[摘要(yào)]油田井下(xià)外流道式電磁(cí)流量計 在(zài)油田(tián)注水井(jǐng)和(hé)注聚(jù)井中(zhōng)應用廣泛(fàn)，電極作爲電磁(cí)流量計的關鍵(jiàn)部件,它(tā)的設計(jì)非常重要(yào)。電極(jí)的設計要考慮的方面(miàn)非常多(duō),而(ér)油田井(jǐng)下被(bèi)測介質成分又(yòu)非常複雜(zá),因此應根據(jù)具體的井下(xià)被測(cè)介質(zhì)成分(fèn)通過試驗(yàn)來确定與(yǔ)之相匹配的電極材(cái)料。
1引言
　　油(yóu)田開發後期,爲了提高石油采收率，普遍(biàn)采用了(le)注(zhù)水,注聚合(hé)物等(děng)采油工藝措施(shī)。在實(shí)施這些工(gōng)藝措(cuò)施的過程(chéng)中，注入(rù)物多少(shǎo)(流量)的控制非(fēi)常重要(yào),注(zhù)入物流量(liàng)測(cè)量的精(jīng)度是油田完成(chéng)分層(céng)注水(聚合(hé)物)、實現原油高産穩産非常重要的(de)指标(biāo)。外流道式(shì)井(jǐng)下電磁(cí)流量計由(yóu)于結構上(shàng)無阻礙被測介質(zhì)流(liú)動的(de)節流件,不會發(fā)生管道堵塞、磨(mó)損等問題.測試(shì)正确(què)率(lǜ)基本不(bú)受流體(tǐ)密度、壓(yā)力.溫度、粘度、雷(léi)諾數等的影響(xiǎng),在油田注水井特别(bié)是注(zhù)聚井中得到廣泛的(de)應用(yòng)。
2工作原理(lǐ)
　　電磁(cí)流量(liàng)計 是(shì)利用法拉(lā)第電(diàn)磁感應定(dìng)律的(de)原理來測量導(dǎo)電液(yè)體體積流(liú)量(liàng)的儀器。根據(jù)法拉第電磁感(gǎn)應定律,當一導(dǎo)體在磁(cí)場(chǎng)中運(yùn)動切割磁(cí)力線時,在(zài)導體的兩(liǎng)端即産生(shēng)感生(shēng)電勢e,其方(fāng)向由(yóu).右手(shǒu)定則确定(dìng),其大(dà)小與(yǔ)磁感(gǎn)應強(qiáng)度(dù)b,導體在(zài)磁場内的長度(dù)l以及導體(tǐ)的運(yùn)動速度(dù)v成正比，如果(guǒ)b,l,v三(sān)者(zhě)互相(xiàng)垂直,則(zé)。與(yǔ)此相(xiàng)仿,我們把管道(dào)内流(liú)動的(de)導電(diàn)液體(tǐ)看成是導(dǎo)體運動,當管道置于磁場内,在(zài)垂直(zhí)于磁場方(fāng)向和流速方向(xiàng)安裝兩個(gè)與液(yè)體接觸(chù)的電極(jí)，當導(dǎo)電液體在(zài)管道(dào)中以流速(sù)v流動(dòng)時，導(dǎo)電流(liú)體就(jiù)切(qiē)割磁力線,則兩電極之間也将産生感(gǎn)應電(diàn)動勢(shì):e=blv
 
l爲(wèi)電(diàn)極之間的(de)距離(lí)。
　　從式(1)可以看出(chū),流速(sù)v與感應電(diàn)動勢(shì)e成(chéng)正(zhèng)比,與(yǔ)電極之(zhī)間的距(jù)離l和磁感(gǎn)應強(qiáng)度b成反(fǎn)比(bǐ)，與其(qí)它物(wù)理參數無(wú)關。在磁感應強(qiáng)度b恒(héng)定和電極(jí)之間(jiān)的距(jù)離l不變時,隻要測量(liàng)出感應電動勢e,即可得(dé)到(dào)液體流速及流量。
3電(diàn)極設計要(yào)點
3.1導(dǎo)電性和(hé)非(fēi)導磁性
　　通過電(diàn)磁流(liú)量計(jì)的工作原(yuán)理可知電極上要産生感(gǎn)應電(diàn)動勢,首先(xiān)電極(jí)必須(xū)是導體,因(yīn)此電極必須具(jù)有非常好的導(dǎo)電性能。另(lìng)外,電極處(chù)于(yú)工作磁(cí)場中,爲防止磁力線(xiàn)在電極上(shàng)集中,電極材料(liào)必須是非導磁(cí)的。
3.2耐腐(fǔ)蝕(shí)性
　　在電磁(cí)流量計工(gōng)作的過程(chéng)中,電(diàn)磁傳(chuán)感(gǎn)器部分(fèn)隻有電(diàn)極與被測介(jiè)質(zhì)相接觸,因此(cǐ)電極(jí)材料的耐腐蝕性能(néng)是選擇電極材料的(de)重要因素(sù)。
　　電極的耐(nài)腐蝕(shí)性能對測試性能的影響(xiǎng)主要(yào)分爲兩個方面(miàn)。
(1)電極受(shòu)被(bèi)測介質的(de)腐(fǔ)蝕或磨(mó)損,會改變兩電(diàn)極間的距離l。對(duì)式的l求偏導,可(kě)以得到測(cè)量誤(wù)差
 
(2)電極(jí)在被腐(fǔ)蝕的(de)過程中,電(diàn)極上會出(chū)現相(xiàng)當大的直(zhí)流(liú)漂移電壓,使(shǐ)測量輸出(chū)産生大幅度的波(bō)動,影響(xiǎng)到測(cè)試的讀數(shù)。
3.3電極(jí)的表面效應
　　電極的表面效應分爲(wèi)表面化學反(fǎn)應、電化(huà)學(xué)和極(jí)化現象,以及(jí)電極的觸媒作用三(sān)個方面。
(1)表(biǎo)面化學反(fǎn)應。電(diàn)極表面與被測介質接觸(chù)後,爲(wèi)了抗(kàng)拒(jù)被測介質(zhì)的腐蝕(shí),往往會形成一層薄的(de)鈍化膜或(huò)氧化層。它們(men)可能(néng)會(huì)提高電(diàn)極表面的耐腐蝕性能,但也有(yǒu)可能增(zēng)加表面(miàn)接觸(chù)電阻,導緻(zhì)儀器不(bú)能正(zhèng)常(cháng)工作。
(2)電化學和極化現(xiàn)象(xiàng)。由于(yú)目前(qián)普遍采用低頻矩(jǔ)形波勵(lì)磁,雖(suī)然能(néng)減弱(ruò)極化電勢(shì)的影(yǐng)響,但并(bìng)不能完(wán)全消除極化電(diàn)勢幹擾(rǎo)的影響(xiǎng)。極化電勢與液(yè)體介質(zhì)性(xìng)質以(yǐ)及電極材料性質有關。電化學(xué)現(xiàn)象(xiàng)容易(yì)在測量過(guò)程中産生(shēng)漿液(yè)噪聲和流(liú)動噪聲(shēng),引(yǐn)起儀表輸出出現波動(dòng)現(xiàn)象。爲了避(bì)免或減小這個現象，可選配與(yǔ)被測液體(tǐ)電化(huà)學和極化電勢(shì)作用小(xiǎo)的材料(liào)以及低(dī)噪聲(shēng)電(diàn)極。
(3)觸媒(méi)作用。被(bèi)測介質在電極(jí)的觸媒作用下産(chǎn)生(shēng)化學反應(yīng)而影響測(cè)量。
3.4電極的表(biǎo)面光沽(gū)度
　　電(diàn)極接觸被測介(jiè)質的表面(miàn)對于(yú)粗(cū)糙(cāo)度要(yào)求非常高,一般(bān)都應該抛(pāo)光處(chù)理。主(zhǔ)要原因有(yǒu)三個方面(miàn):表面(miàn)光滑(huá)的(de)金屬在(zài)電解質(zhì)中抗腐(fǔ)蝕性(xìng)能較(jiào)強;表(biǎo)面粗糙的金屬,其産生的抗拒(jù)極化的氧化保(bǎo)護膜(mó)厚度不均(jun1)勻,容易被顆粒(lì)狀、纖維狀(zhuàng)等流(liú)體中(zhōng)的雜質劃(huà)破，造成變(biàn)動的(de)直流(liú)電位,影響(xiǎng)測量的穩(wěn)定性(xìng);表面粗(cū)糙(cāo)的電(diàn)極容易在測試(shì)過(guò)程中(zhōng)被被測(cè)介質中的雜質(zhì)污染,表(biǎo)面容易(yì)被雜質(zhì)附(fù)着結垢，影(yǐng)響測試效果(guǒ)。
4井(jǐng)下應(yīng)用環(huán)境分析
4.1注(zhù)水驅(qū)油
　　注(zhù)水驅(qū)油是(shì)油田應用時間(jiān)最早(zǎo)，也是應用(yòng)最多(duō)的(de)-.種(zhǒng)提高(gāo)石油采收(shōu)率的(de)方式。理(lǐ)論上往井下注人的水(shuǐ)的水質比(bǐ)較好(hǎo),但是由(yóu)于井下(xià)環境複雜(zá)，導緻(zhì)注水井中液體(tǐ)的成(chéng)分(fèn)很(hěn)複雜(zá)。除了(le)水之外,在(zài)高溫高(gāo)壓的過程中還溶(róng)解了(le)地層中的各種(zhǒng)鹽類和氣體,水(shuǐ)中含有大量hco3、s02-4.c和co2-、mg2+.sr2+,ba2+等易(yì)結垢的離(lí)子。同時水中還含有大量的懸浮的固(gù)體(tǐ)顆粒，直徑爲(wèi)1~100um。
4.2注聚合(hé)物驅油
　　聚合物(wù)驅油(yóu)的基本(běn)原(yuán)理是通過(guò)提高注人(rén)流(liú)體(tǐ)的黏(nián)度,調(diào)節油藏中油(yóu)水兩相的流(liú)度比,達到擴大波及(jí)體積的目的。聚合(hé)物驅油(yóu)用到的主(zhǔ)要聚(jù)合(hé)物爲聚丙烯(xī)酰胺(àn)(簡稱pam)、生物(wù)聚合物(黃胞.膠)和梳形(xíng)抗鹽聚(jù)合物(改性(xìng)的聚(jù)丙烯(xī)酰胺)。
4.3化學(xué)複合驅油(yóu)
　　化(huà)學(xué)複合(hé)驅油(yóu)又叫(jiào)三元複合驅油,主要(yào)利用(yòng)堿.表(biǎo)面活性劑和聚(jù)合物的協同效(xiào)應.較大幅度地提高(gāo)原(yuán)油采收(shōu)率。其(qí)中三元體系中(zhōng)的堿和表(biǎo)面活性劑(jì)均屬(shǔ)于特(tè)殊的腐蝕(shí)性介(jiè)質(zhì)。
5結論
　　油(yóu)田井(jǐng)下外流道(dào)式(shì)電(diàn)磁流量計(jì)電極的設計要(yào)考慮的因(yīn)素非常多(duō),需(xū)要根據(jù)具體(tǐ)的井下應用(yòng)環境來(lái)确定(dìng)。文中對(duì)電磁流(liú)量計電極(jí)設計(jì)中需要注意的地方進行了詳細的分析和論述,同(tóng)時(shí)對(duì)油田(tián)井下應(yīng)用(yòng)環境進行了(le)簡單的(de)介紹,對于(yú)油田(tián)井(jǐng)下環境(jìng)中應(yīng)用的(de)外流道式電磁(cí)流量(liàng)計電(diàn)極的設計(jì)具有(yǒu)一定(dìng)的參考意(yì)義(yì)。

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