[摘要(yào)]
渦輪流(liú)量計
是(shi)固井作(zuo)業中不(bu)可缺少(shao)的工具(jù),由于使(shǐ)用過程(chéng)的不可(kě)見性,往(wang)㊙️往會出(chū)現很多(duo)問題。針(zhen)對渦輪(lun)流量計(ji)在固井(jing)作業中(zhong)出現的(de)問題進(jìn)行總結(jie)分析，并(bing)對渦輪(lún)變送😍器(qì)在使用(yong)過程中(zhong)出現的(de)特殊響(xiang)聲做了(le)細緻研(yán)究,最終(zhong)找到了(le)問題的(de)症結所(suo)在,提出(chu)針對性(xing)的改進(jìn)措施,爲(wèi)儀器的(de)現場使(shǐ)用和後(hou)💘期維護(hù)提供建(jian)設性意(yi)見,有💁效(xiào)保障了(le)儀器在(zai)固井作(zuo)業過程(cheng)中的良(liang)好表現(xian)。
1概述
渦(wō)輪流量(liang)計是固(gu)井作業(ye)中技術(shù)人員的(de)“耳目”,爲(wei)判斷井(jing)下🈲、地面(miàn)施工情(qing)況提供(gong)科學依(yi)據。根據(ju)它可以(yǐ)确定注(zhù)水泥漿(jiāng)量和頂(ding)替鑽井(jǐng)液排量(liang),起到預(yu)防憋💃🏻泵(bèng)、保障安(ān)全和✂️提(tí)高頂替(ti)效率的(de)作用。在(zai)注水泥(ni)漿過程(chéng)中,渦👣輪(lún)流量計(jì)能測定(ding)出注水(shuǐ)泥漿的(de)瞬時排(pái)量和累(lei)計總🐕量(liang),可以有(yǒu)效防止(zhǐ)水泥返(fǎn)✉️高不足(zú)的情況(kuang)發生。在(zai)頂💚替鑽(zuàn)井液的(de)過程中(zhong),它能測(ce)定出項(xiang)替鑽井(jǐng)液的👨❤️👨瞬(shun)時排🔞量(liàng)和累🥰計(jì)總量,可(ke)以防止(zhǐ)留水泥(ní)📐塞事故(gù)發生印(yin)。
渦輪流(liú)量計由(you)渦輪變(bian)送器和(he)二次儀(yí)表組成(cheng),當被測(cè)液體❌經(jing)🏃🏻♂️過渦輪(lún)變送器(qì)時,渦輪(lun)變送器(qi)内的葉(ye)輪借助(zhù)液體的(de)動能旋(xuan)轉2)。此🔞時(shi)，葉輪葉(ye)片使檢(jiǎn)出裝置(zhì)中的磁(ci)路磁阻(zǔ)📱發生周(zhōu)期性變(bian)👈化,在檢(jian)出線圈(quān)兩端感(gǎn)應出頻(pín)率與流(liú)量成正(zheng)比的電(diàn)脈沖信(xìn)号,經放(fang)大🈚器放(fàng)大後通(tōng)過數據(jù)線傳輸(shu)給二次(ci)儀表。
2
.儀(yi)器常見(jiàn)故障分(fen)析與解(jiě)決方法(fǎ)
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故障現(xiàn)象
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可能(néng)原因
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解(jiě)決辦法(fa)
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打開開(kāi)關後儀(yí)器無反(fǎn)應
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(1)儀器(qì)沒電或(huo)保險絲(si)熔斷
(2)儀(yí)器自身(shēn)有問題(tí)
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(1)接通電(diàn)源或更(gèng)換保險(xian)絲
(2)檢修(xiu)儀器
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顯(xiǎn)示儀表(biao)對校驗(yan)”信号有(you)顯示但(dàn)對流量(liang)信号無(wu)顯示㊙️
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(1)放(fàng)大器與(yǔ)放大器(qì)座接觸(chu)不好,或(huo)者放大(da)器的磁(cí)頭🧑🏽🤝🧑🏻磁🈲性(xìng)🧡弱
(2)放大(dà)器有故(gù)障或損(sǔn)壞
(3)信号(hào)線插頭(tou)與放大(da)器接觸(chù)不好或(huo)者信号(hào)線插頭(tóu)不幹淨(jing)
(4)信号傳(chuan)輸線開(kai)路或短(duǎn)路
(5)葉輪(lun)被雜物(wù)卡住或(huò)葉輪偏(pian)離水平(píng)中心線(xiàn).無法轉(zhuan)動
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(1)重新(xin)插好放(fàng)大器，并(bìng)且擦拭(shì)幹淨
(2)更(gèng)換放大(da)器
(3)将信(xin)号線插(chā)頭仔細(xi)擦拭幹(gàn)淨
(4)維修(xiū)或更換(huan)信号傳(chuan)輸線
(5)更(geng)換渦輪(lún)變送器(qi)
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儀器顯(xian)示數值(zhi)不穩:計(ji)量不正(zheng)确,偏差(cha)大
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(1)實際(ji)流量超(chāo)出儀表(biao)的計量(liang)範圍或(huò)流量不(bú)穩定
(2)儀(yi)表系數(shù)K設置有(yǒu)誤
(3)葉輪(lún)挂上纖(xiān)維等雜(zá)質
(4)泥漿(jiāng)内有氣(qì)泡存在(zai)
(5)渦輪變(biàn)送器旁(pang)有較強(qiang)的電磁(ci)場幹擾(rao)
(6)渦輪變(biàn)送器導(dǎo)向架及(jí)軸嚴重(zhòng)磨損,或(huo)者橡膠(jiao)軸承破(po)裂無法(fa)支撐軸(zhou)在水平(píng)線上轉(zhuǎn)動!
(7)渦輪(lun)變送器(qi)電纜屏(ping)蔽層或(huò)其他接(jiē)地導線(xian)與線路(lu)地線斷(duàn)開或接(jiē)觸不良(liáng)
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(1)使被測(ce)流量與(yu)渦輪變(biàn)送器的(de)測量範(fan)圍相适(shi)應，并穩(wěn)定流量(liang)
(2)使系數(shù)K設置正(zhèng)确
(3)清洗(xi)渦輪變(bian)送器
(4)待(dài)穩定後(hòu)取測量(liang)值
(5)盡量(liàng)遠離千(qiān)擾源或(huò)采取屏(ping)蔽措施(shi)
(6)更換“導(dǎo)向架”或(huo)“葉輪軸(zhou)"“橡膠軸(zhóu)承"
(7)接好(hao)信号線(xian),或者更(gèng)換信号(hao)線
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3渦輪(lun)流量計(jì)使用時(shí)出現的(de)異常響(xiǎng)聲分析(xī)
由于渦(wō)輪變送(song)器使用(yòng)時葉輪(lun)在不鏽(xiù)鋼殼體(ti)内部做(zuo)高速旋(xuan)㊙️轉，隻能(néng)從排量(liang)的變化(hua)以及産(chǎn)生的響(xiang)聲判斷(duàn)其是否(fǒu)正常工(gōng)作，而響(xiang)聲産生(sheng)的原因(yin)主要有(you)以下幾(ji)點:一是(shì)前導向(xiàng)架未固(gu)定住;二(er)🛀🏻是橡膠(jiāo)軸承變(biàn)形或破(pò)裂;三是(shì)軸與鋼(gang)珠彈🌂子(zǐ)的間隙(xi)不合适(shi)[5)。
3.1前導向(xiang)架未固(gu)定
前導(dao)向架的(de)側棱與(yu)殼體内(nèi)壁存在(zài)細微的(de)間隙，如(rú)果前導(dao)向👌架的(de)三角爪(zhǎo)與台階(jiē)面存在(zai)細微間(jian)隙，在泥(ní)漿⭐的沖(chong)擊下三(san)角爪便(bian)會撞擊(jī)台階面(mian)，此時響(xiang)聲中能(neng)聽出在(zài)前台階(jie)面💜有輕(qīng)微的撞(zhuang)擊聲和(he)刮擦聲(sheng)。
三角爪(zhao)撞擊台(tái)階面一(yī)段時間(jian)後，使三(san)角爪邊(biān)緣呈斜(xie)🏃♀️坡型，壓(ya)環♌失去(qu)固定前(qián)導向架(jià)的作用(yòng)，前導向(xiang)架便在(zai)台階面(mian)上⁉️來回(huí)㊙️撞擊摩(mó)擦台階(jie)面,使台(tai)階面出(chū)現凹槽(cao)，此時在(zai)殼體前(qian)部分會(hui)聽到連(lian)續刺耳(er)的響聲(shēng)。
3.2橡膠軸(zhou)承變形(xíng)或破裂(liè)
當前導(dao)向架未(wei)固定住(zhù)或軸太(tai)短時，葉(yè)輪在泥(ní)漿沖擊(jī)力🐪的作(zuò)🔆用下偏(piān)離水平(ping)線旋轉(zhuǎn)，導緻支(zhī)撐軸的(de)橡膠軸(zhóu)承受力(li)不平衡(heng)。鑒于泥(ní)漿的溫(wen)度很高(gāo)，在不平(ping)衡應力(li)長時間(jiān)作用下(xia)🧡，橡膠軸(zhou)承很容(róng)易變形(xing)甚至破(pò)裂。而葉(yè)輪邊緣(yuan)與渦輪(lún)變送器(qi)殼體之(zhi)間的間(jiān)隙很小(xiǎo)，其内壁(bì)相互刮(gua)擦,使葉(yè)輪邊緣(yuán)嚴重磨(mó)損，此時(shí)在安置(zhi)放大器(qi)處能聽(ting)到連續(xu)⁉️的刺耳(er)響聲,在(zai)變送器(qì)殼體内(nèi)壁能清(qīng)晰的看(kàn)到刮痕(hén)。
正常磨(mo)損的橡(xiang)膠軸承(cheng)的中心(xin)孔很均(jun1)勻，呈比(bi)較規則(ze)的圓,僅(jin)直徑比(bi)新的大(da)。當軸輕(qing)微偏離(li)水平線(xian)旋❤️轉時(shí)就會在(zai)軸承的(de)某方向(xiang)上留下(xià)擠壓的(de)痕迹;若(ruo)是軸嚴(yán)重偏離(li)水平線(xiàn)🎯旋轉，橡(xiang)膠軸承(cheng)❌承受的(de)應力💋過(guò)大就會(huì)♈導緻其(qí)破裂，使(shi)得軸失(shi)去水平(ping)支撐，與(yǔ)前💋後導(dao)向架還(hai)有不鏽(xiù)鋼殼體(ti)内壁直(zhí)接接觸(chu)，葉輪、軸(zhóu)🔴和導向(xiàng)架内壁(bi)的嚴重(zhòng)磨損(圖(tu)12),産生連(lián)續的刺(cì)耳響聲(sheng)。
由圖1可(kě)看出非(fei)正常磨(mo)損的導(dao)向架與(yu)新導向(xiàng)架内壁(bì)的差異(yì)。這是軸(zhóu)偏離水(shuǐ)平線與(yǔ)導向架(jià)直接作(zuo)用的結(jié)果;由圖(tú)2可看出(chu)軸的磨(mo)損情況(kuàng)，正常磨(mo)損的軸(zhóu)♋其前後(hou)端大小(xiǎo)變化不(bu)大，隻是(shì)長短有(yǒu)變化，而(er)非正常(chang)磨損的(de)軸因過(guo)度磨損(sǔn)而呈現(xian)錐形。
渦(wo)輪變送(sòng)器是由(you)軸高速(sù)旋轉切(qie)割磁感(gan)線産生(shēng)感應🙇♀️電(dian)流🌈，所以(yi)保證軸(zhóu)在任何(hé)時候都(dōu)能平穩(wen)地旋轉(zhuan)至關重(zhòng)要。在調(diao)節軸與(yǔ)鋼珠彈(dan)子之間(jian)的間隙(xi)時,盡量(liang)使軸與(yu)彈子的(de)間隙在(zài)1~2mm。若間隙(xì)太小❓，軸(zhou)旋轉的(de)阻力大(dà),不能正(zhèng)确測量(liàng)🐆小排量(liang)時的流(liu)量;若間(jian)隙太大(dà)👈，當排量(liang)變化時(shí)，軸不能(néng)保持在(zài)水平位(wèi)置旋轉(zhuǎn)，導緻橡(xiàng)膠軸承(cheng)變形甚(shen)至破裂(liè)，葉輪容(róng)易刮擦(cā)不鏽鋼(gāng)殼體内(nèi)壁産生(shēng)異常響(xiǎng)聲。
在放(fang)置前後(hòu)鋼珠彈(dan)子時有(you)技巧，技(jì)巧在于(yu)大彈子(zi)放👄在前(qián)導向架(jia)裏，小彈(dan)子放在(zài)後導向(xiang)架裏。在(zài)測排量(liàng)時，由于(yu)✉️排量從(cong)小到穩(wěn)定有個(ge)過程,葉(yè)輪和軸(zhóu)會受到(dao)朝斜上(shàng)方和向(xiang)前的推(tuī)力,此時(shi)後導向(xiàng)架裏的(de)橡膠軸(zhóu)承通過(guò)自身變(biàn)形釋放(fàng)🏃軸受到(dao)向上的(de)力。若是(shì)後導向(xiàng)架裏的(de)鋼珠彈(dàn)❤️子太大(da)，軸插入(rù)橡膠軸(zhou)承🔞中心(xīn)孔的長(zhang)度太短(duǎn)，橡膠軸(zhóu)承容易(yì)變形破(pò)裂🌈。另方(fang)♉面,彈子(zǐ)太🔞大會(hui)造成旋(xuan)轉困難(nán)，軸長時(shi)間作用(yòng)在鋼珠(zhu)彈子的(de)同-部位(wèi),那🛀🏻麽久(jiǔ)而久之(zhī)軸就會(huì)在鋼珠(zhu)彈子上(shang)形成一(yi)個凹槽(cáo)。
4改進方(fang)法
綜上(shang)所述，當(dāng)放置前(qian)導向架(jià)的台階(jie)面凹凸(tū)不平時(shi)會産生(shēng)較大異(yi)響，并對(duì)渦輪變(biàn)送器的(de)正常工(gōng)作産生(sheng)很大影(ying)響。
當前(qián)台階面(miàn)出現凹(ao)槽時,常(cháng)用的方(fāng)法是用(yong)銑刀将(jiāng)凹凸不(bú)平的台(tái)階面銑(xi)平整，由(yóu)于導向(xiang)架的内(nèi)徑、軸的(de)長度、壓(ya)環的高(gāo)度限制(zhi)了鋼珠(zhū)彈子的(de)直徑，用(yong)該方法(fa)在調整(zheng)軸🔅與鋼(gāng)珠彈子(zǐ)的👨❤️👨間隙(xi)時☔不好(hǎo)調整。
另(lìng)有兩種(zhǒng)方法可(kě)供參考(kao),第-種方(fang)法是用(yòng)焊條點(dian)焊🈲,将📱不(bú)平的🈲台(tai)階面焊(han)平。此方(fāng)法除了(le)技術上(shang)的困難(nan)外，即使(shi)焊平了(le),在泥漿(jiang)高速的(de)沖擊下(xia)很快也(yě)會變得(dé)凹凸不(bu)平,不能(neng)長期🤞使(shi)用。
第二(er)種方法(fǎ)是改變(bian)渦輪流(liu)量計殼(ké)體的自(zì)身結構(gou)(圖3)。
圖3(b)是構(gòu)想中的(de)殼體,最(zuì)大的差(chà)别是安(ān)置放大(dà)器座的(de)位置❓與(yǔ)現🚩用殼(ke)體的相(xiang)比它們(men)不在同(tong)一圓周(zhōu)上，而是(shi)在同💘一(yī)條♋直線(xiàn)上，隻♈要(yào)在現有(you)的殼體(tǐ)上照圖(tú)3(b)所示位(wei)⭕置裝上(shàng)-個放大(da)器座後(hou)就可以(yǐ)使用。這(zhe)樣做🔞的(de)原因是(shì)因爲後(hou)導向架(jià)始終受(shou)到一個(ge)向前的(de)作用力(li),當排量(liàng)變化時(shí)，後導向(xiang)架的3個(ge)側棱起(qi)到支撐(chēng)作用,由(yóu)于其側(ce)🔴棱與渦(wo)輪變送(song)器殼體(tǐ)内壁的(de)😍間隙很(hen)小,所以(yǐ)在替漿(jiāng)的過程(cheng)中保證(zheng)了軸不(bu)會因爲(wei)排量的(de)不穩定(dìng)而偏離(lí)水平線(xiàn)旋轉。這(zhe)樣将🏃🏻報(bào)廢的殼(ke)體重新(xin)利用,節(jie)約了成(chéng)本,并保(bǎo)證了計(ji)量的正(zhèng)确性。
5對(duì)比驗證(zheng)
除前導(dao)向支架(jia)外，還對(duì)後導向(xiàng)架的不(bu)平穩是(shì)否會❄️對(dui)渦輪🌈流(liu)量✨計的(de)正确性(xing)産生影(ying)響進行(hang)了對比(bǐ)驗㊙️證。将(jiāng)一個後(hòu)台階面(mian)不平整(zheng)的殼體(tǐ)與後台(tai)階面平(píng)整的殼(ke)體相連(lián)接,應用(yong)于坨128-斜(xie)74井,該井(jǐng)設計3008m,除(chú)去壓🈲塞(sāi)液2.0m³,替漿(jiang)量爲34.5m³。在(zai)測完排(pái)量、設定(dìng)好這兩(liǎng)😍個殼體(ti)系⛹🏻♀️數後(hòu),記錄了(le)替漿時(shí)兩個殼(ke)體的每(měi)分鍾顯(xiǎn)示數值(zhi)🎯和最終(zhong)數值(表(biao)2)。通過試(shi)驗對比(bi)瞬時排(pai)量和總(zǒng)♊排量,可(kě)以發現(xiàn)當安置(zhi)後導向(xiang)架的台(tai)階面不(bú)平整時(shí),二次儀(yi)表上顯(xiǎn)示的數(shù)據依然(rán)能保持(chi)穩定,波(bo)動小，且(qiě)其累計(ji)總🈲量和(hé)完好的(de)渦輪變(bian)送器相(xiàng)比兩者(zhe)的誤差(chà)不超過(guò)1%,這點差(chà)距完全(quán)可以通(tong)過精心(xīn)保養和(hé)調整系(xi)數來彌(mí)補。因此(ci)在正常(chang)情況下(xia),安置後(hòu)導向架(jià)🐆的台階(jiē)面不平(píng)整時,渦(wo)輪變送(song)器仍能(néng)達到固(gù)井時對(dui)流量計(ji)精度的(de)要求。
6結(jié)論
(1)安置(zhi)前導向(xiàng)架的台(tai)階面是(shi)否平整(zhěng)直接影(yǐng)響渦輪(lún)變送器(qì)的正常(chang)工作,導(dao)緻一系(xì)列的問(wen)題出現(xian)。
(2)驗證了(le)當安置(zhi)後導向(xiàng)架的台(tai)階面不(bú)平整時(shi),渦輪變(biàn)送器仍(réng)然能正(zhèng)常工作(zuò),不會出(chū)現特殊(shū)響聲。
(3)通(tōng)過前面(miàn)的故障(zhàng)與異響(xiǎng)分析,以(yi)及對比(bǐ)驗證數(shù)據,找到(dào)了症結(jié)所在。爲(wèi)了使流(liú)量計能(néng)夠良好(hǎo)地服務(wù)于固井(jǐng)作業施(shī)工，根據(ju)分析結(jie)論與改(gai)進措施(shi)，已經完(wán)成了部(bù)分流量(liang)計的升(sheng)級改造(zao),并在現(xiàn)場試驗(yan)與應用(yòng)過程中(zhōng)取得了(le)良好的(de)效果。
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