摘要針對在(zai)注水中電磁(ci)流量計 測量(liang)精度普遍低(di)于理論值的(de)現狀,試驗小(xiǎo)組根據電磁(ci)流量計原理(li)與實際應用(yòng)工況條件,查(chá)找影響⁉️電磁(ci)流量計測🙇🏻量(liàng)精度的😘主要(yào)因素,并制定(dìng)對策措施進(jìn)行反複比較(jiào)實驗和效果(guo)檢查,最終通(tōng)過5項有效措(cuo)施的實施,完(wán)成電磁流量(liàng)計測量精度(dù)達到并📐超過(guo)理論值的目(mu)标。
引言
　　在石(shi)油開采過程(cheng)中,地下能量(liang)會越來越低(di),産液量也随(sui)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(ya)力,達到提高(gāo)采收率的目(mù)的,地層的注(zhu)水量♍必須把(ba)❌握準确,否則(zé)就會造成水(shui)淹、水💜竄,對地(dì)層造成傷害(hài),會引起含水(shui)率升高㊙️,産液(yè)量下降。因此(ci),注水計量的(de)精度對油田(tian)生産有🔞着極(ji)其重要的作(zuò)用。目前有注(zhù)水井156口,有105口(kǒu)注水井采用(yòng)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(gè)注水站安裝(zhuang)一台總水表(biao),全廠在用🌂電(dian)磁流量🌐計120台(tái)。提高🔴電磁流(liú)量計✨測量精(jīng)✔️度問題。
電磁(cí)流量計應用(yòng)現狀分析
　　電(dian)磁流量計用(yong)來測量經密(mi)封管道内一(yi)般導電液體(ti)體積流量的(de)儀表,根據法(fǎ)拉第電磁感(gan)應定律,當導(dǎo)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(gǎn)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(yí)表常數;
D―測量(liàng)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(dian)動勢E,先經前(qián)置放大器的(de)㊙️放大和噪聲(shēng)抑制,成爲大(dà)幅度低阻抗(kàng)的電壓信号(hào),此信号經微(wēi)分、積🈲分電🌏路(lu)處理,再經模(mo)數轉換器⛹🏻‍♀️進(jin)入單片機進(jin)行控制、處理(lǐ)和去處。單片(pian)機對放大器(qi)的漂移及零(ling)點漂移能定(dìng)期自動調整(zhěng),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(duì)信号進行監(jiān)控、抑制噪聲(shēng)信💞号和切除(chú)空管幹擾,由(you)大容量串行(háng)貯存器對🈲每(mei)8h處理和運算(suan)後的流量數(shù)據予以貯存(cun)一次,同時記(ji)錄該時間與(yǔ)日期的流量(liàng)數據,顯示爲(wèi)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(mó)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(you)液晶屏顯示(shi)總流量和瞬(shùn)時流量,或者(zhe)可通過光耦(ǒu)按鈕功能鍵(jian)來操作顯示(shì)屏上的各種(zhong)功能菜單,并(bìng)能分别顯示(shi)其對應的信(xin)息。
　　電磁流量(liang)計理論精度(dù)爲1.5%,但由于油(you)田注水工況(kuàng)較爲複雜,實(shi)際👨‍❤️‍👨使用過程(cheng)中的測量精(jing)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(duì)原油生産産(chan)生較大影響(xiǎng)。
現狀分析一(yī):少量氣體呈(cheng)波狀流
　　管線(xiàn)中若有氣體(tǐ)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(xiang)分離器水倉(cang)的底部出水(shuǐ)所🔆以從源頭(tóu)帶來氣體不(bú)可能。從三相(xiang)分離器的水(shui)出口❄️處的壓(ya)力表處拆開(kai)多次看🤞後如(rú)表1。
現狀分析(xi)二:閥門開啓(qǐ)度太小
　　上遊(yóu)閥門開啓太(tài)小,則液位會(huì)在電極以下(xià),表現出流量(liang)🔞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(ji)沉降罐進口(kǒu)的統計情況(kuàng)。


現狀分析三(sān):啓用前沒排(pái)氣
　　啓用前未(wei)能排淨管内(nei)空氣,剩留氣(qi)體積聚在管(guan)系高📱點,流動(dòng)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(pào)逐漸聚集,滞(zhi)留在管系高(gāo)點。故障表現(xiàn)爲流量測量(liàng)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(qì)。另外的夾帶(dài)小🚶‍♀️氣泡也是(shi)不存在的,因(yin)爲碼頭莊三(sān)相分離器污(wū)水出水口在(zài)水📞倉的底部(bù),即使有氣體(tǐ)它也在水倉(cang)時👅就跑到水(shuǐ)💛倉頂部。
現狀(zhuàng)分析四:管系(xì)中吸入氣泡(pào)
　　 污水電磁流(liú)量計 設在一(yi)級沉降罐的(de)進口處,在這(zhè)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(hui)在加藥的同(tóng)時加進氣體(tǐ)。
現狀分析五(wǔ):流動狀态的(de)變化
　　流量測(ce)量值與應用(yòng)參比值不符(fú),通常儀表調(diao)試正🚩常運行(háng)🤟一段時期後(hou),也會因流動(dong)狀态變化而(ér)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(jí)内襯脫落等(deng)在随着水流(liú)有擺動。拆開(kai)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(ye)體中含有溶(rong)解氣
　　聯合站(zhàn)擁有兩座卧(wo)式三相分離(lí)器,其日均處(chu)理液量在500m3左(zuǒ)右,主要是對(dui)産出液進行(hang)油、氣、水分離(li),根據工程需(xū)要三相分離(lí)器的壓力爲(wèi)0.24MPa,而到了污水(shui)電磁流量計(ji)那裏壓力還(hai)不到0.1MPa,以前出(chu)水出油溫度(dù)在39℃左右,後打(dǎ)開⭐一級沉降(jiang)罐頂蓋可以(yi)聞到比較強(qiang)烈的天然氣(qi)味道🤩,懷疑污(wu)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(qì)少了很多。其(qí)前後👣對比如(ru)表3．

現狀分析(xi)七:電導率不(bú)均勻
　　這個是(shì)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(dian)導率相差比(bi)較大則會導(dǎo)緻流🔴量計測(cè)量不準✌️确。污(wu)水電磁流量(liàng)計的前面有(you)個加藥點,加(jiā)進殺菌劑、絮(xù)凝劑、阻垢劑(jì)三種藥劑,總(zong)共加🈚藥量爲(wei)12.5L/h。這個流量與(yu)污水流量相(xiàng)比非常小,其(qí)影響在流量(liang)計上很難反(fǎn)映出來。關閉(bì)加藥點觀察(chá)如表4。

現狀分(fen)析八:往複泵(beng)振蕩
　　原來有(you)三台三柱塞(sai)高壓泵,正常(chang)都是在18MPa的壓(ya)力下🍓運轉,由(yóu)于☔泵的脈動(dòng)性而測量點(diǎn)又未遠離泵(bèng),脈動使電磁(cí)流量計輸出(chu)晃動,有時候(hou)還産生了測(cè)量誤✂️差。這從(cóng)總表的校驗(yan)可以得出。
現(xiàn)狀分析九:沉(chén)積層覆蓋電(diàn)極
　　 污水流量(liang)計 有時晃動(dong)的比較厲害(hài),拆開可以看(kàn)到裏面已經(jīng)薄✨薄♈的被覆(fù)🎯蓋了一層微(wēi)小物體。而流(liú)量也從5.5～11.5m3/h來回(huí)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(lun)♋值的主要原(yuán)因是:①閥門開(kāi)啓度太小;②管(guan)系吸入氣泡(pao);③液體中含有(you)溶解氣;④往複(fu)泵振蕩;⑤沉積(jī)層覆💰蓋電極(jí)。
提高電磁流(liu)量計測量精(jīng)度的試驗
試(shi)驗一:加大流(liu)量計上遊閘(zha)門開啓度
　　如(ru)果管中的液(ye)體達不到電(diàn)磁流量計的(de)電極上面則(ze)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(dào)65.7m3/h,而碼頭莊😄一(yī)天的總産液(ye)量在500m3左右📱,其(qi)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(zhi)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(kai),而改用流量(liàng)計後面的閘(zha)閥來控制脫(tuō)水量(圖1)。

　　以前是用(yòng)1#(三相分離器(qì)污水出口閘(zha)閥)與3#閘閥來(lái)共同控制流(liú)量,這樣往往(wang)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(liu)出一部分空(kong)間,使氣體進(jìn)入,最終導緻(zhì)液體不能充(chōng)滿🥵整個管系(xì),而出現超滿(mǎn)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(qi)度⭐來控制流(liu)量。這樣就避(bì)免了電磁流(liú)量計和管線(xian)虧空現象,電(dian)磁流量計測(cè)量的準确性(xìng)提高了很多(duo)。
試驗二:維修(xiū)加藥泵的密(mi)封性
　　污水流(liu)量計的前面(miàn)有個加藥點(dian),距離電磁流(liu)量計大約50cm。加(jia)殺菌劑、阻垢(gou)劑、絮凝劑3種(zhong)藥劑(圖2)。

　　管系(xì)若吸進空氣(qì)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(yào)泵,這3台加藥(yào)泵排量小,總(zǒng)量在12.5L/h,但就是(shi)這個加藥點(diǎn)給這個流量(liàng)計造成了相(xiàng)當的誤差。每(měi)個加藥泵都(dou)有個入口,入(rù)口放在加藥(yao)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(yào)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(qie)有部分雜質(zhi),故濾網是經(jing)常堵住❄️,如果(guo)在藥劑中的(de)B部分不通暢(chang),則裸露在空(kōng)氣中的✉️A部分(fèn)會從1與2及吸(xi)料連☀️接器和(he)墊圈處進空(kong)氣♉。3台中的任(rèn)意一台漏空(kōng)氣都會由管(guǎn)線中🔴的加藥(yao)點進入管線(xiàn),從而導緻流(liú)量計測量值(zhi)不穩🎯定。現在(zai)是每周㊙️都會(huì)對泵的濾網(wang)和吸料連接(jiē)器以及墊圈(quān)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(li)器溫度降低(dī)污水中含有(yǒu)的溶解氣❄️
　　在(zài)實驗中都是(shì)單獨實驗,在(zài)不考慮其他(tā)因數的條件(jian)下📐,把㊙️三相分(fèn)離器的溫度(du)由原來的39℃提(ti)高到現在🌈的(de)46℃,效果很明顯(xiǎn)。控制三相🌂分(fèn)離器的溫度(dù),也就是控制(zhi)三相🆚分離器(qi)循環熱水量(liang)與☁️循環熱水(shuǐ)溫度,循環熱(re)水溫度一般(ban)變化較小,而(ér)水量由原來(lai)的3m3/h,調配到🌐現(xiàn)在的6m3/h,這樣📞一(yī)來,包括井上(shang)産氣也多析(xī)出了6～8m3/h。具體如(ru)圖4。

　　從圖4可以(yǐ)看出當出水(shuǐ)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(yě)就是此時達(dá)到了一個平(ping)衡。達到了析(xī)氣✌️的最大化(hua),析出氣體的(de)最佳狀态。也(ye)就是這樣出(chu)去的污水含(hán)氣最少。達到(dào)了不含溶解(jie)🥵氣的目标。
試(shi)驗四:改變讀(dú)數方式,增加(jia)新工藝,緩解(jie)往複泵的振(zhèn)👉蕩🐪
　　注水站原(yuán)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(jì)的測量由于(yú)泵的往複振(zhèn)蕩使其準确(que)性很低,每次(ci)與各注水單(dan)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(yǒu)近10%的誤差,而(ér)每次對其校(xiào)驗的差值也(yě)是10%左右,表5是(shi)2025.12.15校驗的結果(guǒ)。

　　從表5中可以(yi)看出流量計(ji)的準确性很(hen)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(shi)誤差✉️,而是錯(cuo)誤了。在有脈(mò)動流動源的(de)管線上,要減(jian)緩其對流量(liàng)儀表測量的(de)影響💃,通常應(yīng)該采取流量(liàng)♻️傳感器遠🐕離(lí)脈動源,利用(yong)管流❄️流阻衰(shuāi)減📐脈動;或在(zai)管線适當位(wei)置裝上稱作(zuo)被動式濾波(bo)器的氣室緩(huan)沖器,吸收脈(mò)動。因爲在此(ci)不好改變流(liú)程和泵✨的本(běn)身工藝,爲此(ci)采取的措施(shi)❌是讀取泵👄的(de)進口流量計(jì)🐕和泵的回流(liú)流量計,因爲(wei)這兩處表的(de)💘壓力很低,脈(mò)動振動也👈很(hěn)小,用泵的進(jin)口流量計數(shù)值減去回流(liú)💃流量計數值(zhí),得出注水量(liàng)數值。但是在(zài)2025年12月份碼頭(tou)✂️莊新裝了一(yī)🍉台5S175-33.3/20的五柱塞(sāi)注水泵,這台(tái)泵是五個柱(zhu)塞,其水的振(zhèn)動性相對減(jiǎn)少,并趨于平(ping)緩,且本身帶(dai)有氮氣緩沖(chòng)裝置,能非常(chang)有效地緩解(jiě)振🛀動,達到了(le)✌️預期效果。
試(shì)驗五:定期清(qing)洗電磁流量(liang)計内壁
　　在污(wū)水流量爲10m3/h左(zuo)右,溫度約爲(wèi)44℃,電磁流量計(ji)清洗周期爲(wèi)45d,否則測量誤(wu)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(xiǎng)。
試驗小組于(yu)2025-12～2025-12對試驗效果(guo)進行驗證,見(jiàn)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(liang)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(qiu),達到預期的(de)效果🈲。

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