摘要針對在(zai)注水中電磁(ci)流量計 測量(liàng)精度普遍低(di)于理論值的(de)現狀,試驗小(xiǎo)組根據㊙️電磁(cí)🌈流量計原理(lǐ)與實際應用(yong)工況條件,查(chá)找影響電磁(cí)流量計測🐉量(liang)精🤩度的主要(yao)因素,并制定(ding)對策措施進(jìn)行反複比較(jiao)實驗和效果(guǒ)檢查,最終通(tōng)過5項有效措(cuo)施的實施,完(wan)成電磁流量(liàng)計測量精😍度(du)達到并超過(guò)理論值的目(mù)标。
引言
　　在石(shí)油開采過程(chéng)中,地下能量(liàng)會越來越低(di),産液量也💋随(suí)之下降,爲了(le)提高采收率(lü),一個重要的(de)手段就是向(xiàng)🈲目的層注🙇🏻水(shuǐ),提高地☀️層壓(yā)力,達到提高(gao)采收率的目(mu)的,地層的注(zhu)水量👨‍❤️‍👨必須把(bǎ)握準确,否則(zé)就會造成水(shui)淹、水竄,對地(di)層🤟造成傷害(hài),會引起含水(shuǐ)率升高,産液(ye)量下降。因此(cǐ),注水計量的(de)精度對油田(tián)生産有💃🏻着極(ji)其重要的作(zuo)用。目前有注(zhù)水井156口,有105口(kou)注水井采用(yong)了電磁流量(liang)計計量,其中(zhōng)每4～8口配一個(ge)注水站,每個(ge)注水站安裝(zhuang)一👣台總水表(biǎo),全廠在🔱用電(diàn)磁流量計120台(tai)。提高💚電磁流(liú)量計✊測量精(jīng)度問題。
電磁(ci)流量計應用(yòng)現狀分析
　　電(diàn)磁流量計用(yong)來測量經密(mi)封管道内一(yī)般導電液體(ti)體積流量的(de)儀表,根據法(fǎ)拉第電磁感(gǎn)應定律,當導(dao)電🥵液體流過(guo)管道的磁場(chǎng)作切割磁力(lì)線時,電極間(jian)将産生感應(yīng)電動勢,其感(gan)應電動勢E爲(wei):
E=KBDV
式中:
V―測量管(guǎn)道截面上的(de)平均流速(m/s);
K―儀(yi)表常數;
D―測量(liang)管内直徑(m);
B―磁(cí)感應強度(T)。
　　電(dian)極檢測出的(de)微弱感應電(diàn)動勢E,先經前(qián)置放大器的(de)☁️放大和噪🏃🏻聲(sheng)抑制,成爲大(da)幅度低阻抗(kang)的電壓信号(hào),此🌂信号經微(wēi)🌈分、積分電路(lu)處理,再經模(mó)數轉換器進(jìn)入單片機進(jìn)行控制、處理(li)和去處。單片(piàn)機對放大器(qì)的漂移及零(ling)點漂移能定(ding)期自動調整(zheng),在全量程✨範(fan)圍内分8段🥵對(dui)信号進行非(fēi)線性修正。單(dan)片機也能🌈對(dui)信号進行❤️監(jiān)控、抑制噪聲(shēng)信号和切除(chu)空管幹擾,由(yóu)大容量串行(hang)貯👄存器對每(mei)8h處理和運算(suàn)後的流量數(shù)據予以貯存(cún)一次,同時記(ji)錄該時間與(yu)日期的流量(liàng)數據,顯示爲(wei)時流量和日(rì)流🌈量。
　　經過單(dan)片機運算的(de)流量信号由(you)轉換器和頻(pin)率轉換器将(jiāng)流量數據轉(zhuan)換成标準模(mo)拟信号(電流(liu)信号)與脈沖(chòng)、頻率信号等(děng)外輸信号輸(shū)出,最後流量(liang)數據信息由(yóu)液晶屏顯示(shì)總流量和瞬(shùn)時流量,或者(zhe)可通過光耦(ou)按鈕功能鍵(jian)來操作顯示(shì)屏上的各種(zhǒng)功能菜單,并(bing)能分别顯示(shì)其對應的信(xìn)息。
　　電磁流量(liang)計理論精度(du)爲1.5%,但由于油(you)田注水工況(kuang)較爲複✏️雜,實(shi)際使用過程(cheng)中的測量精(jīng)度難以保證(zhèng),工況最⛹🏻‍♀️差的(de)碼頭莊油田(tian)電磁流量計(jì)精度平均爲(wèi)5.0%,個别達到10.3%,對(dui)原油生産産(chǎn)🐪生較大🈲影響(xiang)。
現狀分析一(yi):少量氣體呈(cheng)波狀流
　　管線(xian)中若有氣體(ti)則會發生流(liu)量計顯示晃(huǎng)動情況,讀數(shu)不穩定,管線(xiàn)由于是密封(fēng),且是在三相(xiàng)分離器水倉(cāng)㊙️的底部出水(shui)所以從源頭(tóu)帶來氣體不(bu)可能。從三相(xiang)分離器的水(shui)出口處的壓(ya)⛱️力表處拆開(kāi)多次看後如(ru)表1。
現狀分析(xi)二:閥門開啓(qi)度太小
　　上遊(yóu)閥門開啓太(tai)小,則液位會(hui)在電極以下(xia),表現出流量(liàng)計🤞爲😘超滿度(du)情況,碼頭莊(zhuāng)污水流量計(ji)曾經多次出(chū)現這🏃🏻‍♂️種情況(kuàng),表2爲在一級(jí)沉降罐進口(kou)的統計情況(kuàng)。


現狀分析三(sān):啓用前沒排(pái)氣
　　啓用前未(wèi)能排淨管内(nei)空氣,剩留氣(qì)體積聚在管(guan)系高點,流動(dong)時被液體夾(jia)帶,呈氣泡狀(zhuàng)流出;另一原(yuan)因是液體中(zhōng)夾帶小氣泡(pao)逐🏃🏻‍♂️漸聚集,滞(zhi)留在管系高(gāo)點。故障表現(xian)爲流📧量測量(liang)值和實際值(zhí)不符以及輸(shū)出晃動。在啓(qi)用前均都已(yi)經排盡空氣(qi)。另外的夾帶(dài)小氣泡也是(shì)不🧡存在的,因(yīn)爲碼頭莊三(san)相☀️分離器污(wū)水出水口在(zai)水倉⛹🏻‍♀️的底部(bu),即使有氣體(ti)它也在水倉(cang)時就跑到水(shui)倉頂部🔞。
現狀(zhuang)分析四:管系(xì)中吸入氣泡(pao)
　　 污水電磁流(liu)量計 設在一(yi)級沉降罐的(de)進口處,在這(zhe)個電磁流量(liang)計的🔴前面💞大(dà)約50cm處有個加(jiā)藥點,這個加(jia)藥點偶爾會(huì)在加藥的🌍同(tóng)時加進氣體(tǐ)。
現狀分析五(wu):流動狀态的(de)變化
　　流量測(cè)量值與應用(yòng)參比值不符(fú),通常儀表調(diao)試正常運行(hang)一段時期後(hou),也會因流動(dòng)狀态變化而(er)出現故障。主(zhu)要表現是管(guǎn)内有随動物(wù)體,如接口處(chu)的膠帶以及(ji)内襯脫落等(deng)在随着水🈲流(liú)有擺動。拆開(kāi)接口及有襯(chen)體易脫落處(chu)檢查。均沒❌有(you)随動物體。
現(xian)狀分析六:液(yè)體中含有溶(róng)解氣
　　聯合站(zhan)擁有兩座卧(wo)式三相分離(li)器,其日均處(chù)理液🤩量在500m3左(zuǒ)右,主要是對(duì)産出液進行(háng)油、氣、水分離(lí),根據工程👌需(xu)要三相💰分離(lí)🌈器的壓力爲(wèi)0.24MPa,而到了污水(shuǐ)電磁💰流量計(ji)那裏壓力還(hái)不到0.1MPa,以前出(chū)水出油溫度(du)在39℃左右,後打(dǎ)開一級沉降(jiang)罐頂蓋可以(yǐ)聞到比較強(qiáng)烈的天然氣(qi)味道,懷疑污(wū)水中✔️含有溶(róng)解氣,提高三(san)相分離器的(de)熱循環水量(liàng),果然溶解氣(qi)少了很多。其(qí)前後對比如(rú)表3．

現狀分析(xi)七:電導率不(bu)均勻
　　這個是(shi)指兩種以上(shàng)的液體還沒(mei)有混合好就(jiu)進入流量計(jì),若它們的電(diàn)導率相差比(bi)較大則會導(dǎo)緻流量計🌍測(ce)量不準确。污(wū)水電磁流量(liang)計的前面有(you)個加藥點,加(jiā)進殺菌劑、絮(xù)凝劑、阻垢劑(ji)三種藥劑,總(zǒng)共加藥量爲(wèi)12.5L/h。這個流量與(yǔ)污水流量相(xiang)比非常小,其(qí)影響在流量(liàng)計上很難反(fan)映出來。關閉(bì)加藥點觀察(cha)如表🏃‍♀️4。

現狀分(fen)析八:往複泵(bèng)振蕩
　　原來有(you)三台三柱塞(sāi)高壓泵,正常(cháng)都是在18MPa的壓(ya)力下運轉,由(you)于泵的脈動(dòng)性而測量點(dian)又未遠離泵(beng),脈動使電磁(ci)流量計輸出(chu)晃動,有時候(hòu)還産生了測(ce)量誤差。這從(cong)☂️總表的♈校驗(yàn)可以得出。
現(xian)狀分析九:沉(chén)積層覆蓋電(dian)極
　　 污水流量(liang)計 有時晃動(dong)的比較厲害(hai),拆開可以看(kan)到裏面已經(jīng)薄薄的🐉被覆(fù)蓋了一層微(wēi)小物體。而流(liu)量也從5.5～11.5m3/h來回(hui)跳👉動。
　　通過對(duì)以上的分析(xi),影響電磁流(liú)量計測量精(jing)度低于理❌論(lùn)值🔴的🔆主要原(yuan)因是:①閥門開(kai)啓度太小;②管(guan)系吸入氣泡(pao);③液體中🈚含有(yǒu)溶解氣;④往複(fu)泵振蕩;⑤沉積(jī)層覆蓋電極(ji)。
提高電磁流(liú)量計測量精(jing)度的試驗
試(shì)驗一:加大流(liú)量計上遊閘(zhá)門開啓度
　　如(rú)果管中的液(yè)體達不到電(dian)磁流量計的(de)電極上面則(zé)會出現超滿(man)度現象。油田(tian)多次出現三(sān)相分離器污(wū)水出口達到(dao)65.7m3/h,而碼🌍頭莊一(yī)天的總産液(ye)量在500m3左右,其(qí)中油💜約200m3/d,污水(shui)✨約300m3/d,平均爲10～12m3/h。而(ér)65.7m3/h這個測量值(zhí)嚴重地偏☂️離(li)了實際㊙️流量(liang)值。故把三相(xiàng)分離器的污(wu)水出口全💔開(kāi),而改用流量(liang)計後面的⛹🏻‍♀️閘(zha)閥來控制脫(tuō)水量(圖1)。

　　以前是用(yong)1#(三相分離器(qì)污水出口閘(zha)閥)與3#閘閥來(lai)共同☎️控制流(liú)量,這樣往往(wǎng)有可能是1#閘(zhá)閥開的較小(xiao),3#開的較大,這(zhè)就有可能在(zài)管線中會留(liú)出一部分空(kong)間📱,使氣體進(jìn)入,最終導緻(zhì)液體不能充(chong)滿整個管系(xi),而出現超滿(man)度。
　　現在采取(qu)的措施是1#閘(zha)閥全開,而用(yong)3#閘閥的開啓(qǐ)度來控🙇🏻制流(liu)量💜。這樣就避(bì)免了電磁流(liu)量計和管線(xiàn)虧空現🍉象,電(dian)👨‍❤️‍👨磁流量計測(ce)量的準确性(xing)提高了很多(duo)。
試驗二:維修(xiū)加藥泵的密(mi)封性
　　污水流(liú)量計的前面(mian)有個加藥點(diǎn),距離電磁流(liu)量計大約50cm。加(jia)殺菌📞劑、阻垢(gòu)劑、絮凝劑3種(zhong)藥劑(圖2)。

　　管系(xì)若吸進空氣(qi)則造成測量(liàng)值晃動不穩(wen)定。圖中1,2,3分别(bie)代表3台加藥(yao)泵,這3台加藥(yào)泵排量小,總(zong)量在12.5L/h,但🎯就是(shi)這個加藥點(diǎn)給這個流量(liang)計造成了相(xiàng)當的誤差。每(měi)個加藥泵都(dou)有個入口,入(ru)⭐口放在加藥(yào)罐裏。該入口(kou)的結構示意(yi)如圖3。
　　加藥泵(bèng)的A部分在藥(yao)劑的上面,而(ér)B部分則沉沒(mei)在藥劑中⛱️,加(jiā)的♉藥劑有一(yi)定的黏度,且(qiě)有部分雜質(zhi),故濾網是📐經(jīng)常堵住,如果(guo)在藥劑中的(de)B部分不通暢(chàng),則裸露在空(kong)氣中的A部分(fen)會從1與2及吸(xī)料連接器和(hé)墊圈處進空(kōng)氣。3台中的任(ren)意一台漏🔅空(kong)氣都會由管(guan)線中的加藥(yao)點進🏃‍♂️入管線(xian),從而導緻流(liú)量計測量值(zhí)不穩🔞定。現在(zài)是每周都會(huì)對泵的濾網(wang)和吸料連接(jie)器以及墊圈(quan)進行檢查。由(you)加藥📐泵漏進(jìn)氣⭐體不再發(fā)生。

試驗三:提(ti)高三相分離(lí)器溫度降低(di)污水中含有(yǒu)的溶🔆解氣
　　在(zai)實驗中都是(shi)單獨實驗,在(zài)不考慮其他(ta)因數的條件(jian)下,把🌈三☂️相分(fen)離器的溫度(dù)由原來的39℃提(tí)高到現在的(de)46℃,效果很明顯(xian)。控制三相分(fèn)離器的溫度(dù),也就是控🌈制(zhi)三相分離器(qì)循環熱水量(liang)與❤️循環熱🧑🏽‍🤝‍🧑🏻水(shuǐ)溫度,循環熱(re)水溫度✂️一般(bān)變化較小,而(ér)水量由原來(lai)的3m3/h,調配到現(xian)在的6m3/h,這樣一(yī)來,包括井上(shàng)産氣也多析(xi)出了6～8m3/h。具體如(rú)圖4。

　　從圖4可以(yi)看出當出水(shui)溫度達44℃時,産(chan)氣量達到近(jin)50m3/h(标況✂️即:溫度(dù)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼273K,壓力101325Pa),且呈平(píng)穩的趨勢,也(ye)就是此時達(da)到了一💋個平(píng)衡。達到了析(xī)氣的最大化(huà),析出氣體的(de)最佳狀态。也(ye)就是這樣出(chu)去的污水含(han)氣最少。達到(dào)了不含溶解(jiě)💃🏻氣的目标。
試(shi)驗四:改變讀(dú)數方式,增加(jiā)新工藝,緩解(jiě)往複泵的振(zhèn)蕩
　　注水站原(yuan)有3台3S175-13.4/20三柱塞(sai)注水泵,在泵(beng)的出口裝有(you)總📞流🈲量計,這(zhe)✍️個總流量計(ji)的測量由于(yu)泵的往複振(zhèn)蕩使其🧑🏾‍🤝‍🧑🏼準确(que)性很低,每次(ci)與💰各注水單(dān)井總和的差(cha)别都有近50m3。每(mei)天注水在620m3左(zuo)右,這樣就有(you)近10%的誤差,而(er)每次對其校(xiao)驗的差值也(ye)是10%左右,表5是(shì)2025.12.13校驗的結果(guo)。

　　從表5中可以(yǐ)看出流量計(ji)的準确性很(hěn)低甚至超過(guò)了10%,這個數據(jù)的差别很大(da),到這種情況(kuàng)應該說不是(shì)誤差⭐,而是👌錯(cuo)誤了。在有脈(mo)動流動源的(de)管線上,要減(jiǎn)♊緩其對流量(liang)儀💞表測量的(de)影響🤞,通常應(ying)該采取流量(liàng)🔴傳感器遠離(li)脈動源,利用(yòng)管流流阻衰(shuai)減脈動;或在(zài)管線适當位(wèi)🈲置裝上稱作(zuò)🌈被動式濾波(bō)器的氣室緩(huan)沖器,吸收脈(mo)動。因爲在此(ci)不好改變流(liú)程和泵的本(běn)身工藝,爲🔆此(cǐ)采取的措施(shi)是讀取泵的(de)進口流量計(ji)和泵的回流(liú)流量計,因爲(wei)這兩處表的(de)壓力很低,脈(mo)💔動振動也很(hěn)小,用泵的進(jìn)口流量計數(shù)值減去♉回流(liú)🌍流量計數值(zhi),得出注水量(liàng)數值。但是在(zài)2025年12月份碼頭(tóu)莊新裝了一(yi)台5S175-33.3/20的五柱塞(sai)㊙️注水泵,這台(tai)泵是五個柱(zhù)🐕塞,其水的振(zhèn)動性相對減(jian)少,并趨🔞于平(píng)緩,且本身帶(dài)😘有氮氣緩沖(chong)裝置,能非常(cháng)有效地緩解(jiě)振㊙️動,達到了(le)預期效果。
試(shi)驗五:定期清(qing)洗電磁流量(liàng)計内壁
　　在污(wū)水流量爲10m3/h左(zuo)右,溫度約爲(wei)44℃,電磁流量計(jì)清洗周期爲(wèi)45d,否則測量誤(wù)差将很快會(huì)達到5%。定期清(qing)洗電磁💋流量(liang)🤞計以避免沉(chen)積㊙️層的影響(xiang)。
試驗小組于(yú)2025-12～2025-12對試驗效果(guǒ)進行驗證,見(jian)表6。

　　通過表6可(ke)以看出現在(zài)誤差最大的(de)是總表流量(liàng)計⁉️,但也💛隻有(you)0.95%,完全符合誤(wù)差不能高于(yú)1.5﹪的生産要求(qiú),達到預期的(de)效果。

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