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电磁流量计在油田注水计量中的应用研究

来源:www.sancdc.com作者:发表时间:2020-02-22

             摘要:电磁流量计作为一种重要的液体流量测量设备,其在工业等领域发挥着重要的作用。基于电磁流量计良好的性能,其在油田注水计量中得到了广泛的应用,在一定程度上保障了油气资源的高效开发。基于此,本文分析了电磁流量计在油田注水计量中的具体应用,有利于电磁流量计的推广应用,推动了工业化进程。
             近年来,我国科学技术逐步进步,与此同时,电磁流量计逐步成为很多领域,如工业、技术检测等重要设备,电磁流量计的抗腐蚀性较好,其在应用中具有可靠性等优势,使得其在未来将具有良好的应用前景。油田注水计量也属于液体测量的范畴,因此,其应用可以取得良好的应用效果,提高油田注水计量结果的准确性与有效性,为油田开发等提供重要的参考与借鉴,有效地发挥了电磁流量计的价值。
1  电磁流量计的相关概述
1.1  电磁流量计的组成
             从电磁流量计的构成来看,其主要包含了传感器与转换器两部分,在实际工作中,主要是以法拉第电磁感应定律为基础,能够实现在电导率在 5μS/cm 以上的导电液体体积流量的测量,因此,从电磁流量计的应用来看,其属于一种感应式仪表,可以直接用于导电介质体积流量的测量。另外,电磁流量计不仅可以用于导电液体体积流量的测量,还可以用于强酸、强碱等液体以及泥浆、矿浆等液固两相悬浮液体体积流量的测量,因此,基于其测量对象的广泛性,电磁流量计被广泛地应用于各行各业中,如石油、化工、冶金、环保、造纸等领域。
1.2  电磁流量计的基本原理
             电磁流量计的产生主要是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计的应用中,磁路系统会在流量计运行过程中逐步出现直流磁场与交流磁场,该磁场的产生为后期的测量提供了良好的前提条件,营造了测量所需的磁场环境,因此,在电磁流量计应用时,一旦被测液体在导管中经过该磁场环境时,必然会产生一定的切割磁力线运动,在这种情况下,电极传感器就会发挥其作用,将导管内的流量转换为感应电势信号,随后此转换形成的信号逐步被传递给转换器。而转换器更是可以将所获得的流量信号等加以处理,通过分析、对比等,转换器会将该信号变为标准信号,随后将该信号输出给积算仪,进一步进行信号的处理,这些处理以后的信号最终会在电磁流量计的仪表中显示,呈现最终的流量测量结果,其基本的流程如图 1 所示。
电磁流量计工作流程
2  电磁流量计在油田注水计量中的应用
             以某油田为例,该油田拥有注水 7 座,大口径(超过0.2m)注水电磁流量计达到将近 40 台,日注工业污水达到了 9.8 万吨。随着电磁流量计应用年限的延长,注水电磁流量计测量的准确度远远无法满足油田测量的准确度要求,在电磁流量计的应用中,常常受到诸多方面因素的影响,导致电磁流量计测量的准确度不高。因此,在这种情况下,必须针对可能引发测量偏差的因素进行分析,从而进行电磁流量计的改进,提高测量的精度。
2.1  电磁流量计的选用
             为保证油田开采工作的顺利进行,在电磁流量计的选择中,应根据油田注水的实际情况,对流量计口径、外壳防护等级、输出信号等加以科学确定。具体来说,主要包含以下方面:(1)流量计口径:电磁流量计安装口径具有单一性,在这种情况下,不需要进行口径的选择,往往只需要掌握现场管道的材质、外径等相关的情况。(2)外壳防护等级。一般情况下,电磁流量计本身的类型较多,一体式流量计与分体式流量计的外壳防护等级等存在差异性,在实际的选用中,需要以设计要求为基准进行选择。(3)分体式流量计。如果油田注水环境相对恶劣,比如存在积水、腐蚀、高温、强烈振动等情况下,应选用分体式流量计,在此情况下,转换器与传感器之间往往只需要通过一根电缆连接处理,而电缆的长度必须经由测量获得。(4)输出信号。一般情况下,电磁流量计的输出信号主要有三种:4 ~ 20mADC、0 ~1kHz、RS485。在实际的应用中,需要以油田注水计量的实际要求为主。
2.2  安装要求
             将电磁流量计应用于油田注水计量中,必须遵守相应的安装要求,具体来说,主要包含了以下方面:(1)流量计的安装场所要避免将其安装在温度极端变化、高温辐射的区域内,如果无法选择安装的场所,必须采取必要的隔热、通风等措施。(2)在电磁流量计的安装过程中,最好将其安装于室内,如果没有条件,在室外安装时必须做好相应的防水处理等,避免流量计受到雨淋与太阳暴晒等,尤其要做好防潮、防晒等处理措施。(3)电磁流量计在安装过程中要避免将其安装于含有腐蚀性气体的环境中,否则会引发流量计的腐蚀,对测量结果产生一定的干扰,因此,必须做好相应的通风处理。(4)电磁流量计安装过程中,为了保证后期维护等的便捷性,必须保证安装空间足够大。(5)在安装区域内,要做好相应的抗干扰处理,避免强磁场、振动源等对测量结果产生的不利影响。(6)为维持电磁流量计良好的运行状态,保证其测量结果的准确性与有效性,必须对传感器做好相应的接地处理,避免外部其他因素,比如寄生电势等对测量产生的干扰。一般情况下,接地电阻需要在10Ω 以下,如果是金属管道,且其接地状态良好,在电磁流量计的安装过程中不需要专门进行接地装置的设置。(7)为保证电磁流量计计量结果的准确性,必须要保证管道内流体的饱和。(8)传感器头部要避免气泡的积聚。
2.4  工程约规
             在电磁流量计的安装与使用中,如果其安装在塑料管道上,必须保证在流量计的上下游安装至少两个的接地电极,并在流量计的一定区域内布置相应的接地点,使得两个接地电极与流量计本体短接,保证其接地处理效果;一般情况下,最好将流量计安装在流体从下至上流动的垂直管线上,如果是水平管线上的安装,必须保证下游管线位置略高于流量计的位置;对于流量计上游有截门的情况,必须保证管道之间的直径距离符合要求;如果流量计附近存在大功率的电气设备,就要对该电气设备做好相应的接地处理,比如,如果附近存在变压器等,需要重新选择电磁流量计的安装位置;由于电磁流量计的探头断面是塑料材质,在安装过程中,要防碰防摔;流量计在安装过程中,要保证箭头方向与流体方向相同,做好电源、信号线的连接检查;接线结束以后,必须保证前后表盖、电缆接口处的防水接口拧紧,避免雨水的浸入;为避免干扰,必须在电磁流量计中设置相应的屏蔽层,对信号线屏蔽层而言,其必须保证单端接地的处理效果。
2.5  电磁流量计新技术
             在本油田注水计量中,应用 LDC/200 电磁流量计,其应用效果明显,提高了注水流量计量的准确性,计量误差极小。另外,由于该电磁流量计还具有测量信号的远传功能,这就使得其在应用中可以为油田注水站的自动化生产监控系统提供相应的技术支持。该电磁流量计的应用实现了工艺流程的改进,保证了油田正常的开采活动。
3  结语
             电磁流量计在油田注水计量中得到了较为普遍的应用,为保证计量结果的准确性与有效性,在电磁流量计的安装与使用上必须遵守相应的安装与操作规范,避免各种干扰因素对计量产生的不利影响,将计量误差控制在合理的范围内,发挥电磁流量计的功效。