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科普知識
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渦街流量計

油田注水井流量計現(xiàn)場應(yīng)用效果分析

發(fā)布日期:2022-04-27 點擊率:70


摘  要: 本文分析了油田套損區(qū)注水井流量計目前狀況,介紹了四種流量計的工作原理,并通過對34口注水井流量計的應(yīng)用情況進(jìn)行跟蹤對比,論述了高壓干式水表出現(xiàn)負(fù)偏差的原因、機(jī)械傳動與電子技術(shù)結(jié)合后的優(yōu)缺點,旋渦流量計的應(yīng)用狀況,提出了旋渦流量計完全代替高壓干式水表設(shè)想,對避免因儀表誤差影響油田注水、提高注水質(zhì)量有一定的指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵字: 注水井 流量計 效果

1 幾種流量計的工作原理及特性

1.1 普通高壓干式水表。注水井高壓干式水表基本上采用角接式,少量為高壓旋渦流量計。工作原理是通過液體的動能使葉輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),葉輪的旋轉(zhuǎn)帶動磁聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn),使磁鋼產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,旋轉(zhuǎn)磁場帶動磁片轉(zhuǎn)動使其計數(shù)。在流量范圍內(nèi)葉輪的轉(zhuǎn)速可看成與流量成正比。

1.2 LGZ系列智能數(shù)顯水表。在普通高壓干式注水表的基礎(chǔ)上,改進(jìn)了軸承材質(zhì),提高了石墨襯套的耐磨性能,采用了電子顯示表頭,克服了普通高壓干式水表計數(shù)器存在的磨損老化,丟轉(zhuǎn)且不帶瞬時水量的缺點。利用電磁感應(yīng)原理將水表芯子葉輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電信號,處理后進(jìn)入微電腦,計算后顯示累積和瞬時流量。

1.3 LSH系列電子水表。LSH系列電子水表為速度類流量儀表,利用葉輪旋轉(zhuǎn)時的角速度與流量成正比關(guān)系原理。葉輪的轉(zhuǎn)動通過葉輪軸上端環(huán)形磁鋼,把磁力傳遞給隔板上側(cè)的磁傳感器,磁傳感器感應(yīng)出的頻率信號經(jīng)放大、濾波、整形、脈寬處理等電路后以方波信號輸出,經(jīng)CMOS集成電路顯示器,分別顯示累積流量和瞬時流量。

1.4 LUB系列旋渦流量計。LUB系列旋渦流量計可分為普通型、文丘利型,它根據(jù)卡門和斯特羅哈爾旋渦產(chǎn)生及其與流量關(guān)系理論設(shè)計的。

工作原理是當(dāng)流體以一定流速流經(jīng)設(shè)置在流場中的旋渦發(fā)生體時,在柱體的下游產(chǎn)生一對交替出現(xiàn)的而且排列整齊的渦街,先在柱體的一側(cè)產(chǎn)生,繼而在另一側(cè)產(chǎn)生。得出產(chǎn)生渦街的頻率和流體的流速成正比關(guān)系式:f=StV/d。

f—旋渦分離頻率;V—流體流速;St—斯特哈爾常數(shù);d—柱體迎流面寬度。

測出旋渦的分離頻率,就可獲得流體流速V,從而得出流量。

該流量計管內(nèi)無可動部件,流量范圍寬,壓力損失小,穩(wěn)定性好,內(nèi)部電池供電,有斷電保護(hù)功能,安裝簡便,維修率低,線性度好等優(yōu)點。

2 現(xiàn)場應(yīng)用及結(jié)果分析

2.1 注水井流量計現(xiàn)狀。2010年3月份,對34口注水井的注水表進(jìn)行同時更換,其中溫州歐海自動化儀表廠生產(chǎn)的高壓旋渦流量計2口,安徽金大儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的LGZ系列智能數(shù)顯高壓水表4口,溫州精華石化儀表廠生產(chǎn)的LSH系列電子水表2口,普通高壓干式水表26口。

2.2 2010年9月34口注水井注水表檢定情況。2010年9月為了檢查流量計的工作狀況,把34塊流量計送計量局檢定,按照檢定標(biāo)準(zhǔn),注水表在 公稱流量、分界流量和最小流量三個流量點上檢定,按照合格表的示值誤差標(biāo)準(zhǔn),公稱流量為(15m3/h)±2%,分界流量(4.5m3/h)±3%,最小流量(1.2m3/h)±5%。檢定結(jié)果為,高壓干式水表26塊,合格12,不合格14塊,合格率為46%,試驗水表8塊,檢定8塊,合格8塊,合格率100%。

2.3 第一次檢定結(jié)果分析。

2.3.1 普通高壓干式水表負(fù)偏差原因。①注水井注入過程中壓力較大,一般泵壓在14MPa左右,油壓在12MPa左右,壓力波動時震動大,使計數(shù)器與磁鋼產(chǎn)生空隙,并且有3塊水表計數(shù)器底部金屬殼不平,使計數(shù)器不能完全接觸磁鋼,產(chǎn)生丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象,出現(xiàn)負(fù)偏差,這種情況較為普遍。②高壓干式水表塑料葉輪與中心軸高速旋轉(zhuǎn),由于塑料葉輪易磨損,影響葉輪的正常旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生偏磨現(xiàn)象,使葉輪發(fā)卡,產(chǎn)生過水不轉(zhuǎn),檢定發(fā)現(xiàn)有4塊配注量較高的水井水表發(fā)卡現(xiàn)象,出現(xiàn)負(fù)偏差。③腐蝕嚴(yán)重使葉輪相對銅殼體間隙增大。由于注水井注入的是污水,里面不可避免有污油、雜質(zhì)及聚合物等對銅殼體產(chǎn)生腐蝕,有3塊出現(xiàn)因為漏失產(chǎn)生的負(fù)偏差。

2.3.2 LGZ系列智能數(shù)顯高壓水表和LSH系列電子水表負(fù)偏差較小原因。①動軸承原為塑料件改成石墨,增強(qiáng)耐磨性,克服了塑料易磨損的缺點,提高了傳動精度。②改進(jìn)了密封圈的材質(zhì),克服普通高壓干式水表密封不嚴(yán)的缺點。③采用了電子顯示表頭,一定程度上克服了普通高壓干式水表計數(shù)器存在的老化丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

2.3.3 LUB系列旋渦流量計偏差較小原因。LUB系列旋渦流量計無可動部件,壓力損失較小,具有良好的線形度,所以誤差較小。因此,與高壓干式注水表相比,具有明顯優(yōu)越性。

2.4 2011年1月份8塊試驗檢定結(jié)果。2011年1月,為了檢查試驗水表的性能,我隊把8塊試驗水表送到設(shè)計院儀表檢定室。

從兩次檢定對比,得出如下結(jié)論:①LGZ系列智能數(shù)顯高壓水表和LSH系列電子水表經(jīng)過一年的使用負(fù)偏差變大,合格率下降,說明這類機(jī)械傳動與電子技術(shù)相結(jié)合的水表雖然對機(jī)械傳動部分作了改進(jìn),采用了電子顯示表頭,仍不能完全克服普通高壓干式水表的缺點,因此,不能滿足現(xiàn)場要求。②溫州歐海自動化儀表廠生產(chǎn)的高壓旋渦流量計連續(xù)運行12個月沒出現(xiàn)任何故障,累積流量、瞬時流量顯示正常,基本誤差在設(shè)計的范圍之內(nèi),較好地滿足了注水井的計量要求。

3 結(jié)論

3.1 目前應(yīng)用的高壓干式水表不能滿足現(xiàn)場要求,特別是進(jìn)入特高含水階段后,層間矛盾突出,穩(wěn)油控水難度加大,需要提高計量精度,加強(qiáng)注水井調(diào)整力度。

3.2 提高傳動裝置性能、機(jī)械傳動與電子技術(shù)結(jié)合能提高水表的計量精度,但使用壽命較短,性價比不合理,仍然滿足不了現(xiàn)場需要。

3.3 高壓旋渦流量計完全可以取代高壓干式水表。

參考文獻(xiàn):
[1]注水井、注入井流量計情況分析[C]//優(yōu)秀論文集,2002.

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