1.概述

        用于注水井測(cè)試的流量計(jì)的種類很多，一般使用機(jī)械式流量計(jì)，如浮子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等，而機(jī)械流量計(jì)測(cè)試精度低，且容易砂卡，在實(shí)際應(yīng)用中往往達(dá)不到預(yù)想的效果。電磁流量計(jì)是本世紀(jì)五六十年代發(fā)展并逐步完善起來(lái)的流量?jī)x表，它是一種測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的感應(yīng)式儀表，以法拉第電磁感應(yīng)定律為最基本理論依據(jù)的高精度井下流量測(cè)量?jī)x器，可完成注水井分層注水量和吸水剖面的測(cè)定，適合每日幾方至每日上千方的注水量范圍的測(cè)試。

 

2、電磁流量計(jì)工作原理

        2.1、電磁探頭技術(shù)

        當(dāng)流體切割磁力線流動(dòng)時(shí)，流體中帶電粒子受洛侖茲力的作用形成感生電動(dòng)勢(shì)。如圖1所示。對(duì)于某種穩(wěn)定的流體而言，感生電動(dòng)勢(shì)與流體的流速成正比關(guān)系。所以只要用特制的電極測(cè)得感生電動(dòng)勢(shì)就可以得到流速，并換算出流量。測(cè)量精度不受這些環(huán)境因素直接影響，能實(shí)現(xiàn)較大流量范圍的較高精度的流量測(cè)定。

2.2低頻方波勵(lì)磁

        為了消除直流勵(lì)磁方式的極化干擾問(wèn)題，以及交流勵(lì)磁的正交干擾和同相干擾問(wèn)題，采用低頻勵(lì)磁方波方式。如圖2所示。在半個(gè)周期內(nèi)，磁場(chǎng)是恒穩(wěn)的直流磁場(chǎng)，它具有直流勵(lì)磁的待點(diǎn)，受電磁干擾很小。

        從整個(gè)時(shí)間過(guò)程來(lái)看，方波信號(hào)又是一個(gè)交變信號(hào)，所以它能克服直流勵(lì)磁易產(chǎn)生的極化現(xiàn)象。因此，低頻方波勵(lì)磁是一種比較好的勵(lì)磁方式。

        低頻方波勵(lì)磁的優(yōu)點(diǎn)有:

        (1)能避免交流磁場(chǎng)的正交電磁干擾;

        (2)消除由分布電容引起的同相干擾;

        (3)抑制交流磁場(chǎng)在管壁和流體內(nèi)部引起的電渦流;

        (4)排除直流勵(lì)磁的極化現(xiàn)象。

        鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，電磁流量計(jì)的勵(lì)磁方式選擇為低頻方波勵(lì)磁方式。

 

        2.3工作方式

        (I)聚流式

        儀器外部有密封段，所有流體都在流量計(jì)探頭內(nèi)部的均勻磁場(chǎng)中通過(guò)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

        (2)分流式

        儀器外部沒(méi)有密封段，但有扶正器使儀器居中，流體中的一部分通過(guò)儀器外部的空間流過(guò)，另一部分在流量計(jì)探頭內(nèi)部的均勻磁場(chǎng)中通過(guò)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，也稱“中心流速測(cè)量方式”。

        (3)外流式

        儀器外圍設(shè)磁感應(yīng)電極，流體在儀器外部均勻磁場(chǎng)的空間流過(guò)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，適合于注聚合物井的流速測(cè)試。

 

3.測(cè)試工藝

        3.1、聚流式測(cè)試工藝

        測(cè)量系統(tǒng)由井下存儲(chǔ)式電磁流量計(jì)和地面微機(jī)處理軟件組成。存儲(chǔ)式流量計(jì)采用外徑為2.2mm的鋼絲下井，可配加重桿。對(duì)于偏心注水井應(yīng)安裝密封段。測(cè)量結(jié)束后，將流量計(jì)通過(guò)電纜與微機(jī)的RS232通訊口連接，取出數(shù)據(jù)，完成流量的測(cè)量。聚流式測(cè)試工藝見(jiàn)圖40

        3.2、外流式測(cè)試工藝

        測(cè)量系統(tǒng)由井下直讀式電磁流量計(jì)和地面數(shù)控系統(tǒng)組成。井，有上下扶正器，可配加重桿，以便克服井口高壓。測(cè)量時(shí)，電，儀器將測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)單芯電纜傳送到地面數(shù)控儀中進(jìn)行分離，并將數(shù)據(jù)存盤(pán)，完成流量的測(cè)量。外流式測(cè)試工藝見(jiàn)圖50直讀式流量計(jì)采用小5.6mm單芯電纜下由地面數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)單芯電纜給儀器供分離的數(shù)據(jù)輸送到微機(jī)中進(jìn)行即時(shí)處理，

 

4.應(yīng)用效果

        4.1、聚流存儲(chǔ)式電磁流量計(jì)在偏心注水井的應(yīng)用

        近幾年來(lái)我們采用聚流存儲(chǔ)式電磁流量計(jì)共進(jìn)行了多井次偏心注水井分層測(cè)試，取得了合格的測(cè)試數(shù)據(jù)。驗(yàn)證了電磁流量計(jì)聚流方式測(cè)試的可靠性。。井是一口偏心注水井，共分為兩個(gè)注水層位。我們將存儲(chǔ)式電磁流量計(jì)下入井內(nèi)，在井口將注水壓力分別調(diào)整為13MPa和11.5MPa，測(cè)得不同的注水壓力下不同注水量。儀器起出后，進(jìn)行數(shù)據(jù)回放，結(jié)果見(jiàn)表10

 

        從表1中可以看出，電磁流量計(jì)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠、精度高。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中，地面控制壓力時(shí)，儀器響應(yīng)快速、平穩(wěn)。從測(cè)試流量變化曲線上來(lái)看，流量臺(tái)階較平，說(shuō)明采用電磁流量計(jì)進(jìn)行偏心注水流量測(cè)試精度高，穩(wěn)定性好，而且下并一次可同時(shí)測(cè)試幾個(gè)不同注水壓力下的流量變化，節(jié)省了大量的測(cè)試工時(shí)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了測(cè)試準(zhǔn)確率。

        4.2、外流直讀式電磁流且計(jì)在籠統(tǒng)注水中的應(yīng)用

        籠統(tǒng)注水井注人剖面測(cè)試可直接了解每一注水層位吸水量、吸水強(qiáng)度。采用外流直讀式電磁流量計(jì)進(jìn)行了多井次的注人剖面測(cè)試，取得了較好的測(cè)試數(shù)據(jù)，不僅驗(yàn)證了電磁流量計(jì)應(yīng)用于籠統(tǒng)注水井注人剖面測(cè)試的可靠性，同時(shí)為注人動(dòng)態(tài)分析及注水開(kāi)發(fā)方案的調(diào)整提供了科學(xué)依據(jù)。

 

5.技術(shù)特點(diǎn)

        通過(guò)應(yīng)用我們得出電磁流量計(jì)有以下幾個(gè)顯著的特點(diǎn):

        (1)線性度好，線性偏差小于0.1%;

        (2)量程寬，同一儀器可測(cè)量每日幾立方米到每日幾百立方米的流量;

        (3)靈敏度高，電動(dòng)勢(shì)測(cè)量的最低極限小。同一儀器可測(cè)定正、反方向的流量;

        (4)可靠性高，儀器無(wú)機(jī)械活動(dòng)部分，不會(huì)因砂卡等原因造成機(jī)械故障，降低測(cè)試的可靠性;

        (5)分辨率高，機(jī)械式因受卡片制約，因此分辨率低;

        (6)精度高，電磁流量計(jì)為1%，機(jī)械流量計(jì)為3%;

        (7)啟動(dòng)排量小，電磁流量計(jì)為0.5m3/d，機(jī)械流量計(jì)為20m3/d;

        (8連續(xù)測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，電磁流量計(jì)的連續(xù)測(cè)試時(shí)間僅與電池有關(guān)。機(jī)械式測(cè)試時(shí)間以三天為限，且因此使分辨率更低;

        (9)人為誤差小，機(jī)械式以卡片為記錄媒體，因筆劃粗細(xì)、讀卡人員的主觀視覺(jué)影響均會(huì)造成不等的人為誤差;

        (10)測(cè)試參數(shù)多，有流量、壓力、溫度三個(gè)參數(shù);

        (川可實(shí)現(xiàn)直讀測(cè)試;

        (12)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，便于數(shù)據(jù)的存放、管理、圖象隨意縮放和重新繪制。

 

 作者：電磁流量計(jì)

 版權(quán)：仕樂(lè)克儀表

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