摘(zhāi)要(yào)針(zhēn)對在注水中電磁流量計
測量精度(dù)普遍低于理(lǐ)論(lùn)值的現(xiàn)狀,試驗(yàn)小組(zǔ)根(gēn)據電磁(cí)流量(liàng)計原理與(yǔ)實際應(yīng)用(yòng)工況(kuàng)條件,查找影響(xiǎng)電磁流量(liàng)計測(cè)量精度的主要(yào)因素,并制定對(duì)策措(cuò)施進行反(fǎn)複比較(jiào)實驗(yàn)和(hé)效果(guǒ)檢查,最終(zhōng)通過5項(xiàng)有效措(cuò)施的實施,完成(chéng)電磁流(liú)量計測(cè)量精(jīng)度(dù)達到并(bìng)超過理論值的(de)目标。
引言
在石(shí)油開(kāi)采過程中(zhōng),地下能量會越(yuè)來越低,産(chǎn)液(yè)量(liàng)也随(suí)之下(xià)降,爲(wèi)了提(tí)高(gāo)采收率(lǜ),一個(gè)重要的手(shǒu)段就是向目的(de)層注水,提高地(dì)層壓力(lì),達到提(tí)高采收率的目的,地層(céng)的(de)注水(shuǐ)量必須把握準(zhǔn)确,否(fǒu)則就(jiù)會造(zào)成水淹、水(shuǐ)竄,對地層造成傷害(hài),會引(yǐn)起含(hán)水率升高,産(chǎn)液(yè)量下(xià)降。因此,注(zhù)水計量的(de)精度對油(yóu)田生産有着極其重(zhòng)要的作用。目前有注水井(jǐng)156口,有105口注水井(jǐng)采用了電(diàn)磁流(liú)量計計(jì)量,其中(zhōng)每4～8口(kǒu)配(pèi)一個注(zhù)水站(zhàn),每(měi)個注水(shuǐ)站安裝一台總水表(biǎo),全廠在用(yòng)電磁流量(liàng)計120台(tái)。提高電磁流量計(jì)測量精度問(wèn)題。
電(diàn)磁流量計(jì)應用現(xiàn)狀(zhuàng)分析
電磁(cí)流量計用(yòng)來測量(liàng)經密封(fēng)管(guǎn)道内一般導(dǎo)電液體體(tǐ)積流(liú)量的儀(yí)表,根據(jù)法拉第(dì)電磁感(gǎn)應定(dìng)律,當導電(diàn)液體(tǐ)流過管道的磁場作切割(gē)磁力線時(shí),電極間将(jiāng)産生感應(yīng)電動(dòng)勢,其感應電動勢e爲:
e=kbdv
式中(zhōng):
v―測量(liàng)管道(dào)截面(miàn)上的平均(jun1)流速(sù)(m/s);
k―儀表常數;
d―測量(liàng)管内直徑(m);
b―磁感應強度(t)。
電極檢(jiǎn)測出的微弱感(gǎn)應電動(dòng)勢e,先經前置放(fàng)大器的(de)放大(dà)和噪聲抑(yì)制,成爲(wèi)大幅度(dù)低阻抗的(de)電壓(yā)信号,此信号經(jīng)微分、積分(fèn)電路(lù)處理(lǐ),再經模數(shù)轉換器進入單(dān)片機進行控(kòng)制(zhì)、處理和(hé)去處。單(dān)片機(jī)對(duì)放大器(qì)的漂移及(jí)零點(diǎn)漂移能定期自(zì)動調整,在全量程範圍内分8段(duàn)對信号進(jìn)行非線性修正(zhèng)。單片(piàn)機也能對信号(hào)進行(háng)監控、抑制(zhì)噪聲(shēng)信号和切除空管幹(gàn)擾,由(yóu)大容量串行貯(zhù)存器(qì)對每8h處理(lǐ)和運算後的流量數(shù)據予以貯存一(yī)次,同時記(jì)錄該(gāi)時(shí)間與日期的流(liú)量數據(jù),顯示(shì)爲時(shí)流量(liàng)和日(rì)流量(liàng)。
經過(guò)單片機運算的(de)流量信号由轉(zhuǎn)換(huàn)器和頻(pín)率轉(zhuǎn)換器将流(liú)量(liàng)數(shù)據轉換成标準(zhǔn)模拟信号(hào)(電流信号)與脈沖、頻(pín)率(lǜ)信号等外輸(shū)信号輸出(chū),最後(hòu)流量數據信息(xī)由液晶(jīng)屏顯示(shì)總流量和(hé)瞬時流量,或者可通(tōng)過光耦按鈕功(gōng)能鍵來操(cāo)作顯(xiǎn)示屏上的(de)各種(zhǒng)功能菜單,并能(néng)分别顯(xiǎn)示(shì)其對應的信息(xī)。
電(diàn)磁(cí)流量計理(lǐ)論精度爲1.5%,但由于油(yóu)田注(zhù)水(shuǐ)工況較(jiào)爲複(fú)雜,實際使(shǐ)用過程中的(de)測量精度難以保(bǎo)證,工(gōng)況(kuàng)最差的(de)碼頭莊油田電(diàn)磁流量計(jì)精度(dù)平均爲5.0%,個(gè)别達到10.3%,對(duì)原油生産産生較(jiào)大影響。
現狀分析(xī)一:少(shǎo)量氣(qì)體呈波狀(zhuàng)流
管線中(zhōng)若(ruò)有(yǒu)氣體則(zé)會發生(shēng)流量計(jì)顯示晃動情況,讀數不穩(wěn)定,管線由于(yú)是密封,且是在(zài)三相分離器水(shuǐ)倉的底(dǐ)部出水所以從源頭帶來氣(qì)體不可能(néng)。從三相(xiàng)分離器的水出口(kǒu)處的(de)壓力表處拆開(kāi)多次(cì)看後如表(biǎo)1。
現狀分析(xī)二:閥(fá)門開(kāi)啓度太(tài)小(xiǎo)
上遊閥門(mén)開啓(qǐ)太小(xiǎo),則液位會(huì)在電(diàn)極以下,表(biǎo)現出流量計爲(wèi)超滿(mǎn)度情況,碼(mǎ)頭莊污水流量(liàng)計曾(céng)經多次出(chū)現這(zhè)種情(qíng)況,表(biǎo)2爲在一級(jí)沉降(jiàng)罐進(jìn)口的統(tǒng)計(jì)情況。
現狀分析三:啓用(yòng)前沒排(pái)氣
啓用(yòng)前未能(néng)排(pái)淨(jìng)管内空氣(qì),剩留氣體(tǐ)積聚(jù)在管系高(gāo)點,流(liú)動時(shí)被液(yè)體夾(jiá)帶,呈(chéng)氣(qì)泡狀流出(chū);另一原因是(shì)液體中夾帶小(xiǎo)氣泡逐漸聚集(jí),滞留(liú)在管系高(gāo)點。故障表(biǎo)現爲(wèi)流(liú)量測量值和(hé)實際值不(bú)符以(yǐ)及輸出晃(huǎng)動。在(zài)啓用(yòng)前均都已(yǐ)經排(pái)盡空氣。另外的夾帶(dài)小氣(qì)泡也是不(bú)存在(zài)的,因爲碼頭莊(zhuāng)三相(xiàng)分(fèn)離器污(wū)水出水口在水(shuǐ)倉的底(dǐ)部,即使(shǐ)有氣體(tǐ)它也在水倉(cāng)時就(jiù)跑到(dào)水倉頂部。
現狀分析(xī)四:管(guǎn)系中(zhōng)吸入氣泡
污水(shuǐ)電磁流量(liàng)計(jì)
設在一級沉(chén)降罐的進口處,在這(zhè)個電磁流量計(jì)的前(qián)面大約50cm處(chù)有個加藥(yào)點,這(zhè)個加(jiā)藥點偶爾(ěr)會在加藥的同時加(jiā)進(jìn)氣體。
現(xiàn)狀(zhuàng)分析五:流動(dòng)狀态(tài)的變化
流(liú)量測量值(zhí)與應用參比值(zhí)不符(fú),通常(cháng)儀表(biǎo)調試正常運行一段(duàn)時期後,也(yě)會(huì)因(yīn)流動狀态(tài)變化(huà)而出現故(gù)障。主要表現(xiàn)是管内(nèi)有(yǒu)随(suí)動物(wù)體,如接口處(chù)的膠帶(dài)以及内襯(chèn)脫落(luò)等在随(suí)着水流(liú)有擺動(dòng)。拆(chāi)開接口及(jí)有襯體易(yì)脫落處檢查。均沒有随動物體(tǐ)。
現狀(zhuàng)分析六:液(yè)體中含有溶解(jiě)氣
聯合站擁有(yǒu)兩座卧式三相(xiàng)分離器,其(qí)日均處理(lǐ)液量在500m3左(zuǒ)右,主要是對産出液(yè)進行油、氣(qì)、水分離,根(gēn)據工程需要三相分離器的壓(yā)力爲(wèi)0.24mpa,而到了(le)污水電(diàn)磁流量計那裏(lǐ)壓力還不到0.1mpa,以(yǐ)前出(chū)水出(chū)油溫(wēn)度在39℃左(zuǒ)右,後打開一(yī)級沉降罐頂(dǐng)蓋可以聞到(dào)比較強(qiáng)烈的天然氣味道,懷疑(yí)污水中(zhōng)含有溶解氣,提高三相分離器的熱循(xún)環水(shuǐ)量,果然溶(róng)解氣少了很多(duō)。其前後對比如表3．
現(xiàn)狀分析七:電導(dǎo)率不均勻(yún)
這個是指兩種以上(shàng)的液體還沒有混合好就(jiù)進入(rù)流量計,若它們的電(diàn)導率(lǜ)相差比較大則(zé)會導緻流量計測量(liàng)不準(zhǔn)确。污(wū)水電磁(cí)流(liú)量計的前面有個加(jiā)藥點,加進(jìn)殺(shā)菌(jun1)劑、絮(xù)凝(níng)劑、阻垢(gòu)劑三種藥劑,總共加(jiā)藥量爲12.5l/h。這(zhè)個(gè)流量與污水(shuǐ)流量相比非常(cháng)小,其(qí)影響(xiǎng)在流量計(jì)上(shàng)很難反(fǎn)映出來。關閉加(jiā)藥點觀察如表(biǎo)4。
現狀分析(xī)八:往(wǎng)複泵振蕩(dàng)
原來(lái)有三台(tái)三(sān)柱塞(sāi)高壓(yā)泵(bèng),正(zhèng)常都是在18mpa的壓力下(xià)運轉,由于泵的(de)脈動(dòng)性(xìng)而(ér)測量點又未(wèi)遠離泵(bèng),脈動使(shǐ)電(diàn)磁流(liú)量計(jì)輸出晃動(dòng),有時候還産生(shēng)了測量誤(wù)差。這(zhè)從總表的校驗(yàn)可以(yǐ)得(dé)出。
現狀分(fèn)析九(jiǔ):沉(chén)積層覆蓋(gài)電極
污(wū)水流量計(jì)
有時晃動的比(bǐ)較(jiào)厲害,拆開可以看到(dào)裏面已經薄薄(báo)的被覆蓋了一(yī)層微(wēi)小物(wù)體。而(ér)流量也從(cóng)5.5～11.5m3/h來回(huí)跳動。
通過對以(yǐ)上的分析(xī),影響(xiǎng)電磁流量計測(cè)量精度低于理論值的主要原(yuán)因是:①閥門開啓(qǐ)度太小(xiǎo);②管系吸(xī)入氣泡;③液(yè)體中(zhōng)含有(yǒu)溶解(jiě)氣;④往(wǎng)複泵振(zhèn)蕩;⑤沉積(jī)層覆蓋電極。
提(tí)高電磁流量計(jì)測量精(jīng)度的試驗
試驗(yàn)一:加大流量(liàng)計(jì)上(shàng)遊閘(zhá)門開(kāi)啓度(dù)
如果管中的液體達(dá)不到電磁流量(liàng)計的(de)電極上面則會出(chū)現(xiàn)超滿(mǎn)度現象。油田多(duō)次出現三(sān)相分(fèn)離器污水出口(kǒu)達到65.7m3/h,而碼(mǎ)頭莊(zhuāng)一天的(de)總産液(yè)量在(zài)500m3左右,其中(zhōng)油約(yuē)200m3/d,污(wū)水約300m3/d,平(píng)均爲10～12m3/h。而65.7m3/h這(zhè)個(gè)測(cè)量值(zhí)嚴(yán)重(zhòng)地偏離了(le)實(shí)際流量值。故(gù)把(bǎ)三相分(fèn)離器(qì)的污(wū)水出口全開,而改用(yòng)流量計後(hòu)面的閘閥來(lái)控制脫(tuō)水量(liàng)(圖1)。
以前(qián)是用1#(三(sān)相分離(lí)器污水出口閘(zhá)閥)與3#閘閥來共(gòng)同(tóng)控制流(liú)量,這(zhè)樣往往有可(kě)能(néng)是1#閘閥開的較小,3#開(kāi)的較大,這(zhè)就有可(kě)能(néng)在管(guǎn)線中(zhōng)會留出一(yī)部分空間,使氣體進入,最(zuì)終導(dǎo)緻液(yè)體不能充(chōng)滿整(zhěng)個管(guǎn)系,而(ér)出現超滿度。
現(xiàn)在采(cǎi)取(qǔ)的措施是1#閘(zhá)閥全(quán)開,而用3#閘閥的(de)開啓(qǐ)度來控制(zhì)流量(liàng)。這樣就避免了(le)電磁流量計和(hé)管線(xiàn)虧空(kōng)現象(xiàng),電磁(cí)流量計測量的準确(què)性提高了很(hěn)多。
試驗(yàn)二:維(wéi)修加藥泵(bèng)的密(mì)封性
污水流量計(jì)的前面(miàn)有個加藥點,距離電磁流量計(jì)大約50cm。加殺菌劑(jì)、阻垢劑、絮凝劑3種藥劑(圖(tú)2)。
管系(xì)若吸進(jìn)空氣則(zé)造成測量值晃(huǎng)動不穩定。圖中(zhōng)1,2,3分别代表(biǎo)3台加(jiā)藥泵,這3台(tái)加藥泵排量小,總量在12.5l/h,但就是這個(gè)加藥點給(gěi)這個(gè)流量計造(zào)成了相當(dāng)的誤差。每(měi)個加(jiā)藥泵都有(yǒu)個入口,入口放(fàng)在加藥罐裏。該(gāi)入口(kǒu)的結(jié)構示(shì)意如圖(tú)3。
加藥泵(bèng)的a部分在(zài)藥劑(jì)的上面,而b部分(fèn)則沉(chén)沒在藥劑中,加的藥劑有一定(dìng)的黏度,且(qiě)有部(bù)分(fèn)雜質,故(gù)濾網(wǎng)是經常堵(dǔ)住,如(rú)果在藥劑(jì)中的b部分不通(tōng)暢,則裸露在空(kōng)氣中(zhōng)的(de)a部分會(huì)從1與2及(jí)吸料連(lián)接器和墊圈處(chù)進空氣。3台中的任意(yì)一台(tái)漏空(kōng)氣都(dōu)會由管線(xiàn)中的加藥點進(jìn)入管線,從而導緻流(liú)量(liàng)計(jì)測量(liàng)值不(bú)穩定。現在是每(měi)周都會對泵的濾網和吸(xī)料連接(jiē)器以及墊圈進行檢查(chá)。由加藥泵漏進(jìn)氣體不再發生(shēng)。
試驗(yàn)三:提高三(sān)相分離器溫度降低污水(shuǐ)中含(hán)有的(de)溶解氣
在(zài)實驗中都是單(dān)獨實驗,在(zài)不考(kǎo)慮其(qí)他因數的條件(jiàn)下,把三相(xiàng)分離器(qì)的溫度由原來(lái)的39℃提高(gāo)到現在的(de)46℃,效果(guǒ)很明顯。控制三(sān)相分離器(qì)的溫度,也就(jiù)是控制(zhì)三相(xiàng)分(fèn)離器循環熱水量與循(xún)環熱水溫度,循環熱水溫度一(yī)般變化較(jiào)小,而水量由原來的(de)3m3/h,調配到現在的(de)6m3/h,這樣一來,包括(kuò)井上産氣(qì)也多析出了(le)6～8m3/h。具(jù)體如圖4。
從圖4可以看出當(dāng)出水溫度(dù)達44℃時,産氣量達到近(jìn)50m3/h(标況即:溫(wēn)度273k,壓力(lì)101325pa),且呈平(píng)穩的趨勢,也就(jiù)是此時達(dá)到了(le)一個平(píng)衡(héng)。達到了析氣(qì)的(de)最大(dà)化,析出(chū)氣體的(de)最佳(jiā)狀(zhuàng)态(tài)。也就是這樣出去的(de)污水含氣最少。達到了不含溶(róng)解氣的(de)目标。
試(shì)驗四:改變讀數(shù)方式(shì),增加新工藝,緩解(jiě)往複泵(bèng)的振蕩
注(zhù)水站原有3台3s175-13.4/20三(sān)柱塞(sāi)注水(shuǐ)泵,在泵的(de)出口裝有(yǒu)總流(liú)量計,這個總(zǒng)流量計的測(cè)量由于泵(bèng)的往(wǎng)複振(zhèn)蕩使其準(zhǔn)确性(xìng)很低(dī),每(měi)次與各注水(shuǐ)單(dān)井總和(hé)的差别(bié)都(dōu)有近(jìn)50m3。每天(tiān)注水在620m3左(zuǒ)右,這(zhè)樣就有近(jìn)10%的(de)誤(wù)差(chà),而(ér)每次(cì)對其校驗的(de)差(chà)值也(yě)是10%左右,表(biǎo)5是2005.10.11校驗(yàn)的結果。
從表5中可(kě)以看出流量(liàng)計的準(zhǔn)确性很低甚至(zhì)超過了(le)10%,這(zhè)個數(shù)據的(de)差(chà)别(bié)很大(dà),到這種情況應該說(shuō)不是誤差(chà),而是錯誤(wù)了(le)。在(zài)有脈(mò)動流(liú)動源(yuán)的管線(xiàn)上(shàng),要減緩其(qí)對流量儀表測量的影響(xiǎng),通常(cháng)應該(gāi)采取(qǔ)流量傳感(gǎn)器遠(yuǎn)離脈動源,利用(yòng)管流流阻(zǔ)衰減脈動;或在管線(xiàn)适當(dāng)位置裝上稱作被動式濾(lǜ)波器的氣(qì)室緩沖器(qì),吸收脈動。因(yīn)爲在此(cǐ)不好(hǎo)改變流程和泵的本身工藝,爲此采取(qǔ)的措施(shī)是讀取泵的進口流量計(jì)和泵(bèng)的回流流量計,因爲這兩(liǎng)處表的壓力很低,脈(mò)動振動也很小(xiǎo),用泵的進口流量計數(shù)值減(jiǎn)去(qù)回流流量計數(shù)值,得(dé)出注水量(liàng)數值(zhí)。但是(shì)在2005年(nián)11月份碼(mǎ)頭莊新(xīn)裝了(le)一台5s175-33.3/20的五(wǔ)柱塞注水泵,這(zhè)台泵是(shì)五個柱塞,其(qí)水的振動(dòng)性相(xiàng)對減(jiǎn)少,并(bìng)趨于(yú)平緩,且本(běn)身帶有氮(dàn)氣緩沖裝置(zhì),能非常(cháng)有效地緩(huǎn)解振(zhèn)動,達到了(le)預期(qī)效果。
試驗五(wǔ):定(dìng)期清(qīng)洗電(diàn)磁流(liú)量計内壁
在污水流(liú)量爲(wèi)10m3/h左右(yòu),溫度(dù)約爲(wèi)44℃,電磁(cí)流量計清(qīng)洗周(zhōu)期爲45d,否則(zé)測量(liàng)誤差(chà)将(jiāng)很(hěn)快會(huì)達到5%。定期清洗(xǐ)電磁(cí)流量(liàng)計以(yǐ)避免(miǎn)沉積(jī)層的影響(xiǎng)。
試驗(yàn)小組(zǔ)于2005-12～2006-01對試驗(yàn)效果進行驗證,見表6。
通過表6可(kě)以看(kàn)出現(xiàn)在誤差最(zuì)大的(de)是總(zǒng)表流(liú)量計(jì),但也隻有(yǒu)0.95%,完全(quán)符合誤差(chà)不能高于1.5﹪的生(shēng)産要(yào)求,達到(dào)預(yù)期的效果(guǒ)。
以上(shàng)内容源于網絡(luò)，如有(yǒu)侵權聯系(xì)即删除!
