[摘要]渦(wo)輪流量(liang)計 是固(gu)井作業(ye)中不可(ke)缺少的(de)工具,由(you)于使用(yong)過程的(de)不可見(jian)性,往往(wang)會出現(xian)很多問(wen)題。針對(dui)渦輪流(liu)量計在(zai)固井作(zuo)業中出(chu)現的問(wen)🈲題進行(hang)總結分(fen)析，并對(dui)渦輪變(bian)送器在(zai)使用過(guo)程中出(chu)現的特(te)殊響聲(sheng)做了細(xi)緻研究(jiu),最終找(zhao)到了問(wen)題的症(zheng)結所在(zai),提出針(zhen)對性的(de)改進措(cuo)施,爲儀(yi)器的現(xian)場使用(yong)和後期(qi)維護提(ti)供👨‍❤️‍👨建設(she)性意見(jian),有效保(bao)障了儀(yi)器在固(gu)井作業(ye)過程中(zhong)的良好(hao)表現。
1概(gai)述
　　渦輪(lun)流量計(ji)是固井(jing)作業中(zhong)技術人(ren)員的“耳(er)目”,爲判(pan)斷井下(xia)、地面施(shi)工情況(kuang)提供科(ke)學依據(ju)。根據它(ta)可以确(que)定注水(shui)泥漿量(liang)和📐頂替(ti)鑽井液(ye)排量,起(qi)到預防(fang)憋💜泵、保(bao)障安全(quan)和提高(gao)頂替效(xiao)率的作(zuo)用。在注(zhu)水泥漿(jiang)過程中(zhong),渦輪流(liu)量計能(neng)測定出(chu)注水泥(ni)漿的瞬(shun)時排💛量(liang)和累計(ji)總量,可(ke)以有效(xiao)✂️防止水(shui)泥返🌈高(gao)不足的(de)情況發(fa)生。在頂(ding)替鑽井(jing)液的過(guo)程🈚中,它(ta)能測定(ding)出項替(ti)🌏鑽井液(ye)的瞬時(shi)排量和(he)累計總(zong)量,可❄️以(yi)防止留(liu)水泥塞(sai)🍓事故發(fa)生印。
　　渦(wo)輪流量(liang)計由渦(wo)輪變送(song)器和二(er)次儀表(biao)組成,當(dang)被測液(ye)體經🤩過(guo)渦輪變(bian)送器時(shi),渦輪變(bian)送器内(nei)的葉輪(lun)借助液(ye)體的動(dong)能旋✍️轉(zhuan)2)。此時，葉(ye)輪葉片(pian)使檢出(chu)裝置中(zhong)的磁路(lu)磁阻發(fa)生周期(qi)性變🏃‍♂️化(hua),在檢出(chu)線圈兩(liang)端感應(ying)出頻率(lü)與流量(liang)成正比(bi)的電脈(mo)沖信号(hao),經放大(da)器放大(da)後通過(guo)數據線(xian)傳輸給(gei)二次儀(yi)表。
2.儀器(qi)常見故(gu)障分析(xi)與解決(jue)方法

故(gu)障現象(xiang)	可能原(yuan)因	解決(jue)辦法
打(da)開開關(guan)後儀器(qi)無反應(ying)	(1)儀器沒(mei)電或保(bao)險絲熔(rong)斷 (2)儀器(qi)自身有(you)問題	(1)接(jie)通電源(yuan)或更換(huan)保險絲(si) (2)檢修儀(yi)器
顯示(shi)儀表對(dui)校驗”信(xin)号有顯(xian)示但對(dui)流量信(xin)号無顯(xian)示	(1)放大(da)器與放(fang)大器座(zuo)接觸不(bu)好,或者(zhe)放大器(qi)的磁頭(tou)磁性弱(ruo) (2)放大器(qi)有故障(zhang)或損壞(huai) (3)信号線(xian)插頭與(yu)放大器(qi)接觸不(bu)好或者(zhe)信号線(xian)插頭不(bu)幹淨 (4)信(xin)号傳輸(shu)線開路(lu)或短路(lu) (5)葉輪被(bei)雜物卡(ka)住或葉(ye)輪偏離(li)水平中(zhong)心線.無(wu)法轉⚽動(dong)	(1)重新插(cha)好放大(da)器，并且(qie)擦拭幹(gan)淨 (2)更換(huan)放大器(qi) (3)将信号(hao)線插頭(tou)仔細擦(ca)拭幹淨(jing) (4)維修或(huo)更換信(xin)号傳輸(shu)線 (5)更換(huan)渦輪變(bian)送器
儀(yi)器顯示(shi)數值不(bu)穩:計量(liang)不正确(que),偏差大(da)	(1)實際流(liu)量超出(chu)儀表的(de)計量範(fan)圍或流(liu)量不穩(wen)定 (2)儀表(biao)系數K設(she)置有誤(wu) (3)葉輪挂(gua)上纖維(wei)等雜質(zhi) (4)泥漿内(nei)有氣泡(pao)存在 (5)渦(wo)輪變送(song)器旁有(you)較強的(de)電磁場(chang)幹擾 (6)渦(wo)輪變送(song)器導向(xiang)架及軸(zhou)嚴重磨(mo)損,或者(zhe)橡膠軸(zhou)承破裂(lie)無法支(zhi)撐軸在(zai)水平線(xian)上轉動(dong)! (7)渦輪變(bian)送器電(dian)纜屏蔽(bi)層或其(qi)他接地(di)導線與(yu)線路地(di)線斷⭐開(kai)或接觸(chu)不良	(1)使(shi)被測流(liu)量與渦(wo)輪變送(song)器的測(ce)量範圍(wei)相适應(ying)，并穩定(ding)👨‍❤️‍👨流量 (2)使(shi)系數K設(she)置正确(que) (3)清洗渦(wo)輪變送(song)器 (4)待穩(wen)定後取(qu)測量值(zhi) (5)盡量遠(yuan)離千擾(rao)源或采(cai)取屏蔽(bi)措施 (6)更(geng)換“導向(xiang)架”或“葉(ye)輪軸"“橡(xiang)膠軸承(cheng)" (7)接好信(xin)号線,或(huo)者更換(huan)信号線(xian)

3渦輪流(liu)量計使(shi)用時出(chu)現的異(yi)常響聲(sheng)分析
　　由(you)于渦輪(lun)變送器(qi)使用時(shi)葉輪在(zai)不鏽鋼(gang)殼體内(nei)部做高(gao)速旋轉(zhuan)，隻能從(cong)排量的(de)變化以(yi)及産生(sheng)的響聲(sheng)判斷其(qi)是否正(zheng)常工作(zuo)，而響聲(sheng)産生的(de)原因主(zhu)要有以(yi)下幾點(dian):一是前(qian)導向架(jia)未固🌍定(ding)住;二是(shi)橡膠軸(zhou)承變形(xing)或破裂(lie);三是軸(zhou)與鋼珠(zhu)彈子的(de)間隙不(bu)合适[5)。
3.1前(qian)導向架(jia)未固定(ding)
　　前導向(xiang)架的側(ce)棱與殼(ke)體内壁(bi)存在細(xi)微的間(jian)隙，如果(guo)前導向(xiang)架的三(san)角爪與(yu)台階面(mian)存在細(xi)微間隙(xi)，在泥漿(jiang)的沖擊(ji)下三角(jiao)爪便會(hui)撞擊台(tai)階面，此(ci)時響聲(sheng)中能聽(ting)出在前(qian)台階面(mian)有輕微(wei)的撞擊(ji)🔞聲和刮(gua)擦聲。
　　三(san)角爪撞(zhuang)擊台階(jie)面一段(duan)時間後(hou)，使三角(jiao)爪邊緣(yuan)呈斜坡(po)型🤩，壓環(huan)失去固(gu)定前導(dao)向架的(de)作用，前(qian)導向架(jia)便在台(tai)階面上(shang)來回撞(zhuang)擊摩擦(ca)台階面(mian),使台階(jie)面出現(xian)凹槽，此(ci)時在殼(ke)體前部(bu)分會聽(ting)到連續(xu)刺耳的(de)響聲。
3.2橡(xiang)膠軸承(cheng)變形或(huo)破裂
　　當(dang)前導向(xiang)架未固(gu)定住或(huo)軸太短(duan)時，葉輪(lun)在泥漿(jiang)沖擊力(li)㊙️的🛀作用(yong)下偏離(li)水平線(xian)旋轉，導(dao)緻支撐(cheng)軸的橡(xiang)膠軸承(cheng)受力不(bu)平衡💯。鑒(jian)于泥漿(jiang)的溫度(du)很高，在(zai)不平衡(heng)應力長(zhang)時間作(zuo)用下，橡(xiang)膠軸承(cheng)很容易(yi)變形甚(shen)至破裂(lie)。而葉輪(lun)邊緣與(yu)🈚渦輪變(bian)送器殼(ke)體之🧑🏾‍🤝‍🧑🏼間(jian)的間隙(xi)很小，其(qi)内壁相(xiang)互刮擦(ca),使🚶葉輪(lun)邊緣嚴(yan)重磨損(sun)，此時在(zai)安置放(fang)大器🐆處(chu)能聽到(dao)連續的(de)刺耳響(xiang)聲,在變(bian)送器殼(ke)體内壁(bi)能清晰(xi)的看到(dao)刮痕。
　　正(zheng)常磨損(sun)的橡膠(jiao)軸承的(de)中心孔(kong)很均勻(yun)，呈比較(jiao)規則的(de)圓,僅直(zhi)徑比新(xin)的大。當(dang)軸輕微(wei)偏離水(shui)平線旋(xuan)轉時就(jiu)會🎯在軸(zhou)承的某(mou)方⚽向上(shang)留下擠(ji)壓的痕(hen)迹;若是(shi)軸嚴💁重(zhong)偏離水(shui)平線旋(xuan)轉，橡膠(jiao)軸承承(cheng)受的應(ying)力過大(da)就會導(dao)緻其破(po)⚽裂，使得(de)軸失去(qu)水平支(zhi)撐，與前(qian)✔️後導向(xiang)架還有(you)不鏽鋼(gang)殼體内(nei)壁直接(jie)接觸，葉(ye)輪、軸和(he)導向架(jia)内壁的(de)嚴重磨(mo)損(圖12),産(chan)生連續(xu)的刺耳(er)響聲。
 

　　由(you)圖1可看(kan)出非正(zheng)常磨損(sun)的導向(xiang)架與新(xin)導向架(jia)内壁🚶的(de)差💋異。這(zhe)是軸偏(pian)離水平(ping)線與導(dao)向架直(zhi)接作用(yong)的結果(guo);由圖2可(ke)看出軸(zhou)的磨損(sun)情況，正(zheng)常磨損(sun)的軸其(qi)前後端(duan)大小變(bian)化不大(da)，隻是📐長(zhang)短有變(bian)化，而非(fei)正常磨(mo)損的軸(zhou)因過度(du)⛱️磨損而(er)呈現錐(zhui)形。
 
　　渦輪(lun)變送器(qi)是由軸(zhou)高速旋(xuan)轉切割(ge)磁感線(xian)産生感(gan)應電流(liu)，所以保(bao)證軸在(zai)任何時(shi)候都能(neng)平穩地(di)旋轉至(zhi)關重要(yao)。在調節(jie)軸與鋼(gang)珠彈子(zi)之間的(de)間隙時(shi),盡量使(shi)軸👌與彈(dan)子的間(jian)隙在1~2mm。若(ruo)間隙太(tai)小，軸旋(xuan)轉的阻(zu)力大,不(bu)能正确(que)測量小(xiao)排量時(shi)的流量(liang);若間隙(xi)太大，當(dang)排量變(bian)化⁉️時，軸(zhou)不能保(bao)持在水(shui)平位置(zhi)旋轉，導(dao)緻橡膠(jiao)軸承變(bian)形🔅甚至(zhi)破裂，葉(ye)輪容易(yi)刮擦不(bu)鏽鋼殼(ke)體内壁(bi)産生異(yi)常響聲(sheng)。
　　在放置(zhi)前後鋼(gang)珠彈子(zi)時有技(ji)巧，技巧(qiao)在于大(da)彈子放(fang)🤞在前導(dao)向架裏(li)，小彈子(zi)放在後(hou)導向架(jia)裏。在測(ce)排量時(shi)，由于排(pai)量從小(xiao)到穩定(ding)有個過(guo)程,葉輪(lun)和軸會(hui)受到朝(chao)斜上方(fang)🔞和向前(qian)的推力(li),此時後(hou)導向架(jia)裏的🥰橡(xiang)膠軸承(cheng)通過自(zi)身變形(xing)釋放軸(zhou)受到向(xiang)上的力(li)。若是後(hou)導向架(jia)裏的鋼(gang)珠彈子(zi)太大，軸(zhou)插入橡(xiang)膠軸承(cheng)🙇‍♀️中心孔(kong)的長度(du)太短，橡(xiang)膠軸承(cheng)容易變(bian)形破裂(lie)。另方面(mian),彈子太(tai)大會造(zao)成旋轉(zhuan)☂️困難，軸(zhou)長時間(jian)作用在(zai)鋼珠🏒彈(dan)子的同(tong)-部位,那(na)麽久而(er)久之軸(zhou)就會在(zai)鋼珠彈(dan)😄子上形(xing)成一個(ge)凹槽。
4改(gai)進方法(fa)
　　綜上所(suo)述，當放(fang)置前導(dao)向架的(de)台階面(mian)凹凸不(bu)平時會(hui)産🐅生較(jiao)大異響(xiang)，并對渦(wo)輪變送(song)器的正(zheng)常工作(zuo)産生很(hen)大影響(xiang)。
　　當前台(tai)階面出(chu)現凹槽(cao)時,常用(yong)的方法(fa)是用銑(xi)刀将凹(ao)凸不平(ping)的台階(jie)面銑平(ping)整，由于(yu)導向架(jia)的内徑(jing)、軸的長(zhang)度、壓環(huan)的高度(du)限制了(le)鋼珠彈(dan)子的直(zhi)徑，用該(gai)方法在(zai)調整軸(zhou)與鋼珠(zhu)彈子的(de)間隙時(shi)不好調(diao)整。
　　另有(you)兩種方(fang)法可供(gong)參考,第(di)-種方法(fa)是用焊(han)條點焊(han),将不平(ping)的台階(jie)面焊平(ping)。此方法(fa)除了技(ji)術上的(de)困難外(wai)，即使焊(han)平了,在(zai)泥漿高(gao)💋速的沖(chong)擊下很(hen)快也會(hui)變得凹(ao)凸不平(ping),不🍓能長(zhang)期使用(yong)。
　　第二種(zhong)方法是(shi)改變渦(wo)輪流量(liang)計殼體(ti)的自身(shen)結構(圖(tu)3)。
 
　　圖(tu)3(b)是構想(xiang)中的殼(ke)體,最大(da)的差别(bie)是安置(zhi)放大器(qi)座的位(wei)置與現(xian)用殼體(ti)的相比(bi)它們不(bu)在同一(yi)圓周上(shang)，而是在(zai)同一條(tiao)直線上(shang)，隻要在(zai)現有的(de)殼體上(shang)照圖3(b)所(suo)示位置(zhi)裝上-個(ge)放大器(qi)座後☁️就(jiu)可以使(shi)用。這樣(yang)做的原(yuan)因是因(yin)爲後導(dao)向架始(shi)終受到(dao)一個向(xiang)前的作(zuo)☁️用力,當(dang)排量變(bian)化時，後(hou)導向架(jia)的3個側(ce)棱起到(dao)支撐作(zuo)用,由于(yu)其‼️側棱(leng)與渦輪(lun)變送器(qi)殼體内(nei)壁的間(jian)隙很小(xiao),所以㊙️在(zai)替漿的(de)過程中(zhong)保證了(le)軸不會(hui)因爲排(pai)量的不(bu)穩定而(er)偏離水(shui)平線旋(xuan)轉。這樣(yang)将報廢(fei)的殼😘體(ti)重新利(li)用,節約(yue)了成本(ben),并保☀️證(zheng)了計量(liang)的正确(que)性。
5對比(bi)驗證
　　除(chu)前導向(xiang)支架外(wai)，還對後(hou)導向架(jia)的不平(ping)穩是否(fou)會對💛渦(wo)輪流量(liang)計的正(zheng)确性産(chan)生影響(xiang)進行了(le)對比驗(yan)證。将一(yi)個後台(tai)階面不(bu)平🐪整的(de)殼體與(yu)後台階(jie)面平整(zheng)的殼體(ti)相連接(jie),應用于(yu)坨128-斜74井(jing),該井設(she)計3008m,除去(qu)壓塞液(ye)2.0m³,替漿量(liang)爲34.5m³。在測(ce)完排量(liang)、設🌐定好(hao)這兩個(ge)殼體系(xi)🐆數後,記(ji)錄了替(ti)漿時兩(liang)個殼體(ti)的每分(fen)鍾顯示(shi)數值和(he)最終數(shu)值(表2)。通(tong)過試驗(yan)對比🌈瞬(shun)時排量(liang)和總排(pai)量,可以(yi)發現當(dang)安置後(hou)導向架(jia)的台階(jie)面不平(ping)整時,二(er)次儀表(biao)上顯示(shi)的數據(ju)依然能(neng)保持穩(wen)定,波動(dong)小，且其(qi)累計總(zong)量和完(wan)好的渦(wo)輪變送(song)器相比(bi)兩者的(de)誤差不(bu)超過1%,這(zhe)點差距(ju)完全可(ke)以通過(guo)精心💯保(bao)養和調(diao)整系數(shu)來彌補(bu)。因此在(zai)正常情(qing)況下,安(an)置後導(dao)向架的(de)台階面(mian)不平整(zheng)時,渦輪(lun)✨變送器(qi)仍能達(da)到固井(jing)時對流(liu)量計精(jing)度的要(yao)求。
 
6結論(lun)
(1)安置前(qian)導向架(jia)的台階(jie)面是否(fou)平整直(zhi)接影響(xiang)渦輪變(bian)🌈送器的(de)正👌常工(gong)作,導緻(zhi)一系列(lie)的問題(ti)出現。
(2)驗(yan)證了當(dang)安置後(hou)導向架(jia)的台階(jie)面不平(ping)整時,渦(wo)輪變🍓送(song)器仍然(ran)能正常(chang)工作,不(bu)會出現(xian)特殊響(xiang)聲。
(3)通過(guo)前面的(de)故障與(yu)異響分(fen)析,以及(ji)對比驗(yan)證數據(ju),找到了(le)症結所(suo)在。爲了(le)使流量(liang)計能夠(gou)良好地(di)服務于(yu)固井作(zuo)業施工(gong)，根據分(fen)析結論(lun)與改進(jin)措施，已(yi)經完成(cheng)了部分(fen)流量計(ji)的升級(ji)改造,并(bing)在現場(chang)試驗與(yu)應用過(guo)程中取(qu)得了良(liang)好的效(xiao)果。

以上(shang)内容源(yuan)于網絡(luo)，如有侵(qin)權聯系(xi)即删除(chu)!