[摘要]油田(tián)井下外流道式(shi)電磁流量計 在(zai)油田注水井和(hé)注聚井中應用(yòng)廣泛，電極作爲(wei)電磁流量計的(de)關鍵部件,它的(de)設計非常重要(yào)。電極的設計要(yao)考慮的✏️方面👈非(fei)常多,而油田井(jing)下被測介質成(cheng)分又非常複雜(zá),因此🚩應根據具(ju)體的井下被測(ce)介質成分通過(guò)試驗來确定與(yǔ)之🈲相匹配的電(dian)極材料🔞。
1引言
　　油(yóu)田開發後期,爲(wei)了提高石油采(cai)收率，普遍采用(yong)了注水🔞,注聚合(he)物等采油工藝(yì)措施。在實施這(zhè)些工藝措施的(de)過💃🏻程中，注入物(wu)多少(流量)的控(kong)制非常重要🐅,注(zhu)入物流量測量(liang)的精度是油🐆田(tián)完成分層注水(shui)(聚合物)、實現原(yuan)油高産穩産非(fēi)常重要的指㊙️标(biao)。外流道👣式井下(xia)電磁流量計由(you)于結構上無阻(zǔ)礙被測介質流(liú)動的節流件,不(bu)會發生管道堵(dǔ)塞、磨損等問題(ti).測試正确率基(jī)本不受流體密(mi)度、壓力.溫度、粘(zhān)度、雷諾數等的(de)影響,在油田注(zhù)水井特别是注(zhu)聚🏃‍♀️井中得到廣(guǎng)泛的應🧡用。
2工作(zuo)原理
　　電磁流量(liàng)計 是利用法拉(lā)第電磁感應定(dìng)律的原理來測(ce)量導電液體⁉️體(ti)積🌈流量的儀器(qì)。根據法拉第電(dian)磁感應定律,當(dāng)一導體在磁場(chǎng)中運動切割磁(cí)力線時,在導體(ti)的兩端即産生(shēng)感生電勢e,其方(fāng)向由.右手定則(zé)确定,其大小與(yu)磁感應強度B,導(dǎo)體在磁場内的(de)長度L以及導⭐體(tǐ)的運動速度v成(cheng)正比，如果B,L,v三者(zhe)互相垂直,則。與(yǔ)此相仿,我們把(ba)🤩管📧道内流動的(de)導🈲電液體看成(chéng)是導體🌈運動,當(dang)管道置于磁場(chang)内,在垂直于磁(cí)場方向和流速(su)方向安裝兩個(ge)與液體接觸的(de)電極🔆，當導電液(yè)體在管道中以(yi)流速v流動時，導(dao)電流體就切割(ge)磁力線,則兩電(diàn)極之間也将産(chǎn)生感應電動勢(shì):E=BLv
 
L爲電極之間的(de)距離。
　　從式(1)可以(yi)看出,流速v與感(gan)應電動勢E成正(zheng)比,與電極之間(jian)的🙇‍♀️距🌈離L和磁感(gan)應強度B成反比(bǐ)，與其它物理參(cān)數無關。在磁感(gan)應強度B恒👅定和(he)電極之間的距(ju)離L不變時,隻要(yào)測量出感應電(diàn)動勢E,即可得到(dào)液體流速及流(liú)量。
3電極設計要(yào)點
3.1導電性和非(fēi)導磁性
　　通過電(diàn)磁流量計的工(gōng)作原理可知電(diàn)極上要産生感(gan)🌈應電動勢,首先(xian)電極必須是導(dǎo)體,因此電極必(bi)須具有❤️非常好(hao)的🌍導電性能。另(ling)外,電極處于工(gōng)作磁場中,爲防(fáng)止磁力線在電(diàn)極上集中,電極(ji)材料必須是非(fēi)導磁的。
3.2耐腐蝕(shí)性
　　在電磁流量(liàng)計工作的過程(cheng)中,電磁傳感器(qi)部分隻☎️有電🧑🏾‍🤝‍🧑🏼極(jí)與被測介質相(xiàng)接觸,因此電極(jí)材料的耐腐❤️蝕(shi)性能是選擇電(diàn)極🏃🏻‍♂️材料的重要(yao)因素。
　　電極的耐(nai)腐蝕性能對測(ce)試性能的影響(xiang)主要分爲✍️兩💞個(gè)🌈方🈲面。
(1)電極受被(bèi)測介質的腐蝕(shí)或磨損,會改變(bian)兩電極間的距(jù)離L。對式的L求偏(piān)導,可以得到測(cè)量誤差
 
(2)電極在(zài)被腐蝕的過程(cheng)中,電極上會出(chū)現相當大的直(zhí)流漂移電壓,使(shi)測量輸出産生(shēng)大幅度的波動(dòng),影響到✨測試🈲的(de)讀🌐數。
3.3電極的表(biao)面效應
　　電極的(de)表面效應分爲(wèi)表面化學反應(yīng)、電化學和極化(huà)現👣象,以及電極(jí)的觸媒作用三(san)個方面。
(1)表面化(huà)學反應。電極表(biao)面與被測介質(zhì)接觸後,爲了抗(kàng)拒🏃‍♂️被測介質的(de)腐蝕,往往會形(xíng)成一層薄的鈍(dùn)化❄️膜或氧化層(céng)。它們可能會💰提(tí)高電極表面的(de)耐腐蝕性能,但(dan)也有可能增加(jiā)㊙️表面接🚶‍♀️觸電阻(zu),導緻儀器不能(neng)正常工作。
(2)電化(huà)學和極化現象(xiang)。由于目前普遍(bian)采用低頻矩形(xing)波勵磁,雖然💋能(neng)減弱極化電勢(shì)的影響,但并不(bú)能完全消除極(jí)化電勢幹擾的(de)影響。極化電勢(shi)與液體介質性(xing)質以及電🐪極材(cai)料性質有🌍關。電(diàn)化學現象容易(yì)在測量過👅程中(zhōng)産生漿液噪聲(shēng)和流動噪聲,引(yǐn)起儀🚩表輸出出(chu)現波動現象。爲(wèi)了避免或減小(xiǎo)這個現象，可選(xuǎn)配與被測♌液體(ti)電化學和極化(hua)電勢作用小的(de)材料以及低噪(zào)聲🌈電極。
(3)觸媒作(zuo)用。被測介質在(zai)電極的觸媒作(zuo)用下産生化學(xué)反🌈應而影🚶響測(ce)量。
3.4電極的表面(miàn)光沽度
　　電極接(jiē)觸被測介質的(de)表面對于粗糙(cāo)度要求非常高(gao)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,一般🤞都應✏️該抛(pao)光處理。主要原(yuan)因有三個方面(mian):表面光滑的金(jin)屬在電解質中(zhong)抗腐蝕性能較(jiào)強;表面粗糙的(de)金屬,其産生的(de)抗拒極化的氧(yang)化保護膜厚度(dù)不均勻🔱,容易被(bei)顆🐉粒狀、纖維👅狀(zhuàng)等流體中的雜(zá)質劃破，造成變(biàn)動的直流電位(wei),影響測量的穩(wen)定性;表面粗糙(cāo)的電極容易在(zài)測試過程中被(bèi)被測介質中的(de)雜質污染,表面(mian)容易被雜質附(fù)着👄結垢，影響測(ce)試效果。
4井下應(yīng)用環境分析
4.1注(zhu)水驅油
　　注水驅(qu)油是油田應用(yong)時間最早，也是(shi)應用最多的-.種(zhǒng)💛提高💋石油采收(shou)率的方式。理論(lùn)上往井下注人(rén)的水的水質比(bǐ)較好,但💜是由于(yú)井下環境複雜(za)，導緻注水井中(zhōng)液體的成分很(hen)複雜。除♊了水之(zhī)外,在高溫高壓(ya)的過程中還溶(rong)解了地層中的(de)各種鹽🌈類和氣(qì)體,水中含有大(da)量HCO3、S02-4.C和CO2-、Mg2+.Sr2+,Ba2+等易結垢(gòu)的離子。同時水(shui)中還含🔞有大量(liàng)的懸浮的固體(tǐ)顆粒，直徑爲1~100um。
4.2注(zhu)聚合物驅油
　　聚(jù)合物驅油的基(ji)本原理是通過(guò)提高注人流體(tǐ)的黏度,調節☁️油(you)藏中油水兩相(xiang)的流度比,達到(dào)擴大波及體🈲積(jī)的🎯目的。聚合物(wù)驅油用到的主(zhu)要聚合物爲聚(ju)丙烯🛀🏻酰胺(簡🆚稱(cheng)PAM)、生物聚合物(黃(huang)胞.膠)和梳形抗(kàng)鹽💛聚合物(改性(xing)的聚丙❗烯酰胺(àn))。
4.3化學複合驅油(yóu)
　　化學複合驅油(yóu)又叫三元複合(he)驅油,主要利用(yòng)堿.表面💋活🌈性劑(ji)和聚合物的協(xié)同效應.較大幅(fu)度地提高原油(you)✔️采收率。其中三(sān)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼元體系中的堿(jiǎn)和表面活性劑(ji)🚶‍♀️均屬于特殊的(de)腐蝕性介質。
5結(jie)論
　　油田井下外(wài)流道式電磁流(liú)量計電極的設(she)計要考慮的因(yin)素非常多,需要(yao)根據具體的井(jǐng)下應用環境來(lái)确⛹🏻‍♀️定。文中對電(dian)磁😘流量計電極(ji)設計中需要注(zhù)意的地方進行(hang)了詳細的分析(xi)和論述,同✌️時對(duì)油田井下應用(yòng)環境進行了簡(jiǎn)單的介紹,對于(yú)油🈲田井下環境(jìng)中應用的🈲外流(liú)道式電磁流量(liàng)計電極的設計(ji)具有一定的參(can)考🏃‍♀️意義。

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