固井儀表(biǎo)計(jì)量爲(wèi)固(gù)井施(shī)工提供(gòng)了(le)重要(yào)施工(gōng)參(cān)數,計量(liàng)的正(zhèng)确性十分重要(yào),其準确與否往(wǎng)往決定了(le)一口(kǒu)井的成敗(bài)。固井(jǐng)施工(gōng)頂替作業,一(yī)般采用儀表(biǎo)計量加車載計量雙保險(xiǎn)的方式進行施(shī)工。但(dàn)是在現場(chǎng)實際操(cāo)作中,車載計量因其計量方式的局限(xiàn)性,并不能(néng)十分(fèn)精準(zhǔn)。而固井施(shī)工要求精(jīng)度很(hěn)高,車載計(jì)量大(dà)多數情況又不(bú)能勝任。所以在儀表(biǎo)計量(liàng)失效(xiào)時就隻能憑工程師(shī)的經驗來(lái)決斷,這(zhè)樣做風險很大。去(qù)年南(nán)區固(gù)井施工就(jiù)出現(xiàn)了(le)因計量失效,固井工程師沒有準确判(pàn)定替入清水總量,導(dǎo)緻的固井(jǐng)施工留水(shuǐ)泥塞(sāi)的固(gù)井(jǐng)事故。經(jīng)統計(jì),固(gù)井(jǐng)目前(qián)儀表(biǎo)一次計量(liàng)成功率(lǜ)約爲98%,按每年2500口(kǒu)井計算,每年就有(yǒu)50口井(jǐng)計(jì)量(liàng)失(shī)敗,因儀(yí)表計量(liàng)失準發(fā)生的固井事故(gù)帶來的經(jīng)濟損(sǔn)失不(bú)可小觑。
爲(wèi)解決這個問題(tí),用通過改造水泥車(chē)的(de)方式,在(zài)水泥車水泵至(zhì)水櫃(guì)沿程處安(ān)裝一塊法蘭水(shuǐ)表作爲輔助(zhù)計量,這樣隻要水(shuǐ)表計量準(zhǔn)确,再通過(guò)簡單計算(suàn)就可(kě)以得(dé)到準(zhǔn)确的入井(jǐng)頂替(tì)量。
1電磁流(liú)量計(jì)
通過對(duì)市(shì)面上(shàng)常用的幾(jǐ)種計(jì)量水(shuǐ)表進行優(yōu)選,選定
電(diàn)磁流量計(jì)
作爲(wèi)水泥(ní)車上水計量水(shuǐ)表。
1.1電(diàn)磁(cí)流量計(jì)的特點(diǎn)
電(diàn)磁流(liú)量計(jì)傳感(gǎn)器襯裏和電極(jí)材料(liào)具有良好的耐(nài)腐蝕和耐磨損(sǔn)性。測(cè)量精度不(bú)受流體密度(dù)、粘(zhān)度、溫度(dù)、壓(yā)力和(hé)電導率變(biàn)化的(de)影響(xiǎng),傳感器感(gǎn)應(yīng)電(diàn)壓信号與(yǔ)平均流速(sù)呈線性關系,因此測(cè)量精(jīng)度高。測量(liàng)管道内無阻流件,不會堵(dǔ)塞上(shàng)水管路。
1.2電磁流(liú)量計(jì)工作原理(lǐ)
電磁流量計是(shì)根據(jù)法(fǎ)拉第電(diàn)磁感應定律進行流量測(cè)量的(de)流量計。電磁流量計(jì)的(de)優點是(shì)壓損(sǔn)極小(xiǎo),可測(cè)流量範圍大。可(kě)測量電導(dǎo)率不小于5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污(wū)水、腐蝕性(xìng)液體以及泥漿、礦漿(jiāng)、紙漿(jiāng)等的流(liú)體流量。但它不能(néng)測量(liàng)氣體、蒸(zhēng)汽以及(jí)純淨水的(de)流量(liàng)。
當(dāng)導體在磁場(chǎng)中做切(qiē)割磁力(lì)線運(yùn)動時(shí),在導(dǎo)體中會産(chǎn)生感(gǎn)應電勢(shì),感應電勢(shì)的大小(xiǎo)與導(dǎo)體在磁場中的有效長度(dù)及導(dǎo)體在磁(cí)場中做(zuò)垂直(zhí)于磁(cí)場方(fāng)向(xiàng)運(yùn)動的(de)速度(dù)成正(zhèng)比(bǐ)。感應電(diàn)勢的(de)方向(xiàng)由右(yòu)手定則判定,感(gǎn)應電(diàn)勢(shì)的大小(xiǎo)由下式确(què)定:
ex=bdv(1)
式(shì)中:
ex——感應電勢,v;
b——磁(cí)感應強度(dù),t;
d——管道内徑,
mv——液(yè)體的平(píng)均流速,m/s。
然(rán)而體(tǐ)積流量(liàng)qv等于流(liú)體的流(liú)速(sù)v與管(guǎn)道截(jié)面積πd2/4的乘(chéng)積,将式(1)代入該(gāi)式得(dé):
qv=(πd/4b)·ex(2)
由上式可(kě)知,在管道(dào)直徑(jìng)d已定(dìng)且保持磁感應(yīng)強度b不變時,被測(cè)體(tǐ)積流量與感(gǎn)應(yīng)電勢(shì)呈線性關系。若(ruò)在管道兩(liǎng)側各(gè)插入一根(gēn)電極,就可引(yǐn)入(rù)感應電勢ex,測量(liàng)此電(diàn)勢的大小,就可(kě)求得體積流量(liàng)。
1.3流量計的安裝
根據電(diàn)磁流量(liàng)計的(de)工作(zuò)原理和安裝要求,結(jié)合水(shuǐ)泥車(chē)管路(lù)分布情況(kuàng),将電(diàn)磁流量(liàng)計(jì)安裝在水泥車水櫃(guì)附近的上水立(lì)管上。
2現(xiàn)場應用(yòng)
通過(guò)現場(chǎng)多口(kǒu)井試(shì)驗(yàn),試驗井如表(biǎo)1所示。電磁流量(liàng)計可以較(jiào)爲準确地(dì)計量水泥(ní)車上(shàng)水總(zǒng)量,防止(zhǐ)替空、留水泥塞(sāi)事(shì)故的(de)發生。
3影響(xiǎng)因素
(1)實驗中電(diàn)磁流(liú)量計對清(qīng)水計(jì)量較(jiào)爲靈敏,對(duì)沖洗(xǐ)液、鑽(zuàn)井液(yè)的計量誤差較(jiào)大,分析原因是鑽井液、沖(chòng)洗液(yè)易産生氣泡,造成流量計mtp(空管(guǎn))報警,無法準确(què)計量(liàng)。其中(zhōng)鑽井(jǐng)液誤差(chà)達(dá)5%,沖洗(xǐ)液誤差(chà)達(dá)到25%。
(2)試(shì)驗中(zhōng)反(fǎn)複開關(guān)清(qīng)水(shuǐ)泵會出現(xiàn)電磁流量(liàng)計無(wú)計量情(qíng)況(kuàng),說明(míng)電磁流(liú)量計靈敏度較(jiào)低,此時(shí)會出現漏記情(qíng)況。
(3)施工(gōng)中倒(dǎo)換(huàn)水罐(guàn)再(zài)次(cì)抽水(shuǐ)時,電(diàn)磁(cí)流量計有時(shí)出現mtp報警。造成計量出現(xiàn)誤差。
4結(jié)論
(1)水泥(ní)車電磁流(liú)量計誤差小(xiǎo),可以有效地(dì)計量(liàng)水泥車抽入的(de)清水(shuǐ)總量。防(fáng)止(zhǐ)固(gù)井(jǐng)施工中(zhōng)替空、水(shuǐ)泥塞的事故發(fā)生。
(2)電磁流量計對(duì)空管(guǎn)情況較(jiào)爲敏感,一(yī)旦(dàn)上水管線出現氣(qì)泡,就(jiù)無法準确(què)進行計量。
(3)電磁流量計(jì)計量靈(líng)敏度低(dī)。反(fǎn)複抽(chōu)水時,會丢失讀(dú)數,影響計量。
(4)通過對(duì)流量計的(de)參數(shù)進(jìn)行設置(zhì),可以一定程度地提(tí)高(gāo)流量計(jì)的敏感(gǎn)性(xìng),提高計量(liàng)精(jīng)度。
(5)對水(shuǐ)泥(ní)車上水計量(liàng)的改(gǎi)造,沒(méi)能達(dá)到預期的(de)完美效果。因流(liú)量計的适(shì)用(yòng)環(huán)境等因(yīn)素(sù)影響,還須(xū)進一步(bù)的(de)研究改進,提高其計(jì)量精度。
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