腔站(zhan)内電⛹🏻‍♀️磁(ci)流量計(ji)的選型(xing)與安裝(zhuang)，明确該(gai)類流量(liang)計的使(shi)用符合(he)減小測(ce)量誤差(cha)及穩定(ding)性的🔞要(yao)求，再根(gen)據曰常(chang)生産中(zhong)的注人(ren)液體、排(pai)出液體(ti)體積以(yi)及相應(ying)的濃度(du)，對溶鹽(yan)體積進(jin)行計算(suan)，結合階(jie)段造腔(qiang)實際體(ti)積及不(bu)溶物含(han)量，計算(suan)不溶物(wu)膨松系(xi)數，評價(jia)流量計(ji)的可靠(kao)🌏性。
1電磁(ci)流量計(ji)測量原(yuan)理
　　電磁(ci)流量計(ji)是利用(yong)法拉第(di)電磁感(gan)應定律(lü)測量，如(ru)圖1所示(shi)，用于測(ce)量電極(ji)與運動(dong)的流體(ti)構成的(de)回路中(zhong)産生的(de)電參數(shu)，并根據(ju)公式換(huan)算成流(liu)體速度(du)，再測量(liang)流通截(jie)面液位(wei)高度得(de)到流通(tong)面積，兩(liang)者相乘(cheng)得到所(suo)測⭕流量(liang)。

? 式中：爲(wei)被測介(jie)質體積(ji)流量，m3/s；％爲(wei)直流式(shi)電磁流(liu)量計用(yong)來測量(liang)🐉流💚體橫(heng)越磁場(chang)時所感(gan)生的電(dian)動勢，Ｖ；６爲(wei)磁感應(ying)😄強度，T；Ｌ爲(wei)電極間(jian)距，即測(ce)量管内(nei)徑，ｍ；ｖ爲液(ye)體平均(jun)流速，ｍ/s；Ａ爲(wei)🈚修正系(xi)數。

2造(zao)腔站電(dian)磁流量(liang)計選型(xing)
　　電磁流(liu)量計選(xuan)型與安(an)裝應根(gen)據工藝(yi)條件來(lai)确定，主(zhu)要包括(kuo)被測介(jie)質電導(dao)率、溫度(du)、壓力、介(jie)質流量(liang)範圍、工(gong)藝管🐇道(dao)的管徑(jing)💃、介質狀(zhuang)态，介質(zhi)的腐蝕(shi)性，工藝(yi)管道材(cai)質等因(yin)素，保證(zheng)測量的(de)精度，并(bing)根據環(huan)境條件(jian)選擇防(fang)爆及防(fang)護🥵等級(ji)。
2.1造腔地(di)面工藝(yi)
　　造腔地(di)面工藝(yi)分爲注(zhu)水工藝(yi)和排鹵(lu)工藝。注(zhu)7ｊＣ過程中(zhong)，淡水或(huo)淡鹵水(shui)通過離(li)心泵增(zeng)壓至彙(hui)管，然後(hou)通過各(ge)井管🚶線(xian)流量計(ji)計量，進(jin)人鹽層(ceng)。排鹵過(guo)程爲，溶(rong)鹽産生(sheng)的鹵水(shui)依靠自(zi)身壓力(li)通過管(guan)☁️道計量(liang)後，最🌈終(zhong)進人彙(hui)管外輸(shu)。
2.2選型及(ji)安裝
　　造(zao)腔站電(dian)磁流量(liang)計測量(liang)介質主(zhu)要爲鹵(lu)水或者(zhe)淡鹵水(shui)，電導性(xing)較強，但(dan)具有較(jiao)強的腐(fu)蝕性。采(cai)用的襯(chen)裏材料(liao)爲聚四(si)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼氟乙❄️烯(xi)（ＰTFＥ），電極材(cai)料選用(yong)哈氏合(he)金（ＨＣ），耐腐(fu)蝕性能(neng)好，能有(you)效預防(fang)注人和(he)排出液(ye)體含有(you)顆粒雜(za)質、飽和(he)鹵水結(jie)🛀🏻晶等問(wen)題‼️。防護(hu)等級選(xuan)用ＩＰ６5用以(yi)完全防(fang)止外物(wu)侵入并(bing)防噴射(she)水進人(ren)📞。
　　在安裝(zhuang)位置方(fang)面，各單(dan)井注水(shui)排商流(liu)量計在(zai)高低壓(ya)閥🌂室，與(yu)注水泵(beng)機組隔(ge)離，接地(di)良好。單(dan)井注水(shui)排鹵管(guan)道爲ＤＮ150，流(liu)量計的(de)前直❄️管(guan)段長度(du)爲87cm，後直(zhi)管段55cm，同(tong)時，在回(hui)♈鹵的低(di)壓閥室(shi)，電磁流(liu)量計安(an)裝在介(jie)質的上(shang)流處，符(fu)合電磁(ci)流量計(ji)安裝要(yao)求［7＿8］。
3造腔(qiang)站電磁(ci)流量計(ji)可靠性(xing)分析
　　根(gen)據岩鹽(yan)中泥質(zhi)不溶物(wu)膨松系(xi)數在一(yi)定範圍(wei)這一特(te)征，通📐過(guo)對金壇(tan)儲氣庫(ku)的造腔(qiang)井生産(chan)數據進(jin)行分析(xi)，計算腔(qiang)體溶鹽(yan)量，結合(he)聲響測(ce)腔體積(ji)，計算🌈不(bu)溶物膨(peng)松系數(shu)，檢驗☀️電(dian)磁流👨‍❤️‍👨量(liang)計計量(liang)的可靠(kao)性。
3.1鹽層(ceng)物理化(hua)學性質(zhi)
　　金壇鹽(yan)岩層段(duan)岩性主(zhu)要爲鹽(yan)岩、含泥(ni)鹽岩夾(jia)含鹽泥(ni)岩👅、鈣芒(mang)硝泥岩(yan)、雲質泥(ni)岩、泥岩(yan)、粉砂岩(yan)等。對于(yu)占鹽岩(yan)段80％以✊上(shang)的鹽岩(yan)層，主要(yao)礦石以(yi)石鹽爲(wei)主，其次(ci)爲鈣芒(mang)硝、石膏(gao)，局部出(chu)現無水(shui)芒硝，雜(za)質主要(yao)爲粘土(tu)礦物，其(qi)次爲白(bai)雲‼️岩、碳(tan)酸鹽岩(yan)等。石鹽(yan)的化學(xue)組❌成主(zhu)要是ＮａＣｌ，占(zhan)74.9％~90.8％，其次是(shi)Ｎａ2Ｓ04、ＣａＳ04，其他鹽(yan)類甚微(wei).
3.2造腔運(yun)行中溶(rong)鹽量計(ji)算
　　由于(yu)日常造(zao)腔中，主(zhu)要注人(ren)淡水或(huo)者淡鹵(lu)水，離子(zi)濃度非(fei)常低，且(qie)日常化(hua)驗中測(ce)量了注(zhu)人液體(ti)的氯離(li)子🍉濃度(du)，其他離(li)子未詳(xiang)細測量(liang)，所以在(zai)進行溶(rong)解鹽體(ti)積計算(suan)時，注人(ren)液體隻(zhi)考慮氯(lü)離子。

　　由(you)于每次(ci)測腔都(dou)有等待(dai)和準備(bei)時間，所(suo)以腔内(nei)鹵水濃(nong)度會繼(ji)續升高(gao)，腔體體(ti)積擴大(da)。故該階(jie)段溶鹽(yan)♻️體積應(ying)按照式(shi)（9）計算：

　　式(shi)中：心爲(wei)日溶鹽(yan)體積，m3；心(xin)爲日采(cai)鹽體積(ji)，m3；爲腔體(ti)擴大後(hou)未排出(chu)液體的(de)溶鹽體(ti)積，m3；爲腔(qiang)體擴大(da)後未排(pai)出液體(ti)體積，m3；爲(wei)腔體擴(kuo)大後未(wei)排出的(de)液體中(zhong)等效淡(dan)水溶劑(ji)質量，ｋｇ；化(hua)爲日排(pai)出液㊙️體(ti)體積，m3；F注(zhu)爲日注(zhu)人液體(ti)體積😘，m3；爲(wei)日排出(chu)👈液體氯(lü)化鈉質(zhi)量體積(ji)濃度，g/ｌ；（＾爲(wei)日注入(ru)液體氯(lü)化鈉質(zhi)量體積(ji)濃度，g/1；Ｐ排(pai)爲曰排(pai)出液🐇體(ti)密度，kg/m3；ｐ注(zhu)爲🌈日注(zhu)入液體(ti)密度，kg/m3；氯(lü)化鈉密(mi)度，kg/m3；以爲(wei)水的密(mi)度，kg/m3；爲階(jie)段溶鹽(yan)體積，m3；爲(wei)聲呐測(ce)量時腔(qiang)體内氯(lü)化鈉質(zhi)量體積(ji)濃度🔞，g/1；爲(wei)聲呐測(ce)量時腔(qiang)體内液(ye)體密度(du)，kg/m30
　　由于201６年(nian)前并未(wei)進行注(zhu)水濃度(du)化驗，選(xuan)擇了2016年(nian)至2017年進(jin)行造腔(qiang)并在該(gai)時間段(duan)内完成(cheng)設定造(zao)腔階段(duan)的井進(jin)行統計(ji)分🍉析，結(jie)果如表(biao)1所示。


3.3膨(peng)松系數(shu)
　　鹽岩礦(kuang)床不論(lun)品位多(duo)髙，都普(pu)遍存在(zai)着水不(bu)溶物，主(zhu)要☂️分布(bu)在鹽岩(yan)層内及(ji)夾層中(zhong)。由于金(jin)壇鹽礦(kuang)不溶物(wu)🙇🏻中的🛀一(yi)大☁️部分(fen)屬于🆚泥(ni)岩，主要(yao)以粘土(tu)礦物中(zhong)以伊利(li)石爲主(zhu)，其次爲(wei)伊／蒙混(hun)💁層，無高(gao)嶺石，這(zhe)些粘土(tu)礦物的(de)強吸水(shui)性及吸(xi)水後極(ji)易膨松(song)性，會減(jian)少腔體(ti)有效體(ti)積，所以(yi)實際溶(rong)解鹽的(de)體積并(bing)不是腔(qiang)體體積(ji)，它們之(zhi)間存在(zai)以下關(guan)系:
　　式中(zhong)：Ｋ爲階段(duan)腔體有(you)效體積(ji)，m3；1爲階段(duan)溶解的(de)固體鹽(yan)體積，m3；？爲(wei)階段鹽(yan)岩中不(bu)溶物比(bi)例，小數(shu)；盧爲階(jie)段鹽岩(yan)中不溶(rong)物崩落(luo)以後的(de)膨松系(xi)數，常數(shu)。
　　根據實(shi)驗，金壇(tan)儲氣庫(ku)不溶物(wu)膨松系(xi)數在1.5~3範(fan)圍。由于(yu)鹽穴造(zao)腔高度(du)近150ｍ，含多(duo)個夾層(ceng)，夾層含(han)粘土礦(kuang)物含量(liang)不同，所(suo)以膨松(song)系數👄不(bu)同，同時(shi)夾層的(de)厚度不(bu)同，所以(yi)利用該(gai)方法模(mo)拟的腔(qiang)體體積(ji)的評價(jia)應根據(ju)不同造(zao)腔階段(duan)來進行(hang)。.表1列舉(ju)了2017年測(ce)🔴腔井的(de)階⛱️段造(zao)腔體積(ji)及該階(jie)段不溶(rong)物含量(liang)，并計算(suan)該階段(duan)💜的不溶(rong)物膨松(song)系數。
　　從(cong)表1可以(yi)看出，除(chu)T7井外，其(qi)他井不(bu)溶物膨(peng)松系數(shu)均在1.5~3範(fan)圍🔱，說明(ming)造腔站(zhan)内的電(dian)磁流量(liang)計的準(zhun)确性和(he)穩定性(xing)能夠滿(man)足生産(chan)的需要(yao)。
3.4誤差分(fen)析
　　根據(ju)該方法(fa)對鹽穴(xue)儲氣庫(ku)電磁流(liu)量計效(xiao)果進行(hang)評價時(shi)，不溶物(wu)膨松系(xi)數計算(suan)誤差主(zhu)要受下(xia)列因⛹🏻‍♀️素(su)影響。
（1）注(zhu)人液體(ti)溶液質(zhi)量濃度(du)化驗誤(wu)差。受鹽(yan)廠清罐(guan)等㊙️因素(su)影響💃，當(dang)日供應(ying)的淡鹵(lu)水濃度(du)可能會(hui)出現上(shang)午高，下(xia)午低的(de)情況，而(er)每天淡(dan)水供應(ying)化驗的(de)濃度隻(zhi)有上午(wu)一個參(can)數，所以(yi)對計算(suan)結果有(you)一定影(ying)響。該誤(wu)差可通(tong)過增加(jia)濃度化(hua)驗次數(shu)得到有(you)效解決(jue)👨‍❤️‍👨
（2）由注人(ren)液體中(zhong)硫酸鈉(na)、硫酸鈣(gai)等含量(liang)的不确(que)定引起(qi)的誤㊙️差(cha)，但這些(xie)礦物在(zai)溶液中(zhong)含量非(fei)常少，在(zai)一個造(zao)腔階段(duan)内✊其影(ying)✌️響可👈忽(hu)略。
（3）流量(liang)計計量(liang)誤差。現(xian)場選用(yong)的是準(zhun)确度等(deng)級爲0.5級(ji)的流量(liang)計。檢測(ce)報告顯(xian)示，流量(liang)計實際(ji)相對示(shi)值誤差(cha)較大，這(zhe)可能導(dao)緻計算(suan)🔞的不溶(rong)物膨松(song)系數偏(pian)離♊正常(chang)範圍。以(yi)T7井爲例(li)，如表2所(suo)示，注入(ru)端流量(liang)計FT1在30m3/h時(shi)，相對示(shi)值誤差(cha)達6％，在90m3/h時(shi)，相對示(shi)😄值誤差(cha)爲3％，明顯(xian)大于🍉排(pai)出端流(liu)量計FT2在(zai)對應檢(jian)測點的(de)相對示(shi)值誤差(cha)。同時，生(sheng)産數據(ju)顯示，T7井(jing)在該造(zao)腔階段(duan)，FT1示值在(zai)30~80m3/h範圍，這(zhe)直接導(dao)緻了計(ji)算的注(zhu)入鹽量(liang)偏大，而(er)溶鹽量(liang)偏小，最(zui)㊙️終使不(bu)落物膨(peng)松系數(shu)偏低。考(kao)慮到🐆注(zhu)人液體(ti)溶液質(zhi)量濃度(du)化驗誤(wu)差對于(yu)所有同(tong)期造腔(qiang)井的不(bu)溶物膨(peng)松系數(shu)影響結(jie)果相近(jin)，而除T7井(jing)外，其他(ta)井不溶(rong)物膨松(song)系數都(dou)在正常(chang)範圍内(nei)，所以流(liu)量計FT1實(shi)際💔測量(liang)誤差大(da)是導緻(zhi)T7井不溶(rong)物膨松(song)系數偏(pian)小的主(zhu)要原因(yin)。

　　從表2中(zhong)可以看(kan)出，随流(liu)速的增(zeng)大，相對(dui)示值誤(wu)差逐漸(jian)減小⚽。這(zhe)可能是(shi)由于測(ce)量的流(liu)體内部(bu)雜質在(zai)管道内(nei)易形成(cheng)沉澱，雖(sui)然采用(yong)了聚四(si)氟乙烯(xi)作爲襯(chen)裏材料(liao)保護電(dian)極，但是(shi)在低速(su)流狀态(tai)下，這些(xie)沉澱附(fu)着于内(nei)襯的表(biao)面使測(ce)量結果(guo)發生偏(pian)差，所以(yi)電❌磁流(liu)量計實(shi)際測量(liang)誤差必(bi)将随着(zhe)時間的(de)推移而(er)♻️逐漸增(zeng)大。爲提(ti)高電磁(ci)流量計(ji)在鹽穴(xue)儲氣庫(ku)造腔過(guo)程中的(de)測量精(jing)度，可采(cai)用以下(xia)方法。
（1）調(diao)整工藝(yi)，在可控(kong)範圍内(nei)提髙流(liu)速，減少(shao)雜質沉(chen)澱，提⭕高(gao)測👄量精(jing)🔞度。
（2）定期(qi)清理流(liu)量計。
（3）對(dui)于檢測(ce)過程中(zhong)發現的(de)誤差值(zhi)超過最(zui)大允許(xu)誤差的(de)流量計(ji)，儀表系(xi)數偏離(li)原出廠(chang)标定的(de)儀表系(xi)數時，可(ke)根據檢(jian)測機構(gou)的♌檢測(ce)結果進(jin)行儀表(biao)系數校(xiao)準。
結束(shu)語
　　綜上(shang)所述，電(dian)磁流量(liang)計的正(zheng)确率和(he)穩定性(xing)能夠滿(man)足💁鹽穴(xue)儲🌍氣👉庫(ku)造腔的(de)需要。但(dan)是，電磁(ci)流量計(ji)在鹽穴(xue)儲氣庫(ku)使用中(zhong)，受待測(ce)液體不(bu)純的影(ying)響，實際(ji)的測量(liang)誤♉差随(sui)時間的(de)推移而(er)逐漸增(zeng)大，特别(bie)是在低(di)💯流速的(de)情況下(xia)，相對示(shi)值誤差(cha)明顯較(jiao)大🈲。造腔(qiang)設計者(zhe)可根據(ju)特定地(di)區岩鹽(yan)中不溶(rong)物膨松(song)系數在(zai)一定範(fan)圍内這(zhe)一特征(zheng)，進行生(sheng)産分析(xi)，評價流(liu)量計計(ji)量在使(shi)用中的(de)可靠性(xing)。對‼️于不(bu)溶物膨(peng)松系數(shu)不在♉特(te)定範圍(wei)内的井(jing)，排除濃(nong)度檢驗(yan)影響後(hou)，可通過(guo)提高流(liu)速，定🤟期(qi)清理流(liu)量計，儀(yi)表系數(shu)校準等(deng)方🐇式提(ti)📱高測量(liang)的數據(ju)的準确(que)性♊，以便(bian)于合理(li)安⭕排造(zao)腔計劃(hua)，指導造(zao)腔🧑🏾‍🤝‍🧑🏼施工(gong)。

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