摘要(yao)：鹽穴儲氣庫(ku)在造腔過程(chéng)中，電磁流量(liàng)計 用于計量(liang)注人和排出(chu)液體體積，其(qi)可靠性直接(jiē)影響到造腔(qiang)工🌍程師對造(zào)腔進度的監(jiān)控，及相應施(shi)工計劃的安(ān)排。除定期檢(jian)測外，文章根(gēn)據岩鹽中泥(ni)質不溶物🔞膨(péng)松系數在一(yī)定範圍這一(yī)特征，統計分(fen)析生産數據(ju)，評價其可靠(kào)性。結果表明(ming)，電磁流量計(jì)可靠性能滿(man)足🏃‍♀️鹽穴儲氣(qì)庫造腔生産(chan)需要。
　　電磁流(liu)量計由流量(liàng)傳感器和轉(zhuan)換器兩部分(fèn)組成，與🔞其他(tā)‼️類型的流量(liàng)計相比，電磁(ci)流量計具有(yǒu)無壓損、口徑(jing)大、量程比寬(kuan)、耐腐蝕、适用(yòng)于高黏度介(jie)質、性🏃🏻‍♂️價比高(gāo)等特點，可充(chong)分減小管道(dao)内的阻力，符(fú)合節能降耗(hao)的要求。目前(qian)，電磁流量計(jì)已廣泛應用(yong)于造腔生産(chǎn)中，雖然經過(guò)定期檢測，但(dan)由于被測介(jiè)質性質及流(liu)速等🙇🏻的🚶影響(xiang)，電磁流量計(ji)在造腔中的(de)應用效果并(bìng)未評價。調研(yán)結果表明［4＿６］，岩(yan)鹽中不溶物(wù)膨松系數在(zai)特定地區是(shi)♍常數，且往往(wang)在一定🔴範圍(wei)内，可用生産(chan)中🧡溶鹽體積(jī)、腔體實際體(tǐ)積、不溶物含(han)量等參數表(biǎo)達。介紹電⛹🏻‍♀️磁(cí)流量💯計的測(ce)量原理，造腔(qiāng)地面工藝，确(què)定電磁流量(liàng)計在造💯腔站(zhàn)的适用性，造(zào)腔站⚽内電磁(cí)流量計的選(xuǎn)型與安裝⭐，明(ming)确該類流量(liàng)計的使用符(fu)合減小測量(liàng)誤差及穩定(ding)性的要求，再(zài)根據曰常生(sheng)産中的注人(ren)液體、排出液(yè)體體積以及(jí)相應的濃度(dù)，對溶鹽體積(ji)進行計算，結(jié)合階❌段造腔(qiāng)實際體積及(jí)不溶物含量(liang)，計算不溶物(wu)膨松系✊數，評(ping)價流⛹🏻‍♀️量計的(de)可靠性。
1電磁(ci)流量計測量(liang)原理
　　電磁流(liu)量計是利用(yòng)法拉第電磁(ci)感應定律測(ce)量，如圖1所示(shì)💞，用于🚶‍♀️測量電(diàn)極與運動的(de)流體構成的(de)回路中産生(shēng)的電參數，并(bìng)根據公式換(huàn)算成流體速(sù)度，再測量流(liú)通截面液位(wei)高度得到流(liú)通面積，兩者(zhe)相乘得到所(suǒ)測流量。

? 式中(zhōng)：爲被測介質(zhi)體積流量，m3/s；％爲(wei)直流式電磁(ci)流量計💛用來(lai)測量流體橫(heng)越磁場時所(suo)感生的電動(dòng)勢，Ｖ；６爲磁💋感應(ying)強度，T；Ｌ爲電極(jí)間距，即測量(liang)管内徑，ｍ；ｖ爲液(ye)體平均流速(sù)，ｍ/s；Ａ爲修正系數(shù)。

2造腔站電磁(ci)流量計選型(xíng)
　　電磁流量計(ji)選型與安裝(zhuāng)應根據工藝(yì)條件來确定(ding)，主要包括被(bei)測介質電導(dǎo)率、溫度、壓力(li)、介質流量範(fan)圍、工藝管♉道(dao)的👌管徑、介質(zhi)狀态，介質的(de)腐蝕性，工藝(yi)管道材質等(děng)因素，保證🔆測(ce)量的精度，并(bìng)根據環境條(tiáo)件選擇防爆(bào)及防護等級(jí)。
2.1造腔地面工(gōng)藝
　　造腔地面(mian)工藝分爲注(zhù)水工藝和排(pai)鹵工藝。注7ｊＣ過(guo)程👈中，淡㊙️水或(huò)淡鹵水通過(guo)離心泵增壓(ya)至彙管，然後(hou)通過各井管(guǎn)㊙️線流🐅量計計(ji)量，進人鹽層(céng)。排鹵過程爲(wei)，溶鹽産生的(de)鹵水依靠自(zì)身壓力通過(guo)管道計量後(hou)，最終進人彙(huì)管外輸。
2.2選型(xíng)及安裝
　　造腔(qiāng)站電磁流量(liang)計測量介質(zhì)主要爲鹵水(shui)或者淡鹵水(shuǐ)，電導性較強(qiang)，但具有較強(qiang)的腐蝕性。采(cai)用的襯裏材(cai)料爲聚四氟(fú)乙烯（ＰTFＥ），電❓極材(cai)料選用哈氏(shi)合金（ＨＣ），耐腐蝕(shí)性能好，能👉有(you)效預📐防注人(ren)和排出🔴液體(ti)含有顆粒雜(zá)質、飽和鹵水(shui)結晶等問題(tí)🐆。防護等級選(xuan)用ＩＰ６5用以完全(quan)防止外物侵(qin)入并防噴射(shè)水進人🏃🏻‍♂️。
　　在安(ān)裝位置方面(mian)，各單井注水(shui)排商流量計(jì)在高低壓閥(fa)室，與注水泵(beng)機組隔離，接(jiē)地良好。單井(jǐng)注水排鹵管(guǎn)道爲ＤＮ150，流量計(ji)的前直🔴管段(duan)長度爲87cm，後直(zhí)管段55cm，同時，在(zai)回鹵的低壓(yā)閥室，電磁流(liú)量計安裝在(zài)介質的上流(liu)處，符合電磁(ci)流量計安裝(zhuang)😍要求［7＿8］。
3造腔站(zhan)電磁流量計(jì)可靠性分析(xi)
　　根據岩鹽中(zhōng)泥質不溶物(wu)膨松系數在(zài)一定範圍這(zhe)一特征，通過(guò)對金壇儲氣(qi)庫的造腔井(jǐng)生産數據進(jìn)行分析，計算(suan)腔體溶鹽量(liang)，結合聲響測(ce)腔體積，計算(suan)💚不溶物膨松(song)系數，檢驗電(diàn)磁流量計計(ji)量的可靠性(xìng)。
3.1鹽層物理化(huà)學性質
　　金壇(tán)鹽岩層段岩(yán)性主要爲鹽(yan)岩、含泥鹽岩(yán)夾含鹽泥岩(yan)、鈣芒硝🏃‍♂️泥岩(yan)、雲質泥岩、泥(ni)岩、粉砂岩等(deng)。對于占鹽岩(yán)段80％以上的鹽(yan)岩層，主要礦(kuàng)石以石鹽爲(wèi)主，其次爲鈣(gài)芒硝、石膏，局(jú)部出現無水(shui)芒硝，雜質主(zhǔ)要爲粘📧土礦(kuang)物，其🌈次爲白(bái)雲岩、碳酸鹽(yan)♋岩等。石鹽⁉️的(de)化學組成主(zhǔ)要是ＮａＣｌ，占74.9％~90.8％，其次(cì)是Ｎａ2Ｓ04、ＣａＳ04，其他鹽類(lei)甚微.
3.2造腔運(yùn)行中溶鹽量(liang)計算
　　由于日(ri)常造腔中，主(zhu)要注人淡水(shui)或者淡鹵水(shuǐ)，離子濃度非(fei)常低，且日常(cháng)化驗中測量(liang)了注人液體(ti)的氯離子濃(nóng)度，其他離子(zi)未詳🌏細測量(liàng)，所以在進行(háng)溶解鹽體積(jī)計算時，注人(rén)液體隻考🈲慮(lü)氯離❓子。

　　由于(yu)每次測腔都(dōu)有等待和準(zhun)備時間，所以(yi)腔内鹵水❌濃(nong)度會🏃🏻‍♂️繼續升(sheng)高，腔體體積(jī)擴大。故該階(jiē)段溶鹽💰體積(ji)應按照式（9）計(ji)算：

　　式中：心爲(wèi)日溶鹽體積(ji)，m3；心爲日采鹽(yán)體積，m3；爲腔體(ti)擴大💋後未排(pai)出液體的溶(rong)鹽體積，m3；爲腔(qiang)體擴大後未(wèi)排出液體體(ti)積，m3；爲腔體擴(kuo)大後未排出(chu)的液體中等(deng)效淡水溶🎯劑(ji)質量，ｋｇ；化爲日(ri)排出液體體(tǐ)積，m3；F注爲日注(zhù)人液體體積(jī)，m3；爲日排出液(yè)體氯化鈉質(zhì)量體積濃度(dù)，g/ｌ；（＾爲日注入液(yè)體氯化鈉質(zhì)量體積濃度(du)，g/1；Ｐ排爲曰排出(chū)液體密度，kg/m3；ｐ注(zhù)爲日注入液(yè)體密度，kg/m3；氯化(huà)鈉密度，kg/m3；以爲(wei)水的密度，kg/m3；爲(wei)階段溶鹽體(ti)積，m3；爲聲呐測(ce)量時腔體内(nèi)氯化鈉質量(liàng)體積濃度，g/1；爲(wèi)聲呐測量時(shi)腔體内液體(ti)密💃度，kg/m30
　　由于201６年(nian)前并未進行(hang)注水濃度化(huà)驗，選擇了2016年(nián)至2017年😄進行造(zào)腔并在該時(shí)間段内完成(chéng)設定造腔階(jie)段的井進行(háng)統計分📱析，結(jié)果如表1所示(shì)。


3.3膨松系數
　　鹽(yán)岩礦床不論(lun)品位多髙，都(dōu)普遍存在着(zhe)水不溶物，主(zhu)🔴要分布✨在鹽(yan)岩層内及夾(jiá)層中。由于金(jin)壇鹽礦不溶(rong)物中的一大(dà)部分屬于泥(ní)岩，主要以粘(zhan)土礦物中以(yi)伊利石爲主(zhǔ)，其次爲伊／蒙(meng)混層，無高😘嶺(ling)石，這些粘🌏土(tu)礦物的強吸(xī)水性及吸水(shui)後極易膨松(song)性，會減少腔(qiāng)體有效體積(jī)，所以實際溶(róng)解鹽的體❗積(ji)并不是腔🌐體(ti)體積，它們之(zhi)間存在以下(xia)關系:
　　式中：Ｋ爲(wèi)階段腔體有(yǒu)效體積，m3；1爲階(jie)段溶解的固(gu)體鹽🔴體積，m3；？爲(wei)階段鹽岩中(zhōng)不溶物比例(lì)，小數；盧爲階(jie)段鹽🚶‍♀️岩中🌈不(bú)溶物崩㊙️落以(yǐ)後的膨松系(xì)數，常數。
　　根據(jù)實驗，金壇儲(chǔ)氣庫不溶物(wù)膨松系數在(zài)1.5~3範圍。由于鹽(yán)穴造腔高度(du)近150ｍ，含多個夾(jiá)層，夾層含粘(zhan)土礦物✏️含量(liàng)不同，所以💚膨(péng)松系數不同(tóng)，同時夾層的(de)厚度不同，所(suo)以♋利用該方(fāng)法模✂️拟的腔(qiāng)💰體體積的評(ping)價應根據不(bú)同造腔階段(duàn)來進行。.表1列(lie)👣舉了2017年測腔(qiāng)井的階段造(zào)腔體積及該(gāi)階段不溶物(wu)含量，并計算(suan)該階段的不(bu)溶物膨松系(xì)數。
　　從表1可以(yi)看出，除T7井外(wai)，其他井不溶(rong)物膨松系數(shù)均在1.5~3範圍，說(shuo)明造腔站内(nei)的電磁流量(liàng)計的準确性(xing)和穩定性能(néng)👉夠滿足生産(chǎn)的需要。
3.4誤差(cha)分析
　　根據該(gai)方法對鹽穴(xue)儲氣庫電磁(ci)流量計效果(guǒ)進行評🈲價時(shí)，不☎️溶物膨松(song)系數計算誤(wù)差主要受下(xià)列因素影響(xiǎng)。
（1）注人液體溶(róng)液質量濃度(du)化驗誤差。受(shòu)鹽廠清罐等(deng)因素影響，當(dang)🔞日供應的淡(dàn)鹵水濃度可(kě)能會出現上(shang)午高，下午❓低(dī)的情況，而每(mei)天淡水供應(ying)化驗的濃度(dù)隻有上㊙️午一(yi)個參數，所以(yi)對計算結果(guǒ)💛有一定影響(xiang)。該誤差可通(tong)過增加濃度(dù)化驗次數得(dé)到有效解決(jué)
（2）由注人液體(ti)中硫酸鈉、硫(liú)酸鈣等含量(liang)的不确定引(yin)起的誤🧡差，但(dan)這些礦物在(zai)溶液中含量(liang)非常少，在一(yi)個造腔階🌈段(duan)内其影🔆響可(ke)忽略。
（3）流量計(ji)計量誤差。現(xiàn)場選用的是(shi)準确度等級(ji)爲0.5級的😄流量(liang)計。檢測報告(gào)顯示，流量計(jì)實際相對示(shì)值誤差較大(dà)，這可能導緻(zhì)計算的不溶(rong)物膨松系數(shu)偏離正常範(fan)圍。以T7井爲例(li)，如表2所示🆚，注(zhu)入端流量計(ji)FT1在30m3/h時，相對示(shi)值誤差達6％，在(zài)90m3/h時，相對示值(zhí)誤差爲♋3％，明顯(xiǎn)大于排出端(duan)流量計FT2在對(dui)應檢測點的(de)相對示值誤(wu)差。同時，生産(chan)數據顯🏃‍♂️示，T7井(jǐng)在該造腔階(jiē)段，FT1示值在30~80m3/h範(fan)圍，這⭕直接導(dǎo)緻了計算🆚的(de)注入鹽量偏(pian)大，而溶鹽量(liang)偏小❄️，最終使(shi)不落物膨松(sōng)系數偏低。考(kǎo)慮到⛱️注人液(yè)體溶液質量(liang)濃度化驗誤(wù)差對于所有(yǒu)同期造腔井(jing)的不🔱溶物膨(péng)松系數影🏃🏻‍♂️響(xiǎng)結果🔅相近，而(er)除T7井外，其他(tā)井不溶物膨(péng)松系數都在(zài)正常範圍内(nei)，所以流量計(ji)FT1實際測量誤(wu)差大是導緻(zhì)T7井不溶物膨(péng)📞松系數偏小(xiao)的主👉要原因(yin)。

　　從表2中可以(yǐ)看出，随流速(su)的增大，相對(duì)示值誤差逐(zhú)漸🍉減小。這可(ke)能是由于測(cè)量的流體内(nei)部雜質在管(guǎn)道内易形成(cheng)沉澱，雖🌏然采(cai)用了聚四氟(fu)乙烯作爲襯(chen)裏材料保護(hu)電❌極，但是在(zài)低速流狀态(tài)下，這些沉澱(diàn)附着于内襯(chèn)的表面🔴使測(cè)量結果發生(sheng)偏差，所以電(diàn)磁流量計實(shi)際測量誤差(chà)📞必将随着時(shí)間的推移而(ér)👈逐漸增大。爲(wei)提高電磁流(liú)量計在鹽穴(xue)儲氣庫造腔(qiāng)過程中的測(cè)量精度，可采(cǎi)用以下方法(fa)。
（1）調整工藝，在(zai)可控範圍内(nèi)提髙流速，減(jiǎn)少雜質沉澱(dian)，提高測🔞量精(jing)度。
（2）定期清理(li)流量計。
（3）對于(yú)檢測過程中(zhong)發現的誤差(chà)值超過最大(da)允許誤差😘的(de)流量☂️計，儀表(biǎo)系數偏離原(yuan)出廠标定的(de)儀表系數時(shi)，可根據檢測(ce)機構的檢測(ce)結果進行儀(yi)表系數🏃‍♂️校準(zhun)。
結束語
　　綜上(shàng)所述，電磁流(liu)量計的正确(què)率和穩定性(xing)能夠滿✨足鹽(yán)✉️穴儲氣庫造(zao)腔的需要。但(dàn)是，電磁流量(liang)計在鹽穴儲(chu)氣庫使用中(zhōng)，受待測😄液體(ti)不純的影響(xiang)，實際的㊙️測量(liàng)誤差随時♍間(jian)的推移而逐(zhú)漸增大，特别(bié)是在低流速(sù)的情況下，相(xiàng)對示值誤差(cha)明顯較大。造(zao)腔設計者可(kě)根據特定地(di)區岩鹽中不(bu)溶物膨✨松系(xi)數在一定範(fan)圍内這🈲一特(te)征，進行生産(chan)分析，評價流(liu)量計計量在(zai)使用中的可(kě)✂️靠性。對于不(bú)溶物膨松系(xì)數不在🌐特定(dìng)範圍内的井(jing)，排除濃度檢(jiǎn)驗影響後，可(ke)通過提🌐高流(liú)速，定期清理(lǐ)流量計，儀表(biǎo)系數校準等(děng)方式提🍓高測(cè)量的數據的(de)準确性🍓，以便(biàn)于合理安㊙️排(pái)造腔計劃，指(zhi)導造腔施工(gōng)。

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