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电磁流量计

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电磁流量计在油田中的应用及某些场合选用注意

来源:作者:发表时间:2017-11-18 09:27:46

         摘要 :电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律开发的一种导电液体流量测量仪表。它具有无转动部件和阻流部件的测量结构,不受流体密度、粘度、压力、温度和流体电导率变化的影响等优点。合理地选择测量管内衬里材料和测量电极的材质,可以适用于酸、碱、聚合物、高温热水、污水、水源取水和商品水的计量。引入现代微型计算机技术,采用非线性修正,大大地提高了仪表的准确度。量程比为 1∶10 时,计量准确度可优于± 0.5%。在油田生产和民用生活中具有广阔的应用前景。

 
一 、 前言
        电磁流量计的基本原理是基于法拉第的电磁感应定律,即当一种导电液体流过磁场做切割磁力线运动时,则在垂直于流速向量和磁场向量的方向上会产生一个电动势。通过引入加权函数用数学的方法表明,目前使用的井下存储式流量计配有一支底部扶正器,上部由钢丝吊放,直井基本上能够保持流量计处于油管中心位置,对于井斜造成油管底部斜部弯曲,流量计很难置于油管中心位置,影响到测量精度,为了杜绝此类影响因素,建议使用双扶正器。对于某一区域井温异常,影响到流量计的正常使用,不能应用。
 
二 、 技术关键
        放大电路采用三级放大器、防串模和共模干扰的技术措施,从而保证了仪表的稳定性。对用于注聚合物的高压电磁流量计,耐压应达到25MPa。两个对称电极安装时,设计了专用工具,保证了对中和承压密封能力。采用智能化技术,用单片机进行非线性化分段修正,满足了整个量程范围的准确度要求。由于应用了微型计算机技术,可以方便地得到4~20mA的电流模拟信号和光电隔离的容积脉冲输出,如需要可以配继电器输出的流量上、下限报警触点信号和RS-485串行通信接口输出。仪器的标准卡片是出厂前建立的,其标定介质是清水,现在油田注入水多为污水,其成分与清水中带电粒子大不相同,组成也不一样,这都会影响测量精度:
 
        1.流体内溶有部分天然气,这部分气体在压力、温度变化时,会引起流体流态的变化,对探极产生影响,使测试曲线出现锯齿状记录,影响测试精度。
        2.流体矿化度变化对流体流态变化也有影响。流态变化会引起仪器内外分流比例的变化,仪器测量精度也就受到影响。因此现场使用前要建立适合于本地区的用户卡片。
 
三 、 电磁流量计在油田中的应用
        聚合物驱和三元复合驱作为一种高效的驱油方法在大庆油田进行了多年的攻关试验,取得了一系列成果。对于这种高粘度的注剂,它不但要求地面工程在计量过程中保证一定准确度,而且在注入过程中不能对流体有任何破坏其物性的剪切力。电磁流量计作为首选的计量仪表,能满足注入聚合物的准确度为±0.5%的要求,其测量管为一个没有任何转动部件和阻流部件的空筒,对注入物的物性不会有任何破坏。但由于注入压力为25MPa,接触介质的电极的安装必须满足承压的要求。油田民用集中供热要求具有较高的计量准确度和对高温介质的适应性。一般的热水管线都在DN500-DN800,就是在分部分输的支干线上也在DN200-DN300。热水温度一般为70~80℃,这就需要有大口径的高温热水流量计来满足这种工况下的计量。油井掺水管线一般为DN25或DN50,掺水量为小流量,掺水温度根据油井的产油量和环境温度,需要有小口径的高温热水流量计来满足这种工况下的计量。最初在现场建立卡片都是选取一口正常注水井,将流量计下入井内数十米处,调节地面水量,取点而建立用户卡片,这样有几个缺点:
 
        1.依靠高压注水闸门来调节流量,很难得到一个恒定值,且流体流态不易掌握,在流量仪表读数上很难得到一个平直的台阶,测量不准。
        2.用低精度高压水表来标定井下存储式流量计,可能使精度变为6级,严重影响流量计使用精度。
        3.高压供水压力的波动也影响流量的恒定。
 
        从仪器设计上看,仪器的硬件即流量计本身是基本完善的,但价格却是浮子式流量的20倍,而与其配套的软件仍需修改,完善流量计功能,最终达到提高仪器性能价格比的目的,以下建议仅供参考:①彻底消除现今软件如成果表中管柱图绘制为固定模式等较小的不规范处。②实现同井多次不涂抹记录,即所谓数据库管理。③建立时间—流量,下井深度—流量的三重指示曲线,规范仪器下井操作,使曲线上每组数据都附给生产指导意义,提高指示曲线的利用率。
 
四 、 结论
        1.该流量计可用于油田注水井井下水量的测试。
        2.可用于分注水井或其它工艺井的井下管柱的找漏。
        3.可适用于井底压力不超过50MPa的注水井,井底温度小于90℃的注水井。
        4.从仪表测量精度,下井前安装,测量工序到测试资料上都较浮子式流量计优越得多,可以作为浮子式流量计的替代产品。
        5.井下油管内径变化(如结垢、弯曲等)会对测量精度产生影响。
        6.因程序内置问题,该流量计测量的井下位置内径必须为62mm。
 
作者:电磁流量计
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