[摘要(yao)]渦輪流量計(jì) 是固井作業(yè)中不可缺少(shao)的工具,由于(yú)使用過程的(de)不可見性,往(wang)往會出現很(hěn)多問題。針對(duì)渦輪流量計(ji)在固井作業(yè)中出現💜的問(wèn)題進行總結(jié)分析，并對渦(wō)🌂輪變送器在(zai)使用過程中(zhong)出現的特殊(shū)響聲做了細(xi)緻研究,最❗終(zhong)找到了問題(ti)的症結所在(zài),提🥰出針對性(xìng)🍉的改進措施(shī),爲儀器的現(xian)場使用和後(hou)期維護提供(gòng)🍓建設性意見(jian),有效保障了(le)儀器🥵在固井(jing)作業過程中(zhōng)的良好表現(xian)。
1概述
　　渦輪流(liu)量計是固井(jing)作業中技術(shù)人員的“耳目(mu)”,爲判斷井💜下(xià)、地面施工情(qíng)況提供科學(xué)依據。根據它(tā)可以确定注(zhu)水泥漿量和(he)頂替🌂鑽井液(yè)排量,起到預(yu)防憋✉️泵、保障(zhang)安全和☀️提高(gāo)頂替效率的(de)作用。在注水(shui)泥漿過程中(zhōng),渦輪流量計(ji)⛹🏻‍♀️能測定出注(zhù)水泥漿的瞬(shùn)時排量和累(lèi)計總量,可以(yǐ)有效防止水(shuǐ)泥返高不足(zu)的情😍況發生(sheng)。在頂替鑽井(jǐng)液的過程中(zhong),它能測定出(chu)項替鑽井液(yè)的瞬時排量(liàng)和累♌計總量(liàng),可以防止留(liu)水泥塞事故(gu)發生印。
　　渦輪(lun)流量計由渦(wō)輪變送器和(he)二次儀表組(zǔ)成,當被測液(ye)體經♍過♍渦輪(lún)變送器時,渦(wo)輪變送器内(nèi)的葉輪🧑🏽‍🤝‍🧑🏻借助(zhu)液體的動能(néng)旋轉2)。此✍️時，葉(yè)輪葉片使檢(jian)出裝置中的(de)磁路磁阻發(fa)生周🔱期性變(biàn)化,在檢出線(xiàn)圈兩端感應(yīng)出頻率與流(liú)量成正比的(de)電脈沖信号(hào),經放大器放(fang)大後通✌️過數(shu)據線傳輸給(gěi)二次儀表。
2.儀(yí)器常見故障(zhang)分析與解決(jue)方法

故障現(xian)象	可能原因(yin)	解決辦法
打(da)開開關後儀(yí)器無反應	(1)儀(yi)器沒電或保(bao)險絲熔斷 (2)儀(yí)器自身有問(wèn)題	(1)接通電源(yuán)或更換保險(xian)絲 (2)檢修儀器(qi)
顯示儀表對(dui)校驗”信号有(you)顯示但對流(liú)量信号無顯(xian)💛示	(1)放大器與(yu)放大器座接(jie)觸不好,或者(zhe)放大器的磁(ci)頭磁性👨‍❤️‍👨弱 (2)放(fàng)大器有故障(zhang)或損壞 (3)信号(hào)線插頭與放(fàng)大器接觸不(bu)好或者信号(hào)線插頭不幹(gàn)👨‍❤️‍👨淨🏃🏻‍♂️ (4)信号傳輸(shu)線開路或短(duǎn)路 (5)葉輪被雜(zá)物卡住或葉(ye)輪偏離水平(ping)中心線.無法(fa)轉🏃🏻‍♂️動	(1)重新插(chā)好放大器，并(bìng)且擦拭幹淨(jìng) (2)更換放大器(qi) (3)将信号線插(chā)頭仔細擦拭(shi)幹淨 (4)維修或(huo)更換信号傳(chuan)輸線 (5)更換渦(wo)輪變送器
儀(yí)器顯示數值(zhi)不穩:計量不(bu)正确,偏差大(da)	(1)實際流量超(chāo)出儀表的計(ji)量範圍或流(liú)量不穩定 (2)儀(yí)表系數K設置(zhì)有誤 (3)葉輪挂(guà)上纖維等雜(za)質 (4)泥漿内有(yǒu)氣泡存在 (5)渦(wo)輪變送器旁(páng)有較強的電(diàn)磁場幹擾 (6)渦(wo)輪變送器導(dǎo)向架及軸嚴(yán)重磨損,或者(zhe)橡膠軸承破(pò)😍裂無法支撐(cheng)軸在水平線(xian)上轉動! (7)渦輪(lun)變送器電纜(lan)屏蔽層或其(qi)他接地導線(xian)與線路地線(xiàn)斷開或🔴接觸(chù)不良	(1)使被測(ce)流量與渦輪(lun)變送器的測(cè)量範圍相适(shi)應，并🧡穩定⛱️流(liu)量 (2)使系數K設(shè)置正确 (3)清洗(xǐ)渦輪變送器(qì) (4)待穩定後取(qǔ)測量值 (5)盡量(liang)遠離千擾源(yuán)或采取屏蔽(bì)措施 (6)更換“導(dǎo)向架”或“葉輪(lún)軸"“橡膠軸承(cheng)" (7)接好信号線(xiàn),或者更換信(xin)号線

3渦輪流(liu)量計使用時(shí)出現的異常(cháng)響聲分析
　　由(yóu)于渦輪變送(song)器使用時葉(ye)輪在不鏽鋼(gang)殼體内部做(zuò)高速旋轉，隻(zhī)能從排量的(de)變化以及産(chǎn)生的響聲判(pan)斷其是否正(zhèng)常工作，而響(xiǎng)聲産生的原(yuan)因主要有✍️以(yǐ)下幾🧑🏽‍🤝‍🧑🏻點:一是(shi)前導向👅架未(wei)固定住;二是(shì)橡膠軸承🔴變(biàn)形或破裂;三(san)是軸與鋼珠(zhu)彈子的間隙(xì)💜不合适[5)。
3.1前導(dao)向架未固定(ding)
　　前導向架的(de)側棱與殼體(tǐ)内壁存在細(xi)微的間隙，如(rú)❤️果前導向💜架(jià)的三角爪與(yǔ)台階面存在(zai)細微間隙，在(zai)泥漿的沖擊(ji)下三角爪便(bian)會撞擊台階(jie)面，此時響聲(shēng)☁️中能聽出在(zai)前台階面有(yǒu)輕微的撞擊(jī)聲和刮擦聲(sheng)。
　　三角爪撞擊(ji)台階面一段(duan)時間後，使三(san)角爪邊緣呈(chéng)斜坡💁型，壓環(huan)☁️失去固定前(qian)導向架的作(zuo)用，前導向架(jia)便在☂️台階面(miàn)上🍉來回撞擊(jī)摩擦台階面(miàn),使台階面出(chū)現凹槽，此時(shí)在殼體前部(bu)分會聽到連(lián)續刺耳的響(xiǎng)聲。
3.2橡膠軸承(cheng)變形或破裂(liè)
　　當前導向架(jia)未固定住或(huo)軸太短時，葉(ye)輪在泥漿沖(chòng)擊🙇🏻力的作用(yong)下偏離水平(ping)線旋轉，導緻(zhi)支撐軸的橡(xiàng)🍓膠軸承受㊙️力(li)不平衡。鑒于(yu)泥漿的溫度(dù)很高，在不平(ping)🈲衡應力長時(shí)間作用下，橡(xiang)膠軸承很容(róng)易變形甚至(zhi)破裂。而葉輪(lún)邊緣與📞渦輪(lun)變送器殼體(ti)之間的間隙(xì)很小，其内壁(bi)相互刮擦,使(shi)葉輪邊緣嚴(yan)🌂重磨損，此時(shí)💃在安置放大(da)器處能聽到(dao)連續的刺耳(er)響聲,在變送(song)器殼體内壁(bì)能清🈲晰的看(kàn)到刮痕。
　　正常(cháng)磨損的橡膠(jiāo)軸承的中心(xin)孔很均勻，呈(cheng)比較規🥵則的(de)圓,僅直徑比(bi)新的大。當軸(zhou)輕微偏離水(shui)平線旋轉時(shi)☔就會在軸承(cheng)的某方向上(shang)留下擠壓的(de)痕迹;若是軸(zhou)嚴重偏離♌水(shuǐ)平線旋轉，橡(xiang)☎️膠軸承承受(shòu)的應力過大(da)就會導緻其(qí)破裂，使得軸(zhou)失去水平支(zhi)撐，與前後導(dǎo)向架還有不(bú)鏽鋼殼💛體内(nei)壁直接接觸(chu)，葉輪、軸和導(dao)向架内壁的(de)嚴重磨損(圖(tú)12),産生連續的(de)刺🌍耳響聲。
 

　　由(yóu)圖1可看出非(fei)正常磨損的(de)導向架與新(xin)導向架内壁(bì)的⁉️差🌍異。這⭐是(shì)軸偏離水平(ping)線與導向架(jia)直接作用的(de)結果;由圖2可(ke)看出軸的⛷️磨(mo)損情況，正常(chang)磨損的軸其(qi)前後端大小(xiǎo)變化不🈲大，隻(zhi)是長短有變(bian)化，而非正常(cháng)磨損的🏃🏻軸因(yin)過度磨損而(er)呈🌈現錐形。
 
　　渦(wo)輪變送器是(shi)由軸高速旋(xuan)轉切割磁感(gǎn)線産生感應(ying)💞電流，所以❓保(bao)證軸在任何(he)時候都能平(píng)穩地旋轉至(zhì)關重要。在調(diao)節軸⛱️與鋼珠(zhū)彈子之間的(de)間隙時,盡量(liang)使軸🏃🏻與彈子(zi)的間隙在1~2mm。若(ruo)間隙太小💘，軸(zhóu)旋轉的阻力(lì)大,不能正确(que)測量小排量(liàng)時的流量;若(ruo)間隙太大🚶‍♀️，當(dāng)排量變化時(shi)，軸不能保持(chi)在水平位置(zhi)旋轉，導緻橡(xiàng)膠軸承變形(xíng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻甚至破裂，葉(yè)輪🐇容易刮擦(cā)不鏽♻️鋼殼體(ti)内壁産生異(yì)常響聲。
　　在放(fàng)置前後鋼珠(zhu)彈子時有技(jì)巧，技巧在于(yú)大彈子放👈在(zai)前導👨‍❤️‍👨向架裏(lǐ)，小彈子放在(zai)後導向架裏(lǐ)。在測排量時(shí)，由于排量從(cong)小❤️到穩定有(you)個過程,葉輪(lun)和軸會受到(dao)朝斜上方和(he)向前☀️的推力(lì),此時後導向(xiang)架裏的橡膠(jiāo)軸承通過自(zì)身變形釋放(fàng)軸受到向上(shang)的力。若是後(hou)導向架裏的(de)鋼珠彈子太(tài)大，軸插入橡(xiang)膠軸承☎️中心(xīn)孔的長度太(tài)短，橡膠軸承(cheng)容易變形破(po)裂。另方面,彈(dan)子太大會造(zao)成旋轉困難(nan)，軸長時間作(zuò)用在鋼珠☁️彈(dan)子的同-部位(wei),那麽久而久(jiǔ)之軸就🥵會㊙️在(zai)鋼珠彈子上(shang)形成😘一個凹(āo)槽。
4改進方法(fǎ)
　　綜上所述，當(dāng)放置前導向(xiang)架的台階面(mian)凹凸不平時(shí)😄會💰産⚽生較大(da)異響，并對渦(wo)輪變送器的(de)正常工作産(chǎn)生很大影🤟響(xiang)。
　　當前台階面(mian)出現凹槽時(shi),常用的方法(fa)是用銑刀将(jiang)凹凸不平的(de)💛台階面銑平(ping)整，由于導向(xiàng)架的内徑、軸(zhóu)的長度、壓環(huan)的高度㊙️限制(zhì)了鋼珠彈子(zi)的直徑，用該(gai)🙇‍♀️方法在🏃調整(zheng)軸與鋼珠彈(dan)子的間隙時(shi)不好調整。
　　另(lìng)有兩種方法(fa)可供參考,第(di)-種方法是用(yong)焊條點焊,将(jiāng)不平的台階(jiē)面焊平。此方(fāng)法除了技術(shu)上的困難💁外(wài)，即使焊平了(le)👉,在泥漿高速(sù)的沖擊下很(hen)快也會變得(de)凹凸♊不平,不(bu)♻️能長期使用(yòng)。
　　第二種方法(fǎ)是改變渦輪(lun)流量計殼體(ti)的自身結構(gou)(圖🔞3)。
 
　　圖3(b)是構(gou)想中的殼體(tǐ),最大的差别(bié)是安置放大(dà)器座☎️的位置(zhi)💘與現用殼體(ti)的相比它們(men)不在同一圓(yuan)周上，而是在(zai)同一條直線(xian)上，隻📱要在現(xian)有的殼體上(shang)照圖3(b)所示位(wei)置裝上-個放(fang)大⚽器座後💯就(jiù)可以使用。這(zhè)樣做的原因(yīn)是🙇‍♀️因爲後導(dao)向架始終受(shòu)到一個向前(qian)的作🛀🏻用力,當(dāng)排量變化時(shi)，後導向架的(de)3個側棱起到(dào)支撐作用,由(yóu)于其側棱與(yǔ)渦輪變送器(qì)殼體内壁的(de)間隙很小,所(suǒ)以在替漿的(de)過程中保證(zheng)了軸不會因(yīn)爲排量的不(bú)穩定而偏離(li)💛水平線旋轉(zhuan)。這樣🈲将報廢(fèi)的殼體重新(xin)利🚶‍♀️用,節約了(le)成😘本,并保證(zhèng)了計量的正(zheng)确性♋。
5對比驗(yan)證
　　除前導向(xiàng)支架外，還對(dui)後導向架的(de)不平穩是否(fǒu)會對渦輪流(liu)量計的正确(què)性産生影響(xiǎng)進行了對比(bi)驗證。将一個(ge)後台階面🔱不(bu)平整的殼體(ti)與後台階面(mian)平整的殼體(ti)相連接,應用(yòng)于坨128-斜74井,該(gāi)井設計3008m,除去(qu)壓🆚塞液2.0m³,替漿(jiāng)量爲34.5m³。在測✨完(wan)排量、設🏃‍♀️定好(hao)這兩個殼體(tǐ)系⛱️數後,記錄(lu)了替漿時兩(liang)個📐殼體的每(měi)分鍾顯示數(shu)值和最終數(shu)值(表2)。通過試(shi)驗對比瞬時(shí)排量和總㊙️排(pai)量,可以發現(xian)當安置後導(dao)向架的台階(jie)面不平整時(shi),二次儀表上(shàng)顯示的數據(ju)依然能保持(chi)穩定,波動小(xiǎo)，且其累計總(zǒng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量和完好的(de)渦輪變送器(qi)相比兩者的(de)誤差不超過(guo)1%,這點差距完(wán)全可以通過(guo)精心保養和(hé)調✔️整系數來(lai)彌補。因此在(zài)正常情況下(xià),安置後導向(xiang)架🌈的台階面(miàn)不平整時,渦(wō)輪💰變送器仍(reng)能達到固井(jing)時對流量計(jì)精度的要求(qiú)。
 
6結論
(1)安置前(qián)導向架的台(tai)階面是否平(píng)整直接影響(xiǎng)渦輪變送器(qi)的正常工作(zuo),導緻一系列(lie)的問題出現(xian)。
(2)驗證了當安(ān)置後導向架(jia)的台階面不(bu)平整時,渦輪(lún)變送🐕器仍然(rán)能正常工作(zuò),不會出現特(tè)殊響聲。
(3)通過(guo)前面的故障(zhàng)與異響分析(xī),以及對比驗(yan)證數據,找到(dào)了症結所在(zài)。爲了使流量(liàng)計能夠良好(hao)地服務于固(gù)井作業施工(gong)，根據分析結(jié)論與改進措(cuo)施，已經完成(chéng)了部分流量(liang)計的升級改(gǎi)造,并在現場(chǎng)試驗與應用(yòng)過程中取得(dé)了良好的效(xiào)果。

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