摘要針對(dui)在注水中電磁(ci)流量計 測量精(jīng)度普遍低于理(li)論值的現狀,試(shi)驗小組根據☀️電(dian)磁流量計❄️原理(lǐ)與實際應用工(gōng)況條件,查找影(ying)響電磁流量計(ji)測量精度的主(zhu)要因素,并制定(ding)對策措施進行(hang)反複比較實驗(yan)和效果檢查,最(zuì)終通過5項有效(xiào)措施的♌實施,完(wan)成電磁流量🏒計(ji)測量精度達到(dào)并超過理論值(zhi)的目标。
引言
　　在(zai)石油開采過程(cheng)中,地下能量會(huì)越來越低,産液(ye)量也随之下降(jiàng),爲了提高采收(shou)率,一個重要的(de)手段就是向目(mù)的☁️層注水,提🤩高(gao)地層壓力,達到(dào)提高采收率的(de)目的,地層的注(zhù)水量必須把握(wò)準确,否則就會(huì)造成水淹、水竄(cuan),對地層造成傷(shang)害,會引起含水(shuǐ)率升高,産液量(liang)下降📧。因此,注水(shuǐ)計量的精度對(duì)油田生産有🤩着(zhe)極其重要的作(zuo)用。目前有注水(shui)井156口,有105口注水(shuǐ)井采用了電磁(cí)流量計計量,其(qí)中每4～8口配一個(gè)注水站,每個注(zhù)水站安裝一🏒台(tai)總水表,全廠在(zài)用電磁流量計(ji)120台。提高♈電磁流(liu)量計測量精度(dù)問題。
電磁流量(liang)計應用現狀分(fen)析
　　電磁流量計(jì)用來測量經密(mì)封管道内一般(ban)導電液體🙇‍♀️體積(jī)流⛷️量的儀表,根(gēn)據法拉第電磁(cí)感應定律,當導(dǎo)電液體流過💰管(guan)道的磁場作切(qie)割磁力線時,電(diàn)極間将産生感(gǎn)應電動勢,其感(gǎn)應📞電動勢🔆E爲:
E=KBDV
式(shi)中:
V―測量管道截(jié)面上的平均流(liu)速(m/s);
K―儀表常數;
D―測(cè)量管内直徑(m);
B―磁(ci)感應強度(T)。
　　電極(jí)檢測出的微弱(ruò)感應電動勢E,先(xian)經前置放大器(qì)的🈚放🌏大和噪聲(shēng)抑制,成爲大幅(fu)度低阻抗的電(diàn)壓信🐕号,此信号(hao)經微分、積分電(dian)路處理,再經模(mo)數轉換器進入(ru)單片機進💃🏻行控(kòng)制、處理和去處(chù)。單📞片機對放大(da)✌️器的漂移及零(ling)點漂移能定期(qī)自動調整,在全(quán)量程範圍内分(fèn)8段對信号進行(hang)非線性修正💋。單(dān)片機也能🈲對信(xìn)号進行👅監控、抑(yì)制噪聲信号和(hé)切除空管幹擾(rao),由大容量🔞串行(hang)貯存器對每8h處(chù)理和運算後的(de)流量數據予以(yǐ)貯存一次👣,同時(shí)記錄該時間👅與(yu)日期的流量數(shu)據,顯示爲時流(liú)量和日流量。
　　經(jīng)過單片機運算(suan)的流量信号由(yóu)轉換器和頻率(lü)轉換器将流量(liang)數據轉換成标(biāo)準模拟信号(電(dian)流信号)與脈沖(chòng)、頻率信号等外(wài)輸信号輸出,最(zui)後流量數據信(xìn)息由液晶屏顯(xiǎn)示總流量和瞬(shun)時流量,或者可(kě)通過光耦按鈕(niǔ)功能鍵來操作(zuo)顯示屏上的各(ge)種功能菜單,并(bìng)能分别顯示其(qí)對應的信息。
　　電(diàn)磁流量計理論(lun)精度爲1.5%,但由于(yú)油田注水工況(kuàng)較爲複雜,實🌈際(ji)使用過程中的(de)測量精度難以(yǐ)保證,工況最差(cha)的🏃🏻碼頭莊油田(tian)電磁流量計精(jīng)度平均爲5.0%,個别(bie)達到10.3%,對原油✂️生(shēng)産産生較大影(ying)響。
現狀分析一(yi):少量氣體呈波(bo)狀流
　　管線中若(ruò)有氣體則會發(fā)生流量計顯示(shi)晃動情況,讀數(shu)不穩💃🏻定,管線由(yóu)于是密封,且是(shi)在三相分離器(qì)水倉的底✊部出(chu)🌍水所以從源頭(tou)帶來氣體不可(ke)能。從三相分離(li)器的水出口❌處(chù)的壓力表處拆(chai)開多次看🏃🏻‍♂️後如(rú)表1。
現狀分析二(èr):閥門開啓度太(tài)小
　　上遊閥門開(kai)啓太小,則液位(wei)會在電極以下(xia),表現出📱流量計(jì)爲超滿度情況(kuang),碼頭莊污水流(liú)量計曾經多次(ci)出⚽現這種情況(kuàng),表2爲在❤️一級沉(chen)降罐進口的統(tǒng)計情況。


現狀分(fen)析三:啓用前沒(méi)排氣
　　啓用前未(wèi)能排淨管内空(kōng)氣,剩留氣體積(ji)聚在管系高❄️點(diǎn),流👌動時被液體(tǐ)夾帶,呈氣泡狀(zhuang)流出;另一原因(yīn)‼️是液體中夾帶(dai)小氣泡逐漸聚(jù)集,滞留在管系(xì)高點♉。故障表🌈現(xian)爲流量測量值(zhi)和實⭐際值不符(fú)以及輸出🥵晃動(dòng)。在啓用前均都(dōu)✊已經排盡空氣(qì)。另外的夾帶小(xiǎo)氣泡也是不存(cun)在的,因爲碼頭(tou)莊三相分離器(qi)污水出水口在(zài)水倉的底部,即(jí)使有氣體它也(yě)在水倉時就跑(pao)到水倉頂部。
現(xiàn)狀分析四:管系(xì)中吸入氣泡
　　 污(wu)水電磁流量計(jì) 設在一級沉降(jiàng)罐的進口處,在(zai)這個電磁流量(liang)計的前面❓大約(yue)50cm處有個加藥點(diǎn),這個加藥點偶(ǒu)爾會在加藥的(de)☎️同時💯加進氣體(tǐ)。
現狀分析五:流(liú)動狀态的變化(hua)
　　流量測量值與(yǔ)應用參比值不(bú)符,通常儀表調(diao)試正常運行一(yi)段時期後,也會(hui)因流動狀态變(biàn)化而出現㊙️故障(zhang)。主要表現是管(guan)内有随動物體(tǐ),如接口處的膠(jiao)帶以及内襯脫(tuo)落等在随着水(shuǐ)流有擺動。拆開(kāi)接口及有襯體(tǐ)易脫落處檢查(cha)。均沒有随動物(wu)體。
現狀分析六(liù):液體中含有溶(rong)解氣
　　聯合站擁(yong)有兩座卧式三(san)相分離器,其日(rì)均處理液📱量在(zai)500m3左右🤩,主要是對(dui)産出液進行油(you)、氣、水分離,根據(jù)工程需要三相(xiàng)分離🐪器的⚽壓力(lì)爲0.24MPa,而到了污水(shuǐ)電磁流量計那(na)裏壓力還不到(dao)0.1MPa,以前出水出油(yóu)溫度在39℃左右,後(hou)打開一級沉降(jiang)罐頂蓋可以聞(wén)到比較強烈的(de)🌈天然氣味道,懷(huái)疑污水中含有(you)溶解氣,提高三(san)相分🔴離器的熱(re)循環水量,果然(rán)溶解氣少了很(hen)多。其前後對比(bi)如表3．

現狀分析(xī)七:電導率不均(jun1)勻
　　這個是指兩(liǎng)種以上的液體(ti)還沒有混合好(hao)就進入流量計(ji),若💰它👉們的電導(dǎo)率相差比較大(da)則會導緻流量(liàng)計測量不準确(que)。污🐇水電磁流量(liang)計的前面有個(gè)加藥點,加進殺(sha)菌劑、絮凝🔞劑、阻(zǔ)垢劑三種藥劑(ji),總共加🌈藥量爲(wèi)12.5L/h。這個流量與污(wu)水流量🌈相比非(fēi)常🔴小,其影響在(zài)流量計上很難(nan)反映出來。關閉(bì)加藥‼️點觀察如(ru)表4。

現狀分析八(bā):往複泵振蕩
　　原(yuán)來有三台三柱(zhu)塞高壓泵,正常(chang)都是在18MPa的壓力(li)下運轉,由♌于🔞泵(bèng)的脈動性而測(ce)量點又未遠離(li)泵,脈動使電磁(ci)流量計輸出晃(huǎng)動,有時候還産(chan)生了測量誤差(cha)。這從總表的校(xiào)驗可以得出😍。
現(xian)狀分析九:沉積(ji)層覆蓋電極
　　 污(wu)水流量計 有時(shí)晃動的比較厲(li)害,拆開可以看(kan)到裏面已經薄(báo)🔅薄的被⭕覆蓋🏃🏻‍♂️了(le)一層微小物體(tǐ)。而流量也從5.5～11.5m3/h來(lái)回跳動。
　　通過對(duì)以上的分析,影(ying)響電磁流量計(jì)測量精度低于(yú)🧡理論值的主要(yào)原因是:①閥門開(kāi)啓度太小;②管系(xi)吸入氣泡;③液👨‍❤️‍👨體(ti)中含有溶解氣(qi);④往複泵振蕩;⑤沉(chen)積層覆蓋電極(ji)♈。
提高電磁流量(liang)計測量精度的(de)試驗
試驗一:加(jiā)大流量計上遊(yóu)閘門開啓度
　　如(rú)果管中的液體(tǐ)達不到電磁流(liú)量計的電極上(shàng)面則會出現超(chao)滿度現象。油田(tián)多次出現三相(xiàng)分離器🏃污水出(chū)口達到65.7m3/h,而碼頭(tou)莊一天的總産(chǎn)液量在500m3左右,其(qí)中油約200m3/d,污水約(yuē)300m3/d,平均爲10～12m3/h。而65.7m3/h這個(ge)測量值嚴重地(dì)偏離了實際流(liu)量值。故把三相(xiàng)分❄️離器的污👨‍❤️‍👨水(shuǐ)出口全開,而改(gai)用流♌量計後面(miàn)的閘閥來控制(zhi)脫水量(圖1)。

　　以(yǐ)前是用1#(三相分(fèn)離器污水出口(kou)閘閥)與3#閘閥來(lái)共同控制流量(liang),這樣往往有可(ke)能是1#閘閥開的(de)較小,3#開的較大(da),這就有可能在(zài)管線中會留出(chu)一部分空間,使(shi)氣體進入,最終(zhōng)導緻液體不㊙️能(neng)充滿整個管系(xì),而出現超滿度(dù)。
　　現在采取的措(cuo)施是1#閘閥全開(kai),而用3#閘閥的開(kāi)啓度來控制⛷️流(liu)量。這樣就避免(miǎn)了電磁流量計(jì)和管線虧空現(xiàn)♌象,電👅磁流量計(jì)測量的準确性(xìng)提高了很多。
試(shi)驗二:維修加藥(yào)泵的密封性
　　污(wu)水流量計的前(qián)面有個加藥點(diǎn),距離電磁流量(liàng)計大約50cm。加✍️殺菌(jun)劑、阻垢劑、絮凝(ning)劑3種藥劑(圖2)。

　　管(guan)系若吸進空氣(qi)則造成測量值(zhí)晃動不穩定。圖(tú)中1,2,3分别代表3台(tái)加藥泵,這3台加(jiā)藥泵排量小,總(zǒng)量在12.5L/h,但就是這(zhe)個加藥點給這(zhè)個流量計造成(chéng)了相當的誤💋差(cha)。每個加藥泵都(dou)有個入口,入☎️口(kǒu)放在加藥罐裏(li)。該入口的結構(gòu)示意如💃圖3。
　　加藥(yao)泵的A部分在藥(yao)劑的上面,而B部(bù)分則沉沒在藥(yao)🐆劑中,加🈲的藥☂️劑(ji)有一定的黏度(du),且有部分雜質(zhì),故濾網是經常(cháng)🔞堵住,如果在藥(yao)劑中的B部分不(bú)通暢,則裸露在(zai)空氣中的A部分(fen)會從1與2及吸料(liao)連接器和墊圈(quān)處進空氣🔞。3台中(zhōng)的任意一台漏(lou)空氣都會🈲由管(guǎn)線中的加藥點(dian)進⛱️入管線,從而(ér)導緻流量計測(ce)量值不穩定。現(xian)在是每周都會(huì)對泵的濾網和(hé)吸料連接器以(yǐ)♈及墊圈進🌏行檢(jiǎn)查‼️。由加藥泵漏(lou)進氣體不再發(fā)生。

試驗三:提高(gāo)三相分離器溫(wen)度降低污水中(zhōng)含有的溶解♋氣(qi)
　　在實驗中都是(shì)單獨實驗,在不(bú)考慮其他因數(shu)的條件下,把三(san)🚶‍♀️相分離器的溫(wen)度由原來的39℃提(tí)高到現在❗的46℃,效(xiao)果很明顯。控制(zhi)三相分離器的(de)溫度,也就是控(kòng)制三相分離器(qì)循環熱水量與(yu)循環熱水溫度(dù),循環👄熱水溫度(du)一般變化較小(xiao),而水🌈量由原來(lái)的3m3/h,調配到現在(zai)的6m3/h,這樣一來,包(bāo)括井上産氣也(yě)多🧑🏽‍🤝‍🧑🏻析出了6～8m3/h。具體(ti)如圖4。

　　從圖4可以(yǐ)看出當出水溫(wēn)度達44℃時,産氣量(liàng)達到近50m3/h(标況👌即(jí):溫度273K,壓🈲力101325Pa),且呈(cheng)平穩的趨勢,也(yě)就是此時達到(dao)了一個平衡。達(dá)到了析氣🐆的最(zui)大化,析出氣體(tǐ)的最✏️佳狀态。也(yě)就是🔞這樣出㊙️去(qu)的污水含氣最(zui)少。達到了不含(hán)溶解🏒氣的目标(biao)。
試驗四:改變讀(du)數方式,增加新(xīn)工藝,緩解往複(fu)泵的振蕩
　　注水(shuǐ)站原有3台3S175-13.4/20三柱(zhu)塞注水泵,在泵(bèng)的出口裝有總(zong)流量計,這個📧總(zǒng)流量計的測量(liang)由于泵的往複(fu)振蕩使其準确(que)性很低,每次與(yǔ)各注水單井總(zǒng)和的差别都有(yǒu)近50m3。每天注水在(zai)620m3左右,這樣就有(you)近10%的誤差,而每(mei)次對其校驗的(de)差值🈲也是10%左右(you),表5是2025.12.15校驗的結(jié)果。

　　從表5中可以(yǐ)看出流量計的(de)準确性很低甚(shen)至超過了10%,這個(ge)數據❤️的差别很(hěn)大,到這種情況(kuang)應該說不是誤(wù)差,而是錯誤了(le)。在有脈♈動流動(dòng)源的管線上,要(yào)減⚽緩其對流量(liàng)儀表測量的影(yǐng)響,通常應該采(cai)取流量🔞傳感器(qì)遠離脈動源,利(lì)用管流流阻衰(shuāi)減脈動;或在📱管(guan)線适當位👌置裝(zhuang)上稱作被動式(shì)濾波器的氣室(shì)緩沖器,吸收脈(mò)動。因爲在此不(bú)好改變流程和(he)泵的本身工藝(yì),爲此采取🐉的措(cuò)施👉是讀取泵的(de)進口流量計和(hé)✏️泵的回流流量(liang)計,因爲這兩處(chù)表的💰壓力很低(dī),脈🍉動振動也☀️很(hen)小,用泵的進口(kǒu)流量計數值減(jiǎn)去㊙️回流流量計(jì)數值,得出注水(shuǐ)量數值。但是在(zài)2025年12月份碼頭莊(zhuang)新裝了一台5S175-33.3/20的(de)五柱塞注水泵(bèng),這台泵是五個(gè)柱塞,其水的振(zhèn)動性相對減少(shao),并趨于平緩,且(qie)本身帶⭕有氮氣(qì)緩沖裝置,能非(fēi)常有效地緩解(jiě)振動,達到了預(yù)期效果。
試驗五(wǔ):定期清洗電磁(ci)流量計内壁
　　在(zai)污水流量爲10m3/h左(zuǒ)右,溫度約爲44℃,電(dian)磁流量計清洗(xǐ)周🏃🏻期爲🔴45d,否✊則測(ce)量誤差将很快(kuài)會達到5%。定期清(qīng)洗電磁流量㊙️計(ji)以避免♌沉積層(ceng)的影響。
試驗小(xiao)組于2025-12～2025-12對試驗效(xiao)果進行驗證,見(jian)表6。

　　通過表6可以(yǐ)看出現在誤差(cha)最大的是總表(biǎo)流量計,但🔴也隻(zhī)有0.95%,完全符合誤(wu)差不能高于1.5﹪的(de)生産要求,達到(dao)預期的效果。

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