摘要(yào)：鹽穴儲(chǔ)氣庫在(zai)造腔過(guò)程中，電(diàn)磁流量(liàng)計 用于(yu)計量注(zhù)人和排(pai)出液體(ti)體積，其(qí)可靠性(xìng)直接影(ying)📞響🌈到造(zào)腔工程(cheng)師對造(zao)腔進度(du)的監控(kong)，及相應(yīng)施工計(jì)劃的安(an)排。除定(dìng)期檢測(ce)外，文章(zhāng)根據岩(yán)鹽中泥(ní)質不溶(róng)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(shù)據，評價(jia)其可靠(kào)性。結果(guo)表明，電(diàn)磁流量(liàng)計可💃🏻靠(kao)性能滿(man)足鹽穴(xue)儲氣庫(kù)造腔生(sheng)産需要(yào)。
　　電磁流(liu)量計由(you)流量傳(chuan)感器和(he)轉換器(qì)兩部分(fen)組成，與(yu)其他類(lèi)型的流(liu)量計相(xiang)比，電磁(ci)流量計(jì)具有無(wú)壓損、口(kǒu)徑大、量(liàng)程比寬(kuān)、耐腐🤟蝕(shí)、适用于(yú)高黏度(dù)介質、性(xing)價比高(gāo)等特點(diǎn)，可充分(fen)減小管(guan)道内的(de)阻力，符(fú)合節能(néng)降耗的(de)要求。目(mu)前，電磁(cí)流量❌計(jì)已廣泛(fàn)應用于(yú)造腔生(sheng)産中，雖(suī)然經過(guò)定期檢(jiǎn)測，但由(you)于被測(cè)介質性(xìng)質及流(liu)速等的(de)影響，電(diàn)磁流量(liàng)🐅計在造(zào)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(bú)溶物膨(peng)松系數(shù)在特定(ding)地區是(shì)常數，且(qiě)往往在(zài)一定範(fan)圍内，可(ke)用生産(chǎn)中💞溶鹽(yán)體積、腔(qiāng)體實際(ji)體積、不(bu)溶物含(hán)量等😄參(cān)數表達(da)。介紹電(dian)磁流量(liàng)計的測(cè)量原理(li)，造腔地(di)面工藝(yi)，确定電(diàn)磁流量(liang)計在造(zao)㊙️腔站的(de)适用性(xing)，造腔站(zhan)内電🔆磁(cí)流量計(jì)的選型(xing)與安裝(zhuang)，明确該(gāi)類流量(liàng)計的使(shi)用符合(he)減小測(cè)量誤差(cha)及穩定(ding)💰性的要(yào)求，再根(gēn)據曰常(chang)生産中(zhōng)的注人(rén)液體、排(pai)出液體(ti)體積以(yǐ)及相應(ying)🏃‍♂️的濃度(dù)，對溶鹽(yán)體積進(jìn)行計算(suan)，結合階(jiē)♍段造腔(qiāng)實際體(tǐ)積及不(bu)溶物含(hán)量，計算(suàn)不溶物(wù)膨松系(xì)☔數，評價(jia)流量計(ji)的可靠(kào)性。
1電磁(ci)流量計(jì)測量原(yuán)理
　　電磁(cí)流量計(ji)是利用(yong)法拉第(di)電磁感(gan)應定律(lǜ)測量，如(rú)圖1所示(shì)，用于測(ce)量電極(jí)與運動(dòng)的流體(tǐ)構成的(de)回路中(zhōng)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(liàng)流通截(jié)面🔞液位(wei)高度得(de)到流通(tōng)面積，兩(liang)者相乘(chéng)得到所(suǒ)測流量(liàng)。

? 式中：爲(wèi)被測介(jiè)質體積(ji)流量，m3/s；％爲(wei)直流式(shì)電磁流(liú)量計用(yòng)來測量(liang)流體橫(heng)越磁場(chǎng)時所感(gan)生的電(diàn)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(yè)體平均(jun)流速，ｍ/s；Ａ爲(wèi)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(lái)确定，主(zhǔ)要包㊙️括(kuò)被測介(jie)質電導(dao)率、溫度(du)、壓力、介(jie)質流量(liàng)範圍、工(gong)藝管道(dào)的管徑(jing)⛱️、介質💯狀(zhuàng)态，介質(zhì)的腐蝕(shí)性，工藝(yi)管道材(cái)質等因(yin)素，保證(zhèng)🔴測量的(de)精度，并(bìng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼根據環(huán)境條件(jian)選擇防(fang)爆及防(fang)護等級(jí)。
2.1造腔地(dì)面工藝(yì)
　　造腔地(dì)面工藝(yi)分爲注(zhu)水工藝(yì)和排鹵(lu)工藝。注(zhù)7ｊＣ過程💘中(zhōng)，淡水或(huo)淡🐕鹵水(shuǐ)通過離(lí)心泵增(zeng)壓至彙(huì)管，然後(hou)通過各(gè)井管線(xiàn)流量計(ji)計量，進(jin)人鹽層(ceng)。排鹵過(guo)程爲，溶(rong)🍓鹽産生(shēng)的鹵水(shui)✏️依靠自(zi)身壓力(li)通過管(guan)道計量(liang)後，最終(zhōng)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(liàng)介質主(zhǔ)要爲鹵(lǔ)水或者(zhě)淡鹵♻️水(shui)，電導性(xìng)較強，但(dan)具有較(jiào)強的腐(fǔ)蝕性。采(cai)用的襯(chèn)裏材料(liao)爲聚四(sì)💔氟乙烯(xī)（ＰTFＥ），電‼️極材(cai)料選用(yong)哈氏合(he)金（ＨＣ），耐腐(fǔ)蝕性能(néng)好，能有(yǒu)效預防(fáng)注人和(he)排出液(ye)體含有(yǒu)顆❤️粒雜(za)質、飽和(he)鹵水結(jie)晶等問(wen)題。防護(hu)等級選(xuǎn)用ＩＰ６5用以(yǐ)🧡完全防(fang)止外物(wu)侵入并(bìng)防噴射(shè)水進人(rén)。
　　在安裝(zhuang)位置方(fang)面，各單(dan)井注水(shui)排商流(liú)量計在(zài)高低壓(yā)閥😘室，與(yǔ)注水泵(beng)機組隔(ge)離，接地(di)良好。單(dan)井注水(shuǐ)排鹵管(guan)道爲💘ＤＮ150，流(liu)量計的(de)💞前直管(guǎn)段長度(du)爲87cm，後直(zhi)管段55cm，同(tong)時，在回(hui)鹵的低(dī)壓閥室(shì)，電磁流(liú)量計安(an)裝在介(jie)質的上(shàng)流處，符(fu)合電磁(ci)流量計(jì)安裝要(yao)求［7＿8］。
3造腔(qiang)站電磁(cí)流量計(jì)可靠性(xing)分析
　　根(gēn)據岩鹽(yan)中泥質(zhi)不溶物(wu)膨松系(xi)數在一(yī)定範圍(wei)這一🆚特(tè)征，通過(guò)對金壇(tán)儲氣庫(kù)的造腔(qiāng)井生産(chǎn)數據進(jìn)行分析(xi)，計算腔(qiang)❗體溶鹽(yan)量，結合(he)聲響測(cè)腔體積(ji)，計算不(bú)溶物膨(peng)松系數(shù)，檢驗🤟電(diàn)磁流🐅量(liàng)計計🔞量(liang)的可靠(kao)性。
3.1鹽層(ceng)物理化(huà)學性質(zhi)
　　金壇鹽(yán)岩層段(duàn)岩性主(zhǔ)要爲鹽(yán)岩、含泥(ni)鹽岩夾(jia)含鹽💃泥(ni)岩、鈣❤️芒(mang)硝泥岩(yán)、雲質泥(ní)岩、泥岩(yán)、粉砂岩(yán)等。對于(yú)占鹽岩(yan)段80％以☁️上(shàng)的鹽岩(yan)💔層，主㊙️要(yào)礦石以(yi)石鹽爲(wèi)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(yào)爲粘土(tǔ)礦物，其(qi)🚩次爲白(bai)雲岩、碳(tan)酸鹽岩(yán)等。石鹽(yan)的化學(xue)組成主(zhǔ)要是ＮａＣｌ，占(zhan)74.9％~90.8％，其次是(shi)Ｎａ2Ｓ04、ＣａＳ04，其他鹽(yán)類甚微(wei).
3.2造腔運(yun)行中溶(rong)鹽量計(jì)算
　　由于(yu)日常造(zào)腔中，主(zhu)要注人(ren)淡水或(huò)者淡鹵(lǔ)水，離子(zi)⁉️濃度非(fēi)常低，且(qiě)日常化(huà)驗中測(ce)量了注(zhù)人液體(tǐ)的氯🍓離(lí)子濃度(du)😘，其他離(li)子未詳(xiáng)細測量(liàng)，所以在(zài)進行溶(rong)解鹽體(ti)積計算(suàn)時👌，注人(ren)液😍體隻(zhī)考慮氯(lü)離子。

　　由(yóu)于每次(ci)測腔都(dou)有等待(dai)和準備(bèi)時間，所(suo)以腔内(nèi)鹵🍉水濃(nong)度會繼(jì)續升高(gao)，腔體體(tǐ)積擴大(dà)。故該階(jiē)段溶鹽(yán)體積應(ying)按照式(shi)🏃‍♀️（9）計算：

　　式(shi)中：心爲(wei)日溶鹽(yán)體積，m3；心(xīn)爲日采(cai)鹽體積(ji)，m3；爲腔體(ti)擴大💋後(hòu)未⛹🏻‍♀️排出(chū)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(kuò)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(pái)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(lǜ)化鈉質(zhì)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(jī)濃度，g/1；Ｐ排(pái)爲曰排(pai)出液🔆體(tǐ)密度，kg/m3；ｐ注(zhù)爲日注(zhù)入液體(ti)密度，kg/m3；氯(lü)化鈉密(mì)度，kg/m3；以🥰爲(wei)水的密(mì)度，kg/m3；爲階(jiē)段溶鹽(yán)體積，m3；爲(wei)聲呐測(ce)量時腔(qiāng)體内氯(lü)化鈉質(zhi)量體積(ji)濃度🐉，g/1；爲(wei)聲呐測(cè)量時腔(qiāng)體内液(ye)體密度(dù)，kg/m30
　　由于201６年(nian)前并未(wèi)進行注(zhu)水濃度(du)化驗，選(xuǎn)擇了2016年(nian)至2017年進(jìn)行造腔(qiang)并在該(gai)時間段(duan)内完成(cheng)設定造(zao)腔階段(duàn)的井進(jin)行統📱計(ji)分析，結(jié)果如表(biao)1所示。


3.3膨(péng)松系數(shu)
　　鹽岩礦(kuàng)床不論(lun)品位多(duo)髙，都普(pǔ)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(zhōng)。由于金(jin)壇鹽礦(kuang)不溶物(wu)中的一(yi)大🏃部分(fèn)屬于泥(ni)岩，主要(yao)以粘土(tu)礦物中(zhōng)以伊利(li)石爲主(zhu)🈲，其次爲(wei)伊／蒙混(hun)☔層，無高(gāo)嶺石，這(zhè)些粘土(tǔ)礦物的(de)✔️強吸水(shui)性及吸(xi)水後極(ji)易膨松(sōng)性，會減(jiǎn)少腔體(tǐ)有效體(ti)積，所以(yi)實際溶(rong)解鹽的(de)體💁積并(bing)不是腔(qiāng)🍓體體積(ji)，它們之(zhī)👄間存在(zài)以下關(guan)系:
　　式中(zhong)：Ｋ爲階段(duan)腔體有(yǒu)效體積(jī)，m3；1爲階段(duan)溶解的(de)固體鹽(yán)體❌積，m3；？爲(wèi)✍️階段鹽(yán)岩中不(bu)溶物比(bǐ)例，小數(shù)；盧爲階(jie)段鹽岩(yán)中不溶(róng)物崩👉落(luo)以後的(de)✍️膨松系(xi)數，常數(shu)。
　　根據實(shí)驗，金壇(tán)儲氣庫(ku)不溶物(wu)膨松系(xì)數在1.5~3範(fan)圍。由于(yú)鹽穴造(zao)腔高度(du)近150ｍ，含多(duo)個夾層(céng)，夾層含(han)粘土礦(kuang)物含量(liang)不同㊙️，所(suǒ)以膨松(sōng)系數不(bu)同，同時(shí)夾層的(de)厚度不(bú)同，所以(yǐ)利用該(gai)㊙️方法模(mo)拟的腔(qiāng)體體積(ji)的評價(jia)應根據(jù)不同造(zao)腔階段(duan)來進行(hang)。.表1列舉(jǔ)了2017年測(cè)腔井的(de)階段造(zào)腔體積(ji)及該階(jiē)段不溶(róng)物含量(liang)，并計算(suàn)該階段(duan)⚽的不溶(rong)物膨松(sōng)系數。
　　從(cong)表1可以(yi)看出，除(chú)T7井外，其(qí)他井不(bu)溶物膨(péng)松系數(shù)均在1.5~3範(fan)圍，說明(míng)造腔站(zhàn)内的電(dian)磁流量(liang)計的準(zhǔn)确性和(hé)🔴穩定性(xing)能夠滿(man)♈足生産(chan)的需要(yào)。
3.4誤差分(fèn)析
　　根據(jù)該方法(fǎ)對鹽穴(xué)儲氣庫(ku)電磁流(liu)量計效(xiao)果進行(hang)💔評價時(shí)，不溶物(wù)膨松系(xì)數計算(suan)誤差主(zhu)要受下(xià)列因素(sù)影響。
（1）注(zhù)人液體(tǐ)溶液質(zhi)量濃度(dù)化驗誤(wu)差。受鹽(yan)廠清罐(guàn)等因素(su)影㊙️響👨‍❤️‍👨，當(dang)日供應(ying)的淡鹵(lu)水濃度(du)可能會(huì)出現上(shàng)午高，下(xia)午⭐低的(de)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻情況，而(ér)每天淡(dan)水供應(yīng)化驗的(de)濃度隻(zhī)有上午(wu)一個參(cān)數，所以(yǐ)對計🎯算(suan)結果有(yǒu)一定影(yǐng)響。該誤(wu)差可通(tōng)過增加(jia)濃度化(huà)驗次數(shu)得到有(you)效解決(jue)
（2）由注人(ren)液體中(zhōng)硫酸鈉(nà)、硫酸鈣(gài)等含量(liàng)的不确(què)定引🐅起(qǐ)的誤差(cha)，但這些(xiē)礦物在(zài)溶液中(zhong)含量非(fei)常少，在(zai)一個造(zào)腔階段(duàn)内其影(ying)響可🌂忽(hu)略。
（3）流量(liàng)計計量(liang)誤差。現(xian)場選用(yong)的是準(zhǔn)确度等(děng)級爲0.5級(jí)的📞流量(liàng)☎️計。檢測(ce)報告顯(xian)示，流量(liang)計實際(jì)相對示(shì)值誤差(chà)較🌈大，這(zhe)可能導(dao)緻♉計算(suan)的不溶(róng)物膨松(song)系數偏(piān)離正常(chang)範圍。以(yi)T7井爲例(li)，如表2所(suǒ)示，注入(ru)端📐流量(liàng)計FT1在30m3/h時(shi)，相對示(shi)值誤差(chà)達6％，在90m3/h時(shí)，相對示(shì)值誤差(chà)爲3％，明顯(xian)大于排(pái)出端流(liú)量計FT2在(zài)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(duàn)，FT1示值在(zài)30~80m3/h範🚶‍♀️圍，這(zhè)直接導(dǎo)緻🈲了計(jì)算的注(zhù)入鹽量(liàng)偏大，而(er)溶鹽量(liàng)偏小，最(zuì)終使不(bú)落物膨(peng)松系數(shu)偏低。考(kao)慮到注(zhu)人液體(tǐ)溶液質(zhì)量濃度(du)化驗誤(wu)差對于(yú)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(jǐng)外，其他(ta)井不溶(rong)物膨松(song)系數都(dōu)在正常(cháng)範圍内(nèi)，所以流(liú)量計FT1實(shi)際測量(liang)誤差大(da)是導緻(zhi)T7井不溶(róng)物膨松(song)系數偏(pian)小的主(zhu)要原因(yīn)。

　　從表2中(zhong)可以看(kan)出，随流(liú)速的增(zēng)大，相對(dui)示值誤(wù)差逐漸(jian)減小💯。這(zhè)可能是(shì)由于測(ce)量的流(liú)體内部(bu)雜質在(zài)管♍道内(nèi)易形⭐成(cheng)沉澱，雖(suī)然采用(yong)了聚四(sì)氟乙烯(xī)作爲襯(chèn)裏材料(liào)保護電(dian)極，但是(shì)在低速(sù)流狀态(tài)下，這些(xiē)沉澱附(fu)着于内(nèi)襯的表(biao)面使測(ce)量結💁果(guo)發生偏(piān)差，所以(yi)電磁流(liú)量計實(shi)際測量(liàng)誤差必(bì)将随着(zhe)時間的(de)推移而(er)逐漸增(zeng)大。爲✨提(tí)高電磁(cí)流量計(jì)在鹽穴(xue)儲氣庫(ku)造腔過(guò)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(kòng)範圍内(nèi)提髙流(liú)速，減少(shǎo)雜質沉(chén)澱，提高(gāo)測量精(jing)度。
（2）定期(qi)清理流(liú)量計。
（3）對(dui)于檢測(cè)過程中(zhong)發現的(de)誤差值(zhi)超過最(zuì)大允許(xǔ)誤差的(de)流♋量計(jì)，儀表系(xi)數偏離(li)原出廠(chǎng)标定的(de)儀表系(xì)數時，可(ke)根據檢(jiǎn)測機構(gòu)的檢測(cè)結果進(jìn)行儀表(biao)系數校(xiao)準。
結束(shù)語
　　綜上(shàng)所述，電(dian)磁流量(liang)計的正(zheng)确率和(hé)穩定性(xìng)能夠滿(mǎn)足鹽穴(xue)‼️儲氣庫(ku)造腔的(de)需要。但(dàn)是，電磁(cí)流量計(jì)在鹽穴(xué)儲氣庫(kù)🌈使用中(zhōng)，受待測(cè)液體不(bú)純的影(ying)響，實際(jì)的測量(liang)誤差随(sui)時間的(de)推🈲移而(ér)逐漸增(zēng)大，特别(bie)是在低(dī)流速的(de)情況下(xià)，相對示(shì)值誤差(chà)明顯較(jiào)大。造腔(qiāng)設計🆚者(zhě)可根據(ju)特定地(dì)區岩鹽(yán)中不溶(rong)物膨松(sōng)系數在(zài)一‼️定範(fan)圍内這(zhè)一🏃🏻‍♂️特征(zheng)，進行生(sheng)産分析(xi)，評價流(liú)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(jǐng)，排除濃(nong)度檢驗(yàn)影響後(hòu)，可通過(guò)提高流(liú)速，定期(qi)清理流(liú)量計，儀(yí)表系數(shu)校準等(děng)方式提(ti)高測量(liàng)的數據(jù)的準确(què)性，以便(biàn)于合理(li)安排造(zao)腔計劃(huà)，指導造(zao)腔施工(gōng)。

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