[摘要]油田(tián)井下外流(liú)道式電磁(cí)流量計 在(zai)油田注水(shuǐ)井和注聚(ju)井中應用(yong)廣泛，電極(jí)作爲電磁(ci)流量計的(de)關鍵部件(jian),它的設計(jì)非常重要(yao)。電極的設(shè)計✨要考慮(lǜ)的方面非(fei)常多,而油(yóu)田井下被(bei)測介質成(chéng)分又非常(cháng)複雜,因此(cǐ)應根據具(jù)體的井下(xia)被測介質(zhi)成分通過(guò)試驗來确(que)定與之相(xiàng)匹配的✏️電(diàn)極材料。
1引(yǐn)言
　　油田開(kai)發後期,爲(wei)了提高石(shi)油采收率(lǜ)，普遍采用(yòng)了注水,注(zhù)聚😘合🈲物等(děng)采油工藝(yì)措施。在實(shi)施這些工(gōng)藝措施的(de)過✂️程中，注(zhù)入物多少(shao)(流量)的控(kong)制非常重(zhong)要,注入物(wù)流量測量(liang)的精度是(shi)油田完成(chéng)✌️分層注水(shui)(聚合物)、實(shi)現原油高(gao)産穩産非(fēi)常❤️重要的(de)指标。外流(liú)道💚式井下(xià)電磁流量(liàng)計由于結(jie)構上無阻(zu)礙被測介(jiè)質流動的(de)節流件,不(bu)會發生管(guǎn)道堵塞、磨(mó)損等問題(ti).測🐇試正确(que)率基本不(bu)受流體✍️密(mi)度、壓力👉.溫(wen)度、粘度、雷(lei)諾💞數等的(de)影響,在油(yóu)田🏃‍♀️注水井(jing)特别是注(zhù)聚井中得(dé)到廣泛的(de)應用。
2工作(zuò)原理
　　電磁(cí)流量計 是(shì)利用法拉(la)第電磁感(gǎn)應定律的(de)原理來測(ce)量導電液(yè)體體積🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流(liú)❌量的儀器(qì)。根據法拉(lā)第電磁感(gan)應定律,當(dāng)一導體在(zai)磁場中運(yun)動切割磁(ci)力線時,在(zai)導體的兩(liǎng)端即産生(shēng)感🎯生電勢(shì)🐅e,其方向由(yóu).右手定則(ze)确定,其大(da)小與磁感(gan)應強度❤️B,導(dǎo)體在磁場(chang)内的長㊙️度(dù)L以及導🔞體(tǐ)的運動速(su)度v成正比(bi)，如果B,L,v三者(zhě)互相垂直(zhí),則。與此相(xiàng)仿,我們把(ba)管道内流(liu)動的導電(diàn)液體看成(cheng)是導體運(yun)動,當管道(dao)置于磁場(chang)内,在垂直(zhi)于磁場方(fang)向和流速(su)方向安裝(zhuāng)兩個與液(ye)體接觸的(de)電極，當導(dǎo)電液體在(zài)管道中🆚以(yǐ)流速v流動(dong)時，導電🐕流(liú)體就切割(ge)磁力線,則(zé)兩電極之(zhī)間也将産(chǎn)生感應電(dian)動勢:E=BLv
 
L爲電(dian)極之間的(de)距離。
　　從式(shì)(1)可以看出(chu),流速v與感(gan)應電動勢(shì)E成正比,與(yǔ)電極之間(jiān)的距離L和(he)磁感應強(qiang)度B成反比(bi)，與其它物(wu)理參💰數無(wú)關。在磁感(gǎn)🍓應強🈲度B恒(héng)定和電極(jí)之間的距(ju)離L不變時(shi),隻🏃要測量(liang)出感應電(diàn)動勢E,即可(kě)得到液體(ti)流速及流(liu)量。
3電極設(shè)計要點
3.1導(dao)電性和非(fēi)導磁性
　　通(tong)過電磁流(liú)量計的工(gōng)作原理可(kě)知電極上(shàng)要産生🌈感(gan)應電動💘勢(shì),首先電極(jí)必須是導(dǎo)體,因此電(dian)極必須具(ju)有非常好(hǎo)的導電性(xing)能🛀。另外,電(diàn)極處于工(gōng)作磁場中(zhōng),爲防止磁(ci)力線在電(diàn)極上集中(zhōng),電極材料(liào)必須是非(fēi)導磁的♻️。
3.2耐(nai)腐蝕性
　　在(zài)電磁流量(liàng)計工作的(de)過程中,電(diàn)磁傳感器(qì)部分隻有(you)電極🔅與被(bèi)測介質相(xiàng)接觸,因此(cǐ)電極材料(liào)的耐腐蝕(shi)性❄️能是選(xuǎn)擇電極材(cai)料的重要(yao)因素。
　　電極(ji)的耐腐蝕(shi)性能對測(ce)試性能的(de)影響主要(yào)分爲💁兩❤️個(gè)方面📱。
(1)電極(ji)受被測介(jiè)質的腐蝕(shí)或磨損,會(huì)改變兩電(dian)極間的距(jù)離L。對式的(de)L求偏導,可(ke)以得到測(ce)量誤差
 
(2)電(diàn)極在被腐(fǔ)蝕的過程(chéng)中,電極上(shang)會出現相(xiang)當大的☔直(zhi)🔱流漂移電(diàn)㊙️壓,使測量(liàng)輸出産生(shēng)大幅度的(de)波動,影㊙️響(xiǎng)到測試的(de)讀數。
3.3電極(ji)的表面效(xiao)應
　　電極的(de)表面效應(ying)分爲表面(mian)化學反應(ying)、電化學和(he)極化現象(xiang),以💰及電極(jí)的觸媒作(zuo)用三個方(fāng)面。
(1)表面化(huà)學反應。電(dian)極表面與(yu)被測介質(zhì)接觸後,爲(wèi)了抗拒被(bèi)🆚測介質的(de)腐蝕,往往(wang)會形成一(yī)層薄的鈍(dun)化膜或氧(yang)化層。它們(men)可能會提(tí)高電極表(biao)面的耐腐(fǔ)蝕💜性能,但(dàn)也有可能(néng)增加💋表面(mian)接觸電阻(zu)💋,導緻儀器(qi)不能正常(cháng)工作。
(2)電化(hua)學和極化(huà)現象。由于(yú)目前普遍(bian)采用低頻(pín)矩形⭐波勵(lì)磁,雖然能(neng)減弱極化(hua)電勢的影(yǐng)響,但并不(bu)能完全消(xiao)除極化電(diàn)💚勢幹擾的(de)影響。極化(hua)電勢與液(yè)體介質性(xing)質♻️以及電(dian)極材料性(xìng)質有關。電(diàn)化💰學現象(xiàng)容易在測(ce)量過程中(zhong)産生漿液(ye)噪聲和流(liu)動噪✂️聲,引(yin)起儀表輸(shū)出出現波(bo)動現象。爲(wèi)🏃🏻‍♂️了避免或(huo)減小這個(ge)現象，可選(xuǎn)配與被測(ce)液體電化(huà)學和極化(huà)電勢作用(yong)小的材料(liào)以及低噪(zao)聲👣電極。
(3)觸(chù)媒作用。被(bèi)測介質在(zai)電極的觸(chù)媒作用下(xia)産生化㊙️學(xué)反應而♌影(yǐng)響測量。
3.4電(dian)極的表面(miàn)光沽度
　　電(dian)極接觸被(bèi)測介質的(de)表面對于(yu)粗糙度要(yào)求非常📱高(gao),一般都應(ying)該抛光處(chù)理。主要原(yuan)因有三個(ge)方面:表面(mian)光滑的金(jīn)屬在電解(jie)質中抗腐(fu)蝕性能較(jiào)強;表面粗(cū)糙的金屬(shǔ),其産生的(de)♊抗拒極化(huà)的氧化保(bǎo)護膜厚🙇‍♀️度(dù)不均勻,容(róng)易被顆粒(li)狀、纖維狀(zhuang)等流體中(zhōng)的雜質劃(hua)破，造成變(biàn)動的直流(liú)電位,影響(xiǎng)測量🤟的穩(wěn)定性;表面(mian)粗糙的電(diàn)極✍️容易在(zai)測試過程(cheng)中被被測(ce)介質中的(de)雜質污染(rǎn),表面容易(yì)被雜質附(fù)着結垢，影(ying)響測試效(xiao)果。
4井下應(yīng)用環境分(fèn)析
4.1注水驅(qu)油
　　注水驅(qū)油是油田(tián)應用時間(jian)最早，也是(shi)應用最多(duō)的🔴-.種提高(gāo)石油采收(shou)率的方式(shì)。理論上往(wǎng)井下注人(ren)的水的💛水(shuǐ)質‼️比較✊好(hao),但是由于(yu)井下環境(jing)複雜，導緻(zhi)注水井中(zhōng)液體的成(cheng)分很✌️複雜(za)。除了水之(zhī)外,在高溫(wēn)高壓的過(guò)程中還溶(rong)解了地層(céng)中的各種(zhong)鹽⛹🏻‍♀️類和氣(qì)體♋,水中含(han)有大量HCO3、S02-4.C和(hé)CO2-、Mg2+.Sr2+,Ba2+等易結垢(gòu)的離子。同(tong)時水中還(hai)含有大量(liang)的懸浮的(de)固體顆粒(li)，直徑爲1~100um。
4.2注(zhu)聚合物驅(qu)油
　　聚合物(wu)驅油的基(ji)本原理是(shi)通過提高(gāo)注人流體(ti)的黏度,調(diào)節油藏中(zhōng)油水兩相(xiang)的流度比(bi),達到擴大(da)波及體積(jī)的🛀目的。聚(ju)合🔴物驅油(you)用到的主(zhu)要聚合物(wù)爲聚丙烯(xi)酰胺(簡🌈稱(cheng)PAM)、生物聚合(hé)物(黃胞.膠(jiao))和梳形抗(kàng)鹽聚合物(wù)(改性的聚(jù)丙烯酰胺(an))。
4.3化學複合(hé)驅油
　　化學(xué)複合驅油(you)又叫三元(yuan)複合驅油(yóu),主要利用(yong)堿.表面活(huó)性🈲劑和聚(jù)合物的協(xie)同效應.較(jiao)大幅度地(dì)提高☔原油(you)🏃🏻‍♂️采收率。其(qi)中三元體(tǐ)系中的堿(jiǎn)和表面活(huó)性劑均屬(shu)于特殊的(de)腐蝕性介(jie)質。
5結論
　　油(yóu)田井下外(wài)流道式電(dian)磁流量計(ji)電極的設(shè)計要考🍓慮(lǜ)的因素非(fēi)常多,需要(yao)根據具體(ti)的井下應(yīng)用環境🚶‍♀️來(lái)确定。文中(zhong)對電磁流(liu)量💁計電極(jí)設計中需(xū)要注意的(de)地方進行(hang)了詳細的(de)分析和論(lun)述,同時對(duì)油田井下(xià)應用環境(jìng)進行了簡(jian)單的介紹(shao),對于油田(tian)井下環境(jing)中應用的(de)🌈外流道式(shì)電💋磁流量(liàng)計電極的(de)設計具有(you)一定的參(can)考意義。

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