摘(zhāi)要針對(duì)在注水(shuǐ)中電磁(cí)流量計(ji) 測量精(jīng)度普遍(bian)低于理(lǐ)論值的(de)現狀,試(shi)驗小組(zu)根據電(diàn)🤞磁流量(liang)計原理(lǐ)與實際(jì)應用工(gōng)況條件(jian),查找影(ying)響電磁(cí)流量計(jì)測量精(jīng)💃🏻度的主(zhǔ)要因素(su),并制定(dìng)對策措(cuo)施進行(háng)反複比(bǐ)較實驗(yan)和效果(guǒ)檢查,最(zui)終通過(guo)5項有效(xiào)措施的(de)實施,完(wan)成🥰電磁(ci)流量計(jì)測量精(jing)度達到(dào)并🐪超過(guò)理論值(zhi)的目标(biao)。
引言
　　在(zài)石油開(kai)采過程(cheng)中,地下(xià)能量會(huì)越來越(yuè)低,産液(yè)量也随(suí)之下降(jiàng),爲了提(ti)高采收(shou)率,一個(gè)重要的(de)手段就(jiù)❤️是向目(mù)的🏃🏻層注(zhù)水,提高(gāo)地🏃層壓(yā)力,達到(dào)提高采(cai)收率的(de)目的✌️,地(dì)層的注(zhu)水量必(bì)須把握(wo)準确,否(fǒu)則就會(huì)造成水(shui)淹、水竄(cuàn),對地層(ceng)造成傷(shang)害,會引(yǐn)起含⚽水(shui)率升高(gāo),産液量(liàng)下降。因(yīn)此,注水(shuǐ)計量的(de)精度對(dui)油田生(sheng)産有着(zhe)極其重(zhòng)要的作(zuo)用。目前(qián)有注水(shui)井156口,有(you)105口注🍉水(shui)井采用(yòng)了電磁(ci)流量計(ji)計量,其(qí)中每4～8口(kou)配一個(ge)注水站(zhàn),每🙇🏻個注(zhù)水站安(ān)裝一♉台(tai)總水表(biao),全廠在(zài)用電磁(cí)流量計(jì)120台。提高(gao)電磁流(liú)量計測(cè)量精度(dù)問題。
電(dian)磁流量(liang)計應用(yong)現狀分(fèn)析
　　電磁(ci)流量計(jì)用來測(ce)量經密(mì)封管道(dào)内一般(ban)導電液(ye)📱體體積(jī)流量🚶‍♀️的(de)儀表,根(gen)據法拉(lā)第電磁(cí)感應定(ding)律,當導(dao)電液體(tǐ)流過管(guǎn)道的磁(ci)場作切(qiē)割磁力(li)線時,電(diàn)極間将(jiang)産生感(gǎn)應電動(dong)勢,其感(gǎn)應電動(dong)勢☂️E爲:
E=KBDV
式(shi)中:
V―測量(liang)管道截(jie)面上的(de)平均流(liú)速(m/s);
K―儀表(biǎo)常數;
D―測(ce)量管内(nei)直徑(m);
B―磁(ci)感應強(qiáng)度(T)。
　　電極(ji)檢測出(chū)的微弱(ruò)感應電(diàn)動勢E,先(xian)經前置(zhi)放大器(qi)的放🔞大(da)和噪聲(shēng)抑制,成(cheng)爲大幅(fú)度低阻(zu)抗的電(dian)壓信号(hao),此信号(hao)經微分(fen)、積分電(diàn)路處理(lǐ),再經模(mó)數轉換(huan)器✍️進入(rù)單片機(ji)進行控(kòng)制、處理(lǐ)和去處(chù)。單片機(ji)對放大(dà)器的漂(piao)移及零(ling)點漂移(yi)能定期(qi)自動調(diào)整,在全(quan)量程範(fan)圍内分(fen)8段🚩對信(xin)号進行(hang)非線性(xing)修正☁️。單(dan)片機也(yě)能🛀🏻對信(xìn)号進行(hang)監👈控、抑(yì)制噪聲(sheng)信号和(hé)切除空(kong)管幹擾(rǎo),由大容(róng)量串行(háng)貯存器(qi)對每8h處(chu)理和運(yùn)算後的(de)流量數(shu)據予以(yǐ)貯存一(yi)次,同時(shí)記錄該(gai)時間☀️與(yu)日期的(de)流量數(shù)據,顯示(shi)爲時流(liu)量‼️和日(ri)流量。
　　經(jing)過單片(pian)機運算(suan)的流量(liang)信号由(you)轉換器(qì)和頻率(lü)轉換器(qì)将流量(liang)數據轉(zhuǎn)換成标(biāo)準模拟(nǐ)信号(電(diàn)流信号(hao))與脈沖(chòng)、頻率信(xìn)号等外(wai)輸信号(hào)輸出,最(zui)後流量(liàng)數據信(xìn)息由液(yè)晶屏顯(xian)示總流(liú)量和瞬(shun)時流量(liàng),或者可(kě)通過光(guāng)耦按鈕(niu)功能鍵(jian)來操作(zuo)顯示屏(píng)上的各(ge)種功能(néng)菜單,并(bìng)能分别(bié)顯示其(qi)對應的(de)信息。
　　電(dian)磁流量(liang)計理論(lùn)精度爲(wèi)1.5%,但由于(yu)油田注(zhu)水工況(kuàng)較爲複(fu)雜,實際(jì)使用過(guo)程中的(de)測量精(jīng)度難以(yi)保證,工(gōng)況最差(chà)的🥵碼頭(tóu)莊油田(tián)電磁流(liú)量計精(jīng)度平均(jun)爲5.0%,個别(bié)達到10.3%,對(dui)原油生(shēng)産産生(sheng)較大影(yǐng)響。
現狀(zhuàng)分析一(yī):少量氣(qì)體呈波(bo)狀流
　　管(guǎn)線中若(ruo)有氣體(ti)則會發(fa)生流量(liàng)計顯示(shi)晃動情(qíng)況,讀數(shu)不穩定(ding),管線由(yóu)于是密(mi)封,且是(shi)在三相(xiang)分離器(qi)水倉的(de)底部出(chu)水所✌️以(yi)從源頭(tóu)帶來氣(qì)體不可(ke)能。從三(sān)相分🔞離(lí)器的⭐水(shuǐ)出口處(chù)的壓力(lì)表處☂️拆(chāi)開多次(ci)看後如(ru)表1。
現狀(zhuang)分析二(er):閥門開(kāi)啓度太(tài)小
　　上遊(yóu)閥門開(kāi)啓太小(xiǎo),則液位(wei)會在電(diàn)極以下(xia),表現出(chū)流量計(jì)爲🐕超滿(man)度情況(kuàng),碼頭莊(zhuāng)污水流(liu)量計曾(céng)經多次(cì)出現這(zhè)種情況(kuàng),表2爲在(zai)一級沉(chen)降罐進(jìn)口的統(tong)計情況(kuàng)。


現狀分(fen)析三:啓(qǐ)用前沒(mei)排氣
　　啓(qǐ)用前未(wèi)能排淨(jing)管内空(kong)氣,剩留(liú)氣體積(jī)聚在管(guǎn)系高點(dian),流動時(shí)被液體(ti)夾帶,呈(cheng)氣泡狀(zhuang)流出;另(lìng)一原因(yin)是液體(tǐ)中夾帶(dài)小氣泡(pao)逐漸聚(jù)集,滞留(liu)在管系(xi)高點。故(gu)障表現(xiàn)爲流量(liang)測量值(zhí)和實際(ji)值不🙇🏻符(fú)以及輸(shū)出晃動(dòng)。在啓用(yong)前均都(dou)已經排(pái)盡空氣(qi)。另外📱的(de)夾帶小(xiao)😍氣泡也(yě)是不存(cún)在的,因(yīn)爲碼頭(tóu)莊三相(xiang)🌈分離器(qi)污水🐇出(chū)水口在(zài)水倉的(de)底部,即(ji)使有氣(qì)體它也(yě)在水倉(cang)時就跑(pǎo)到水倉(cang)頂部。
現(xiàn)狀分析(xi)四:管系(xì)中吸入(rù)氣泡
　　 污(wū)水電磁(cí)流量計(ji) 設在一(yī)級沉降(jiàng)罐的進(jìn)口處,在(zai)這個電(dian)磁流量(liang)計的前(qian)♌面大約(yue)50cm處有個(ge)加藥點(diǎn),這個加(jia)藥點偶(ou)爾會在(zài)加藥的(de)同時加(jia)進氣體(ti)。
現狀分(fen)析五:流(liú)動狀态(tai)的變化(huà)
　　流量測(cè)量值與(yǔ)應用參(can)比值不(bú)符,通常(chang)儀表調(diào)試正常(cháng)運行一(yi)段時期(qi)後,也會(huì)因流動(dong)狀态變(bian)化而出(chū)現故障(zhàng)。主要表(biǎo)現是管(guan)💋内有随(suí)動物體(ti),如接口(kǒu)處的膠(jiao)帶以及(ji)㊙️内襯脫(tuō)❤️落等在(zai)随着水(shuǐ)流有擺(bǎi)🏒動。拆開(kai)接口及(ji)有襯體(ti)易脫落(luò)處檢查(cha)。均沒有(yǒu)随動物(wu)⭐體。
現狀(zhuang)分析六(liu):液體中(zhōng)含有溶(rong)解氣
　　聯(lian)合站擁(yong)有兩座(zuo)卧式三(sān)相分離(lí)器,其日(rì)均處理(li)液量在(zai)500m3左右,主(zhu)要是對(duì)産出液(ye)進行油(you)、氣、水分(fen)離,根據(jù)工程需(xu)要三相(xiang)分離器(qi)的😘壓力(li)爲0.24MPa,而到(dao)了污水(shui)電磁⭕流(liú)量計那(na)裏壓力(li)還不到(dào)0.1MPa,以前🈲出(chū)水出油(you)溫度在(zai)39℃左右,後(hou)打開一(yi)級沉降(jiàng)罐頂蓋(gài)可以聞(wen)到比較(jiào)強烈的(de)🈲天然氣(qì)味道,懷(huái)疑污水(shui)中含有(you)溶解氣(qi),提高三(san)相分離(li)器的熱(re)循環水(shuǐ)量,果然(ran)溶解氣(qi)少了很(hěn)多。其前(qian)後對比(bǐ)如表3．

現(xiàn)狀分析(xī)七:電導(dao)率不均(jun)勻
　　這個(gè)是指兩(liang)種以上(shàng)的液體(ti)還沒有(yǒu)混合好(hao)就進入(rù)流量🐕計(ji),若它們(men)的電導(dǎo)率相差(chà)比較大(dà)則會導(dao)緻流量(liàng)計測量(liàng)不準🙇‍♀️确(que)。污水電(dian)磁流量(liàng)計的前(qian)面有個(gè)加藥點(diǎn),加進殺(shā)菌劑、絮(xù)凝劑、阻(zu)垢劑三(san)種藥劑(jì),總共加(jiā)藥量爲(wei)12.5L/h。這🔴個流(liú)量與污(wu)水流量(liang)相比非(fēi)常小,其(qí)影響🐉在(zai)流量計(ji)上很難(nán)反映出(chu)來。關閉(bi)加藥點(diǎn)觀察如(ru)表4。

現狀(zhuang)分析八(bā):往複泵(bèng)振蕩
　　原(yuan)來有三(san)台三柱(zhu)塞高壓(yā)泵,正常(cháng)都是在(zài)18MPa的壓力(lì)下運⛷️轉(zhuǎn)✨,由于泵(bèng)的脈動(dong)性而測(ce)量點又(you)未遠離(lí)泵,脈動(dong)使電磁(ci)流量計(ji)輸出晃(huang)動,有時(shí)候還産(chan)生了測(cè)量誤差(cha)。這從總(zong)表的校(xiào)驗可以(yǐ)得出。
現(xian)狀分析(xī)九:沉積(ji)層覆蓋(gai)電極
　　 污(wu)水流量(liàng)計 有時(shí)晃動的(de)比較厲(lì)害,拆開(kai)可以看(kan)到裏面(mian)已經薄(báo)薄的被(bei)覆蓋了(le)一層微(wēi)小物體(ti)。而流量(liang)也從5.5～11.5m3/h來(lái)回跳動(dòng)。
　　通過對(duì)以上的(de)分析,影(ying)響電磁(cí)流量計(ji)測量精(jīng)度低于(yu)理論值(zhi)的主要(yao)原因是(shì):①閥門開(kai)啓度太(tài)小;②管系(xi)吸入氣(qì)泡;③液體(ti)中含有(you)溶解♻️氣(qi);④往複泵(beng)振蕩;⑤沉(chén)積層覆(fù)蓋電極(ji)。
提高電(diàn)磁流量(liang)計測量(liàng)精度的(de)試驗
試(shi)驗一:加(jiā)大流量(liàng)計上遊(yóu)閘門開(kāi)啓度
　　如(rú)果管中(zhōng)的液體(tǐ)達不到(dao)電磁流(liu)量計的(de)電極上(shàng)面則會(hui)出現超(chāo)滿度現(xiàn)象。油田(tian)多次出(chu)現三相(xiàng)分離器(qi)💰污水出(chu)口達到(dào)㊙️65.7m3/h,而碼頭(tóu)莊一天(tiān)的總産(chan)液量在(zài)500m3左右,其(qí)中油約(yue)200m3/d,污水約(yuē)300m3/d,平均爲(wèi)10～12m3/h。而65.7m3/h這❌個(gè)測量值(zhi)嚴重地(di)偏離了(le)實際流(liu)量值。故(gu)把三相(xiàng)分離器(qi)的污水(shui)出口全(quán)🔞開,而改(gǎi)用流量(liàng)計後面(mian)的閘閥(fá)來控制(zhì)脫水量(liang)(圖1)。

　　以(yi)前是用(yong)1#(三相分(fèn)離器污(wu)水出口(kou)閘閥)與(yǔ)3#閘閥來(lái)共同控(kòng)✂️制流量(liang),這樣往(wang)往有可(kě)能是1#閘(zha)閥開的(de)較小,3#開(kai)的較大(dà),這就有(yǒu)可能在(zài)管💁線中(zhong)會留出(chū)一部分(fen)空間,使(shǐ)氣體進(jìn)入,最終(zhōng)導緻液(ye)體不能(neng)充滿整(zhěng)個管系(xì),而出現(xiàn)超滿度(dù)。
　　現在采(cai)取的措(cuò)施是1#閘(zha)閥全開(kāi),而用3#閘(zha)閥的開(kai)啓度來(lái)控🥵制流(liú)量。這樣(yàng)就避免(miǎn)了電磁(cí)流量計(jì)和管線(xian)虧空現(xiàn)㊙️象,電磁(cí)流😍量計(ji)💯測量🈲的(de)準确性(xing)提高了(le)很多。
試(shì)驗二:維(wei)修加藥(yao)泵的密(mi)封性
　　污(wu)水流量(liang)計的前(qián)面有個(ge)加藥點(diǎn),距離電(diàn)磁流量(liang)計大約(yue)50cm。加殺菌(jun1)劑、阻垢(gou)劑、絮凝(níng)劑3種藥(yào)劑(圖2)。

　　管(guǎn)系若吸(xi)進空氣(qi)則造成(cheng)測量值(zhí)晃動不(bú)穩定。圖(tu)中🏃🏻1,2,3分别(bie)代🥰表♍3台(tai)加藥泵(beng),這3台加(jiā)藥泵排(pái)量小,總(zong)量在12.5L/h,但(dan)就是這(zhe)個加藥(yào)點給這(zhè)個流量(liang)計造成(cheng)了相當(dang)的誤差(chà)。每個加(jiā)藥泵都(dou)有個入(rù)口,入🌂口(kou)放在💛加(jiā)藥罐裏(lǐ)。該入口(kou)的結💘構(gòu)示意如(ru)㊙️圖3。
　　加藥(yao)泵的A部(bù)分在藥(yao)劑的上(shang)面,而B部(bu)分則沉(chen)沒在藥(yao)劑中,加(jiā)的藥劑(ji)有一定(dìng)的黏度(dù),且有部(bù)分雜質(zhì),故濾網(wang)是經常(chang)堵住,如(rú)果在藥(yào)☀️劑中的(de)B部分不(bu)通暢,則(zé)裸露在(zài)空💛氣中(zhōng)的A部分(fèn)會從1與(yu)2及吸料(liào)連接器(qì)和墊圈(quān)處進空(kong)氣💔。3台中(zhōng)的任意(yi)一台漏(lòu)空氣都(dōu)會由管(guan)線中的(de)加藥點(dian)進入管(guǎn)線,從而(er)導緻流(liu)量計測(cè)量值不(bu)穩定。現(xiàn)在是每(mei)周都會(huì)對泵的(de)濾網和(he)吸料連(lian)接🥰器以(yǐ)及墊圈(quān)進行檢(jiǎn)查。由加(jiā)藥泵漏(lou)進氣體(ti)不再發(fa)生。

試驗(yàn)三:提高(gao)三相分(fen)離器溫(wen)度降低(di)污水中(zhong)含有的(de)溶解氣(qì)🆚
　　在實驗(yàn)中都是(shì)單獨實(shi)驗,在不(bú)考慮其(qí)他因數(shu)的條件(jiàn)✍️下,把⁉️三(san)相分離(lí)器的溫(wēn)度由原(yuán)來的39℃提(tí)高到現(xian)在的46℃,效(xiao)果很明(ming)顯。控制(zhì)三相分(fen)離器的(de)溫度,也(yě)就是控(kong)制三相(xiang)分離器(qì)循環熱(re)水量與(yǔ)循環熱(rè)水溫度(du),循環熱(re)水溫度(dù)一般變(bian)化✊較小(xiǎo),而水量(liang)由原來(lái)的3m3/h,調配(pèi)到現在(zài)的6m3/h,這樣(yang)一來,包(bao)括井上(shang)産氣也(ye)多⛷️析出(chu)了6～8m3/h。具體(ti)如圖4。

　　從(cong)圖4可以(yǐ)看出當(dang)出水溫(wēn)度達44℃時(shí),産氣量(liang)達到近(jin)50m3/h(标況即(ji):溫🚩度273K,壓(ya)力101325Pa),且呈(cheng)平穩的(de)趨勢,也(yě)就是此(cǐ)時達到(dào)了一個(gè)平衡。達(dá)到了🎯析(xi)氣⭕的最(zuì)大化,析(xi)出氣體(ti)的最佳(jia)狀态🏃。也(yě)就是這(zhe)樣出去(qu)的污✉️水(shuǐ)含氣最(zui)少。達到(dào)了不含(hán)溶解氣(qì)的目标(biao)。
試驗四(si):改變讀(du)數方式(shi),增加新(xīn)工藝,緩(huǎn)解往複(fú)泵的振(zhen)蕩
　　注水(shui)站原有(you)3台3S175-13.4/20三柱(zhu)塞注水(shui)泵,在泵(beng)的出口(kǒu)裝有總(zong)流🌈量計(ji),這個總(zong)流量計(ji)的測量(liàng)由于泵(bèng)的往複(fú)振蕩使(shi)其準确(què)🐆性很💛低(di),每次與(yǔ)各注水(shuǐ)單井總(zong)和的差(chà)别都有(you)近50m3。每天(tiān)注水在(zai)620m3左右,這(zhè)樣就有(yǒu)近10%的誤(wu)差,而每(měi)次對其(qí)校💁驗的(de)差值也(ye)是10%左右(you),表5是2025.12.16校(xiao)驗的結(jié)果。

　　從表(biǎo)5中可以(yi)看出流(liu)量計的(de)準确性(xìng)很低甚(shèn)至超過(guo)了10%,這個(ge)數據的(de)差别很(hěn)大,到這(zhe)種情況(kuang)應該說(shuō)不是誤(wù)差,而是(shi)錯誤🚶了(le)。在有脈(mò)動流動(dòng)源的管(guan)線上,要(yao)減緩其(qi)對流量(liang)儀表測(ce)量的影(yǐng)響,通常(cháng)應該采(cai)取流量(liang)傳感器(qi)遠離脈(mò)動源,利(lì)用管流(liu)流阻衰(shuai)減脈動(dòng);或在管(guǎn)線适當(dang)位💋置裝(zhuang)上稱作(zuò)⭐被動式(shì)濾波器(qi)的氣室(shi)緩沖器(qì),吸收脈(mò)動㊙️。因爲(wei)在此不(bu)好👈改變(biàn)流程和(hé)泵的本(běn)身工藝(yì),爲此采(cai)取📧的措(cuo)施是讀(du)取泵🔞的(de)進口流(liu)量計和(he)泵的回(huí)流流量(liàng)計,因爲(wèi)這兩處(chù)表的壓(yā)力很低(dī),脈🏃🏻動振(zhèn)動也很(hen)小,用泵(bèng)的進口(kǒu)流量計(ji)數值減(jian)去回流(liu)流量計(ji)數值,得(de)出注水(shuǐ)量數值(zhí)。但是在(zài)2025年12月份(fèn)碼頭莊(zhuāng)新裝了(le)一📱台5S175-33.3/20的(de)五柱塞(sai)注水泵(beng),這台泵(bèng)是五個(ge)柱塞,其(qí)✊水的振(zhèn)動性相(xiàng)對減💔少(shǎo),并趨🤟于(yu)平緩,且(qie)本身帶(dai)有氮氣(qi)緩沖裝(zhuāng)置,能非(fei)常有效(xiao)地緩解(jiě)振動,達(da)到了預(yù)期效果(guo)。
試驗五(wǔ):定期清(qīng)洗電磁(cí)流量計(ji)内壁
　　在(zai)污水流(liú)量爲10m3/h左(zuo)右,溫度(dù)約爲44℃,電(dian)磁流量(liang)計清洗(xǐ)周期😄爲(wèi)45d,否則㊙️測(cè)量誤差(cha)将很快(kuài)會達到(dào)5%。定期清(qīng)洗電磁(cí)流量計(ji)以避免(miǎn)沉積層(céng)的影響(xiang)。
試驗小(xiǎo)組于2025-12～2025-12對(duì)試驗效(xiào)果進行(háng)驗證,見(jiàn)表6。

　　通過(guò)表6可以(yi)看出現(xian)在誤差(chà)最大的(de)是總表(biǎo)流量計(jì),但也♍隻(zhi)有0.95%,完全(quán)符合誤(wù)差不能(neng)高于1.5﹪的(de)生産要(yao)求,達♊到(dao)預期的(de)效果。

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