摘(zhai)要針對(dui)在注水(shui)中電磁(ci)流量計(ji) 測量精(jing)度普遍(bian)低于理(li)論值的(de)現狀,試(shi)驗小組(zu)根據電(dian)磁🏃🏻‍♂️流量(liang)計原理(li)與實際(ji)應用工(gong)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(ding)對策措(cuo)🥰施進行(hang)反複比(bi)較實驗(yan)和效果(guo)檢查,最(zui)🚶‍♀️終通過(guo)5項有效(xiao)措施的(de)實施,完(wan)成🏃🏻電磁(ci)流量計(ji)測量精(jing)度達到(dao)并超過(guo)理論值(zhi)的目标(biao)。
引言
　　在(zai)石油開(kai)采過程(cheng)中,地下(xia)能量會(hui)越來越(yue)低,産液(ye)量也随(sui)之‼️下降(jiang),爲了提(ti)高采收(shou)率,一個(ge)重要的(de)手段就(jiu)❌是向✌️目(mu)的層注(zhu)水,提高(gao)地層壓(ya)力,達到(dao)提高采(cai)收率的(de)目的,地(di)層的注(zhu)水量必(bi)須把握(wo)準确,否(fou)則就會(hui)造成水(shui)淹、水竄(cuan),對地層(ceng)造成傷(shang)害,會引(yin)起含水(shui)率升高(gao)🌈,産液量(liang)下降。因(yin)此,注水(shui)計量的(de)精度對(dui)油田生(sheng)産有着(zhe)極其重(zhong)要的💁作(zuo)用。目前(qian)有注👄水(shui)井156口,有(you)105口注水(shui)井采用(yong)了電磁(ci)流量🙇🏻計(ji)計量♍,其(qi)中每4～8口(kou)配一個(ge)注水站(zhan),每🏃‍♂️個注(zhu)水站安(an)裝一台(tai)總水表(biao),全廠在(zai)用電磁(ci)流量計(ji)120台。提高(gao)電磁流(liu)量計測(ce)量精度(du)問題。
電(dian)磁流量(liang)計應用(yong)現狀分(fen)析
　　電磁(ci)流量計(ji)用來測(ce)量經密(mi)封管道(dao)内一般(ban)導電液(ye)🥰體體🔞積(ji)流量的(de)儀表,根(gen)據法拉(la)第電磁(ci)感應定(ding)律,當導(dao)電液體(ti)流過管(guan)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(liang)管道截(jie)面上的(de)平均流(liu)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(ji)檢測出(chu)的微弱(ruo)感應電(dian)動勢E,先(xian)經前置(zhi)放大器(qi)的放大(da)和👅噪聲(sheng)抑制,成(cheng)爲大幅(fu)度低阻(zu)抗的電(dian)壓信号(hao),此信号(hao)經微分(fen)、積分電(dian)路處理(li),再經模(mo)數轉換(huan)器進入(ru)單片機(ji)進行控(kong)制、處理(li)和去處(chu)。單片機(ji)對放大(da)器的漂(piao)移及零(ling)點漂移(yi)能定期(qi)自動調(diao)整,在全(quan)量程範(fan)圍内分(fen)8段🐉對信(xin)号進行(hang)非線性(xing)修正。單(dan)片機也(ye)能對信(xin)号進行(hang)監🚶控、抑(yi)制噪聲(sheng)信号和(he)切除空(kong)管幹擾(rao),由大容(rong)量💯串行(hang)貯存器(qi)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(shu)據,顯示(shi)爲時流(liu)量和日(ri)流量。
　　經(jing)過單片(pian)機運算(suan)的流量(liang)信号由(you)轉換器(qi)和頻率(lü)轉換器(qi)将流量(liang)數據轉(zhuan)換成标(biao)準模拟(ni)信号(電(dian)流信号(hao))與脈沖(chong)、頻率信(xin)号等外(wai)輸信号(hao)輸出,最(zui)後流量(liang)數據信(xin)息由液(ye)晶屏顯(xian)示總流(liu)量和瞬(shun)時流量(liang),或者可(ke)通過光(guang)耦按鈕(niu)功能鍵(jian)來操作(zuo)顯示屏(ping)上的各(ge)種功能(neng)菜單,并(bing)能分别(bie)顯示其(qi)對應的(de)信息。
　　電(dian)磁流量(liang)計理論(lun)精度爲(wei)1.5%,但由于(yu)油田注(zhu)水工況(kuang)較爲⛷️複(fu)雜,實際(ji)使用過(guo)程中的(de)測量精(jing)度難以(yi)保證,工(gong)況最差(cha)的碼頭(tou)莊油📐田(tian)電磁流(liu)量計精(jing)度平均(jun)爲5.0%,個别(bie)達到❄️10.3%,對(dui)原油🛀生(sheng)産産生(sheng)較大影(ying)響。
現狀(zhuang)分析一(yi):少量氣(qi)體呈波(bo)狀流
　　管(guan)線中若(ruo)有氣體(ti)則會發(fa)生流量(liang)計顯示(shi)晃動情(qing)況,讀數(shu)不穩定(ding),管線由(you)于是密(mi)封,且是(shi)在三相(xiang)分離器(qi)水倉的(de)底⭕部出(chu)水所🏃‍♀️以(yi)從源頭(tou)帶來氣(qi)體不可(ke)能。從三(san)相分離(li)器的水(shui)出口處(chu)的壓力(li)表處拆(chai)開多次(ci)看後如(ru)表1。
現狀(zhuang)分析二(er):閥門開(kai)啓度太(tai)小
　　上遊(you)閥門開(kai)啓太小(xiao),則液位(wei)會在電(dian)極以下(xia),表現出(chu)流量計(ji)爲超滿(man)度情況(kuang),碼頭莊(zhuang)污水流(liu)量計曾(ceng)經多次(ci)出🈲現這(zhe)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼種情況(kuang),表2爲在(zai)一級沉(chen)降罐進(jin)口的統(tong)計情況(kuang)。


現狀分(fen)析三:啓(qi)用前沒(mei)排氣
　　啓(qi)用前未(wei)能排淨(jing)管内空(kong)氣,剩留(liu)氣體積(ji)聚在管(guan)系高點(dian),流動時(shi)㊙️被液體(ti)夾帶,呈(cheng)氣泡狀(zhuang)流出;另(ling)一原因(yin)是液😘體(ti)中夾帶(dai)小氣泡(pao)逐💋漸聚(ju)集,滞留(liu)在管系(xi)高點。故(gu)障表📱現(xian)爲流量(liang)測量值(zhi)和實際(ji)值不符(fu)以及輸(shu)出晃動(dong)。在啓用(yong)前均都(dou)已經排(pai)盡空氣(qi)。另外的(de)夾帶小(xiao)🈲氣泡也(ye)是不存(cun)在的,因(yin)爲碼頭(tou)莊三相(xiang)分離器(qi)污水出(chu)水口在(zai)水倉的(de)底部,即(ji)使有🚶‍♀️氣(qi)體它也(ye)在水🏒倉(cang)時👣就跑(pao)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(ji) 設在一(yi)級沉降(jiang)罐的進(jin)口處,在(zai)這個電(dian)磁流量(liang)計的前(qian)面大約(yue)50cm處有個(ge)加藥點(dian),這個加(jia)藥點偶(ou)爾會在(zai)加藥的(de)☂️同時🈲加(jia)進氣體(ti)。
現狀分(fen)析五:流(liu)動狀态(tai)的變化(hua)
　　流量測(ce)量值與(yu)應用參(can)比值不(bu)符,通常(chang)儀表調(diao)試正😘常(chang)運行一(yi)段時期(qi)後,也會(hui)因流動(dong)狀态變(bian)化而出(chu)現故障(zhang)。主要表(biao)現是管(guan)内有随(sui)動物體(ti),如接口(kou)處的膠(jiao)帶以及(ji)内襯脫(tuo)落等在(zai)随着水(shui)流有擺(bai)動。拆開(kai)接口及(ji)有襯體(ti)👌易脫落(luo)處😄檢查(cha)。均沒有(you)随動物(wu)體。
現狀(zhuang)分析六(liu):液體中(zhong)含有溶(rong)解氣
　　聯(lian)合站擁(yong)有兩座(zuo)卧式三(san)相分離(li)器,其日(ri)均處理(li)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(ju)工程需(xu)要💜三相(xiang)分離器(qi)的壓力(li)爲0.24MPa,而到(dao)了污水(shui)電磁🆚流(liu)量計那(na)裏壓力(li)還不到(dao)0.1MPa,以前出(chu)水出油(you)溫度在(zai)39℃左右,後(hou)打開一(yi)級沉降(jiang)罐頂蓋(gai)可以聞(wen)到比🈚較(jiao)強烈的(de)天然氣(qi)味道,懷(huai)疑污水(shui)中含有(you)溶解氣(qi),提高三(san)相分💰離(li)器的熱(re)循💯環水(shui)量,果然(ran)溶解氣(qi)少了很(hen)多。其前(qian)後⚽對比(bi)如表3．

現(xian)狀分析(xi)七:電導(dao)率不均(jun)勻
　　這個(ge)是指兩(liang)種以上(shang)的液體(ti)還沒有(you)混合好(hao)就進入(ru)流量計(ji),若💁它❗們(men)的電導(dao)率相差(cha)比較大(da)則會導(dao)緻流👉量(liang)計測量(liang)🙇‍♀️不準确(que)。污水電(dian)磁流量(liang)計的前(qian)面有個(ge)加藥點(dian),加進殺(sha)菌劑、絮(xu)凝劑、阻(zu)垢劑三(san)種👅藥劑(ji),總共加(jia)☀️藥量爲(wei)12.5L/h。這個流(liu)量與污(wu)水流量(liang)㊙️相比非(fei)常小,其(qi)影響在(zai)流量計(ji)上很難(nan)反映出(chu)來。關閉(bi)加藥點(dian)觀察如(ru)表4。

現狀(zhuang)分析八(ba):往複泵(beng)振蕩
　　原(yuan)來有三(san)台三柱(zhu)塞高壓(ya)泵,正常(chang)都是在(zai)18MPa的壓力(li)下運轉(zhuan),由于☂️泵(beng)的脈動(dong)性而測(ce)量點又(you)未遠離(li)泵,脈動(dong)使電😘磁(ci)流量計(ji)輸出晃(huang)動,有時(shi)候還産(chan)生了測(ce)量誤差(cha)。這從總(zong)表的校(xiao)驗可以(yi)得出。
現(xian)狀分析(xi)九:沉積(ji)層覆蓋(gai)電極
　　 污(wu)水流量(liang)計 有時(shi)晃動的(de)比較厲(li)害,拆開(kai)可以看(kan)到裏面(mian)已經薄(bao)薄的被(bei)覆蓋了(le)一層微(wei)小物體(ti)。而流量(liang)也從5.5～11.5m3/h來(lai)回跳動(dong)。
　　通過對(dui)以上的(de)分析,影(ying)響電磁(ci)流量計(ji)測量精(jing)度低于(yu)理㊙️論值(zhi)的主要(yao)原因是(shi):①閥門開(kai)啓度太(tai)小;②管系(xi)吸入氣(qi)泡;③液體(ti)中🌈含有(you)🚩溶解氣(qi);④往複泵(beng)振蕩;⑤沉(chen)積層覆(fu)蓋電極(ji)。
提高電(dian)磁流量(liang)計測量(liang)精度的(de)試驗
試(shi)驗一:加(jia)大流量(liang)計上遊(you)閘門開(kai)啓度
　　如(ru)果管中(zhong)的液體(ti)達不到(dao)電磁流(liu)量計的(de)電極上(shang)面則🙇🏻會(hui)出現超(chao)滿度現(xian)象。油田(tian)多次出(chu)現三相(xiang)分離器(qi)⭐污水出(chu)口💛達到(dao)65.7m3/h,而碼頭(tou)莊一天(tian)的總産(chan)液量在(zai)500m3左右,其(qi)中油約(yue)200m3/d,污水約(yue)300m3/d,平均爲(wei)10～12m3/h。而65.7m3/h這♻️個(ge)測量⁉️值(zhi)嚴重地(di)偏🐅離了(le)實際流(liu)量值。故(gu)把三相(xiang)分離器(qi)的污水(shui)出口全(quan)開,而改(gai)用流量(liang)計後面(mian)的閘閥(fa)來控制(zhi)脫水量(liang)(圖1)。

　　以(yi)前是用(yong)1#(三相分(fen)離器污(wu)水出口(kou)閘閥)與(yu)3#閘閥來(lai)共同控(kong)制🎯流量(liang),這樣往(wang)往有可(ke)能是1#閘(zha)閥開的(de)較小,3#開(kai)的較大(da),這就有(you)可能在(zai)管線中(zhong)會留出(chu)一部分(fen)空間,使(shi)氣體進(jin)入,最終(zhong)導緻⛷️液(ye)體不能(neng)充滿🌈整(zheng)個管系(xi),而🙇‍♀️出現(xian)超滿🌂度(du)。
　　現在采(cai)取的措(cuo)施是1#閘(zha)閥全開(kai),而用3#閘(zha)閥的開(kai)啓度來(lai)🚶控制流(liu)量。這樣(yang)就避免(mian)了電磁(ci)流量計(ji)和管線(xian)虧空現(xian)象,電‼️磁(ci)流☎️量計(ji)測量的(de)準确性(xing)提高了(le)很多。
試(shi)驗二:維(wei)修加藥(yao)泵的密(mi)封性
　　污(wu)水流量(liang)計的前(qian)面有個(ge)加藥點(dian),距離電(dian)磁流量(liang)計大約(yue)50cm。加殺菌(jun)劑、阻垢(gou)劑、絮凝(ning)劑3種藥(yao)劑(圖2)。

　　管(guan)系若吸(xi)進空氣(qi)則造成(cheng)測量值(zhi)晃動不(bu)穩定。圖(tu)中1,2,3分别(bie)代表3台(tai)加藥泵(beng),這3台加(jia)藥泵排(pai)量小,總(zong)量在12.5L/h,但(dan)就是這(zhe)個加藥(yao)💚點給這(zhe)個流量(liang)計造成(cheng)了相當(dang)的誤差(cha)。每個加(jia)藥泵都(dou)有個入(ru)口,入口(kou)放在加(jia)藥罐裏(li)。該入口(kou)的結🏃‍♂️構(gou)示意如(ru)圖3。
　　加藥(yao)泵的A部(bu)分在藥(yao)劑的上(shang)面,而B部(bu)分則沉(chen)沒在藥(yao)🏒劑中,加(jia)👨‍❤️‍👨的藥劑(ji)有一定(ding)的黏度(du),且有部(bu)分雜質(zhi),故濾網(wang)是經常(chang)🔴堵住,如(ru)果在藥(yao)劑中的(de)B部分不(bu)通暢,則(ze)裸露在(zai)空氣中(zhong)的A部分(fen)會從1與(yu)2及吸料(liao)連接器(qi)和墊圈(quan)處進空(kong)氣。3台中(zhong)的任意(yi)一台漏(lou)空氣都(dou)會由管(guan)線中🌈的(de)加藥點(dian)進入管(guan)線,從而(er)導緻流(liu)量計測(ce)量值不(bu)穩定。現(xian)在是每(mei)周都會(hui)對泵的(de)濾網和(he)吸料連(lian)接🐕器以(yi)及墊圈(quan)進行檢(jian)查💜。由加(jia)藥泵漏(lou)進氣體(ti)不再發(fa)生。

試驗(yan)三:提高(gao)三相分(fen)離器溫(wen)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(qi)他因數(shu)的條件(jian)🙇‍♀️下,把💰三(san)相分離(li)器的溫(wen)度由原(yuan)來的39℃提(ti)高到現(xian)在的46℃,效(xiao)☂️果很明(ming)顯㊙️。控制(zhi)三相分(fen)離器的(de)溫度,也(ye)就是控(kong)制三相(xiang)分離器(qi)👄循環熱(re)♻️水量與(yu)循環熱(re)水溫度(du),循環熱(re)水溫度(du)一般變(bian)化較小(xiao),而水♊量(liang)由原來(lai)的3m3/h,調配(pei)到現在(zai)的6m3/h,這樣(yang)一來,包(bao)括井上(shang)産氣也(ye)多析出(chu)了6～8m3/h。具體(ti)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(liang)達到近(jin)50m3/h(标況即(ji):溫度👣273K,壓(ya)力101325Pa),且呈(cheng)平穩的(de)趨勢,也(ye)就是此(ci)時達到(dao)了一個(ge)平🐪衡。達(da)到了析(xi)氣💚的最(zui)大化,析(xi)出氣體(ti)的最佳(jia)狀态。也(ye)就是這(zhe)樣出🐪去(qu)的污水(shui)含氣🥰最(zui)少。達到(dao)了不含(han)溶解氣(qi)的目标(biao)。
試驗四(si):改變讀(du)數方式(shi),增加新(xin)工藝,緩(huan)解往複(fu)泵的振(zhen)蕩
　　注水(shui)站原有(you)3台3S175-13.4/20三柱(zhu)塞注水(shui)泵,在泵(beng)的出口(kou)裝有總(zong)流量🏃🏻‍♂️計(ji),這個總(zong)流量計(ji)的測量(liang)由于泵(beng)的往複(fu)振蕩使(shi)其準确(que)性很低(di),每🈚次與(yu)各注水(shui)單井總(zong)和的差(cha)别⚽都有(you)近50m3。每天(tian)注水在(zai)620m3左😘右,這(zhe)樣就有(you)近10%的誤(wu)差,而每(mei)😄次對其(qi)校驗的(de)差值🏃也(ye)是10%左右(you),表5是2025.11.26校(xiao)驗‼️的結(jie)果。

　　從表(biao)5中可以(yi)看出流(liu)量計的(de)準确性(xing)很低甚(shen)至超過(guo)了10%,這個(ge)數據的(de)差别很(hen)大,到這(zhe)種情況(kuang)應該說(shuo)不是🏒誤(wu)差👈,而是(shi)💘錯誤了(le)。在有脈(mo)動流動(dong)源的管(guan)線上,要(yao)減緩其(qi)對流量(liang)儀💚表測(ce)量的影(ying)響,通常(chang)應該采(cai)取流量(liang)傳感器(qi)遠離脈(mo)動源,利(li)用管流(liu)流阻衰(shuai)減脈動(dong);或在🌏管(guan)線适當(dang)位置裝(zhuang)上稱作(zuo)被動式(shi)濾波器(qi)的氣室(shi)緩💜沖器(qi),吸收脈(mo)動♍。因爲(wei)在此不(bu)好改變(bian)流程和(he)泵的本(ben)💛身工藝(yi),爲此采(cai)取的措(cuo)施🚶是讀(du)取泵的(de)進口流(liu)量計和(he)🙇‍♀️泵的回(hui)流流量(liang)計,因爲(wei)這兩處(chu)表的壓(ya)力很低(di),脈✔️動振(zhen)動也很(hen)小,用泵(beng)的進口(kou)流量計(ji)數值減(jian)去回流(liu)流量計(ji)數值,得(de)出注水(shui)量數值(zhi)。但是在(zai)2025年11月份(fen)碼頭🛀🏻莊(zhuang)新裝了(le)一台5S175-33.3/20的(de)五柱塞(sai)☔注水泵(beng),這台泵(beng)是五個(ge)柱塞,其(qi)💚水的振(zhen)動性相(xiang)對減少(shao),并趨⭕于(yu)平緩,且(qie)本身帶(dai)有氮氣(qi)緩沖裝(zhuang)置,能非(fei)常有效(xiao)地緩解(jie)振動,達(da)到了預(yu)期效果(guo)。
試驗五(wu):定期清(qing)洗電磁(ci)流量計(ji)内壁
　　在(zai)污水流(liu)量爲10m3/h左(zuo)右,溫度(du)約爲44℃,電(dian)磁流量(liang)計清洗(xi)周期爲(wei)45d,否則測(ce)量誤差(cha)将很快(kuai)會達到(dao)5%。定期清(qing)洗電磁(ci)流量計(ji)以避免(mian)🐪沉積層(ceng)的⛹🏻‍♀️影響(xiang)。
試驗小(xiao)組于2025-11～2025-11對(dui)試驗效(xiao)果進行(hang)驗證,見(jian)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(biao)流量計(ji),但也隻(zhi)💜有0.95%,完全(quan)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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