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渦輪計量表在油田注水計量中的應用研究
發(fā)布時間:2020-12-22 09:25:18??點擊次數(shù):1605次
摘要:渦輪計量表作為一種重要的液體流量測量設備,其在工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用?;?strong>渦輪計量表良好的性能,其在油田注水計量中得到了廣泛的應用,在一定程度上保障了油氣資源的高效開發(fā)。基于此,本文分析了渦輪計量表在油田注水計量中的具體應用,有利于渦輪計量表的推廣應用,推動了工業(yè)化進程。
近年來,我國科學技術(shù)逐步進步,與此同時,渦輪計量表逐步成為很多領(lǐng)域,如工業(yè)、技術(shù)檢測等重要設備,渦輪計量表的抗腐蝕性較好,其在應用中具有可靠性等優(yōu)勢,使得其在未來將具有良好的應用前景。油田注水計量也屬于液體測量的范疇,因此,其應用可以取得良好的應用效果,提高油田注水計量結(jié)果的準確性與有效性,為油田開發(fā)等提供重要的參考與借鑒,有效地發(fā)揮了渦輪計量表的價值。
1 渦輪計量表的相關(guān)概述
1.1 渦輪計量表的組成
從渦輪計量表的構(gòu)成來看,其主要包含了傳感器與轉(zhuǎn)換器兩部分,在實際工作中,主要是以法拉*電磁感應定律為基礎,能夠?qū)崿F(xiàn)在電導率在 5μS/cm 以上的導電液體體積流量的測量,因此,從渦輪計量表的應用來看,其屬于一種感應式儀表,可以直接用于導電介質(zhì)體積流量的測量。另外,渦輪計量表不僅可以用于導電液體體積流量的測量,還可以用于強酸、強堿等液體以及泥漿、礦漿等液固兩相懸浮液體體積流量的測量,因此,基于其測量對象的廣泛性,渦輪計量表被廣泛地應用于各行各業(yè)中,如石油、化工、冶金、環(huán)保、造紙等領(lǐng)域。
1.2 渦輪計量表的基本原理
渦輪計量表的產(chǎn)生主要是基于法拉*電磁感應定律。在渦輪計量表的應用中,磁路系統(tǒng)會在流量計運行過程中逐步出現(xiàn)直流磁場與交流磁場,該磁場的產(chǎn)生為后期的測量提供了良好的前提條件,營造了測量所需的磁場環(huán)境,因此,在渦輪計量表應用時,一旦被測液體在導管中經(jīng)過該磁場環(huán)境時,必然會產(chǎn)生一定的切割磁力線運動,在這種情況下,電*傳感器就會發(fā)揮其作用,將導管內(nèi)的流量轉(zhuǎn)換為感應電勢信號,隨后此轉(zhuǎn)換形成的信號逐步被傳遞給轉(zhuǎn)換器。而轉(zhuǎn)換器更是可以將所獲得的流量信號等加以處理,通過分析、對比等,轉(zhuǎn)換器會將該信號變?yōu)闃藴市盘?,隨后將該信號輸出給積算儀,進一步進行信號的處理,這些處理以后的信號*終會在渦輪計量表的儀表中顯示,呈現(xiàn)*終的流量測量結(jié)果,其基本的流程如圖 1 所示。
2 渦輪計量表在油田注水計量中的應用
以某油田為例,該油田擁有注水 7 座,大口徑(超過0.2m)注水渦輪計量表達到將近 40 臺,日注工業(yè)污水達到了 9.8 萬噸。隨著渦輪計量表應用年限的延長,注水渦輪計量表測量的準確度遠遠無法滿足油田測量的準確度要求,在渦輪計量表的應用中,常常受到諸多方面因素的影響,導致渦輪計量表測量的準確度不高。因此,在這種情況下,必須針對可能引發(fā)測量偏差的因素進行分析,從而進行渦輪計量表的改進,提高測量的精度。
2.1 渦輪計量表的選用
為保證油田開采工作的順利進行,在渦輪計量表的選擇中,應根據(jù)油田注水的實際情況,對流量計口徑、外殼防護等級、輸出信號等加以科學確定。具體來說,主要包含以下方面:(1)流量計口徑:渦輪計量表安裝口徑具有單一性,在這種情況下,不需要進行口徑的選擇,往往只需要掌握現(xiàn)場管道的材質(zhì)、外徑等相關(guān)的情況。(2)外殼防護等級。一般情況下,渦輪計量表本身的類型較多,一體式流量計與分體式流量計的外殼防護等級等存在差異性,在實際的選用中,需要以設計要求為基準進行選擇。(3)分體式流量計。如果油田注水環(huán)境相對惡劣,比如存在積水、腐蝕、高溫、強烈振動等情況下,應選用分體式流量計,在此情況下,轉(zhuǎn)換器與傳感器之間往往只需要通過一根電纜連接處理,而電纜的長度必須經(jīng)由測量獲得。(4)輸出信號。一般情況下,渦輪計量表的輸出信號主要有三種:4 ~ 20mADC、0 ~1kHz、RS485。在實際的應用中,需要以油田注水計量的實際要求為主。
2.2 安裝要求
將渦輪計量表應用于油田注水計量中,必須遵守相應的安裝要求,具體來說,主要包含了以下方面:(1)流量計的安裝場所要避免將其安裝在溫度*端變化、高溫輻射的區(qū)域內(nèi),如果無法選擇安裝的場所,必須采取必要的隔熱、通風等措施。(2)在渦輪計量表的安裝過程中,*好將其安裝于室內(nèi),如果沒有條件,在室外安裝時必須做好相應的防水處理等,避免流量計受到雨淋與太陽暴曬等,尤其要做好防潮、防曬等處理措施。(3)渦輪計量表在安裝過程中要避免將其安裝于含有腐蝕性氣體的環(huán)境中,否則會引發(fā)流量計的腐蝕,對測量結(jié)果產(chǎn)生一定的干擾,因此,必須做好相應的通風處理。(4)渦輪計量表安裝過程中,為了保證后期維護等的便捷性,必須保證安裝空間足夠大。(5)在安裝區(qū)域內(nèi),要做好相應的抗干擾處理,避免強磁場、振動源等對測量結(jié)果產(chǎn)生的不利影響。(6)為維持渦輪計量表良好的運行狀態(tài),保證其測量結(jié)果的準確性與有效性,必須對傳感器做好相應的接地處理,避免外部其他因素,比如寄生電勢等對測量產(chǎn)生的干擾。一般情況下,接地電阻需要在10Ω以下,如果是金屬管道,且其接地狀態(tài)良好,在渦輪計量表的安裝過程中不需要專門進行接地裝置的設置。(7)為保證渦輪計量表計量結(jié)果的準確性,必須要保證管道內(nèi)流體的飽和。(8)傳感器頭部要避免氣泡的積聚。
2.4 工程約規(guī)
在渦輪計量表的安裝與使用中,如果其安裝在塑料管道上,必須保證在流量計的上下游安裝至少兩個的接地電*,并在流量計的一定區(qū)域內(nèi)布置相應的接地點,使得兩個接地電*與流量計本體短接,保證其接地處理效果;一般情況下,*好將流量計安裝在流體從下至上流動的垂直管線上,如果是水平管線上的安裝,必須保證下游管線位置略高于流量計的位置;對于流量計上游有截門的情況,必須保證管道之間的直徑距離符合要求;如果流量計附近存在大功率的電氣設備,就要對該電氣設備做好相應的接地處理,比如,如果附近存在變壓器等,需要重新選擇渦輪計量表的安裝位置;由于渦輪計量表的探頭斷面是塑料材質(zhì),在安裝過程中,要防碰防摔;流量計在安裝過程中,要保證箭頭方向與流體方向相同,做好電源、信號線的連接檢查;接線結(jié)束以后,必須保證前后表蓋、電纜接口處的防水接口擰緊,避免雨水的浸入;為避免干擾,必須在渦輪計量表中設置相應的屏蔽層,對信號線屏蔽層而言,其必須保證單端接地的處理效果。
2.5 渦輪計量表新技術(shù)
在本油田注水計量中,應用 LDC/200 渦輪計量表,其應用效果明顯,提高了注水流量計量的準確性,計量誤差*小。另外,由于該渦輪計量表還具有測量信號的遠傳功能,這就使得其在應用中可以為油田注水站的自動化生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)提供相應的技術(shù)支持。該渦輪計量表的應用實現(xiàn)了工藝流程的改進,保證了油田正常的開采活動。
3 結(jié)語
渦輪計量表在油田注水計量中得到了較為普遍的應用,為保證計量結(jié)果的準確性與有效性,在渦輪計量表的安裝與使用上必須遵守相應的安裝與操作規(guī)范,避免各種干擾因素對計量產(chǎn)生的不利影響,將計量誤差控制在合理的范圍內(nèi),發(fā)揮渦輪計量表的功效。
近年來,我國科學技術(shù)逐步進步,與此同時,渦輪計量表逐步成為很多領(lǐng)域,如工業(yè)、技術(shù)檢測等重要設備,渦輪計量表的抗腐蝕性較好,其在應用中具有可靠性等優(yōu)勢,使得其在未來將具有良好的應用前景。油田注水計量也屬于液體測量的范疇,因此,其應用可以取得良好的應用效果,提高油田注水計量結(jié)果的準確性與有效性,為油田開發(fā)等提供重要的參考與借鑒,有效地發(fā)揮了渦輪計量表的價值。
1 渦輪計量表的相關(guān)概述
1.1 渦輪計量表的組成
從渦輪計量表的構(gòu)成來看,其主要包含了傳感器與轉(zhuǎn)換器兩部分,在實際工作中,主要是以法拉*電磁感應定律為基礎,能夠?qū)崿F(xiàn)在電導率在 5μS/cm 以上的導電液體體積流量的測量,因此,從渦輪計量表的應用來看,其屬于一種感應式儀表,可以直接用于導電介質(zhì)體積流量的測量。另外,渦輪計量表不僅可以用于導電液體體積流量的測量,還可以用于強酸、強堿等液體以及泥漿、礦漿等液固兩相懸浮液體體積流量的測量,因此,基于其測量對象的廣泛性,渦輪計量表被廣泛地應用于各行各業(yè)中,如石油、化工、冶金、環(huán)保、造紙等領(lǐng)域。
1.2 渦輪計量表的基本原理
渦輪計量表的產(chǎn)生主要是基于法拉*電磁感應定律。在渦輪計量表的應用中,磁路系統(tǒng)會在流量計運行過程中逐步出現(xiàn)直流磁場與交流磁場,該磁場的產(chǎn)生為后期的測量提供了良好的前提條件,營造了測量所需的磁場環(huán)境,因此,在渦輪計量表應用時,一旦被測液體在導管中經(jīng)過該磁場環(huán)境時,必然會產(chǎn)生一定的切割磁力線運動,在這種情況下,電*傳感器就會發(fā)揮其作用,將導管內(nèi)的流量轉(zhuǎn)換為感應電勢信號,隨后此轉(zhuǎn)換形成的信號逐步被傳遞給轉(zhuǎn)換器。而轉(zhuǎn)換器更是可以將所獲得的流量信號等加以處理,通過分析、對比等,轉(zhuǎn)換器會將該信號變?yōu)闃藴市盘?,隨后將該信號輸出給積算儀,進一步進行信號的處理,這些處理以后的信號*終會在渦輪計量表的儀表中顯示,呈現(xiàn)*終的流量測量結(jié)果,其基本的流程如圖 1 所示。
2 渦輪計量表在油田注水計量中的應用
以某油田為例,該油田擁有注水 7 座,大口徑(超過0.2m)注水渦輪計量表達到將近 40 臺,日注工業(yè)污水達到了 9.8 萬噸。隨著渦輪計量表應用年限的延長,注水渦輪計量表測量的準確度遠遠無法滿足油田測量的準確度要求,在渦輪計量表的應用中,常常受到諸多方面因素的影響,導致渦輪計量表測量的準確度不高。因此,在這種情況下,必須針對可能引發(fā)測量偏差的因素進行分析,從而進行渦輪計量表的改進,提高測量的精度。
2.1 渦輪計量表的選用
為保證油田開采工作的順利進行,在渦輪計量表的選擇中,應根據(jù)油田注水的實際情況,對流量計口徑、外殼防護等級、輸出信號等加以科學確定。具體來說,主要包含以下方面:(1)流量計口徑:渦輪計量表安裝口徑具有單一性,在這種情況下,不需要進行口徑的選擇,往往只需要掌握現(xiàn)場管道的材質(zhì)、外徑等相關(guān)的情況。(2)外殼防護等級。一般情況下,渦輪計量表本身的類型較多,一體式流量計與分體式流量計的外殼防護等級等存在差異性,在實際的選用中,需要以設計要求為基準進行選擇。(3)分體式流量計。如果油田注水環(huán)境相對惡劣,比如存在積水、腐蝕、高溫、強烈振動等情況下,應選用分體式流量計,在此情況下,轉(zhuǎn)換器與傳感器之間往往只需要通過一根電纜連接處理,而電纜的長度必須經(jīng)由測量獲得。(4)輸出信號。一般情況下,渦輪計量表的輸出信號主要有三種:4 ~ 20mADC、0 ~1kHz、RS485。在實際的應用中,需要以油田注水計量的實際要求為主。
2.2 安裝要求
將渦輪計量表應用于油田注水計量中,必須遵守相應的安裝要求,具體來說,主要包含了以下方面:(1)流量計的安裝場所要避免將其安裝在溫度*端變化、高溫輻射的區(qū)域內(nèi),如果無法選擇安裝的場所,必須采取必要的隔熱、通風等措施。(2)在渦輪計量表的安裝過程中,*好將其安裝于室內(nèi),如果沒有條件,在室外安裝時必須做好相應的防水處理等,避免流量計受到雨淋與太陽暴曬等,尤其要做好防潮、防曬等處理措施。(3)渦輪計量表在安裝過程中要避免將其安裝于含有腐蝕性氣體的環(huán)境中,否則會引發(fā)流量計的腐蝕,對測量結(jié)果產(chǎn)生一定的干擾,因此,必須做好相應的通風處理。(4)渦輪計量表安裝過程中,為了保證后期維護等的便捷性,必須保證安裝空間足夠大。(5)在安裝區(qū)域內(nèi),要做好相應的抗干擾處理,避免強磁場、振動源等對測量結(jié)果產(chǎn)生的不利影響。(6)為維持渦輪計量表良好的運行狀態(tài),保證其測量結(jié)果的準確性與有效性,必須對傳感器做好相應的接地處理,避免外部其他因素,比如寄生電勢等對測量產(chǎn)生的干擾。一般情況下,接地電阻需要在10Ω以下,如果是金屬管道,且其接地狀態(tài)良好,在渦輪計量表的安裝過程中不需要專門進行接地裝置的設置。(7)為保證渦輪計量表計量結(jié)果的準確性,必須要保證管道內(nèi)流體的飽和。(8)傳感器頭部要避免氣泡的積聚。
2.4 工程約規(guī)
在渦輪計量表的安裝與使用中,如果其安裝在塑料管道上,必須保證在流量計的上下游安裝至少兩個的接地電*,并在流量計的一定區(qū)域內(nèi)布置相應的接地點,使得兩個接地電*與流量計本體短接,保證其接地處理效果;一般情況下,*好將流量計安裝在流體從下至上流動的垂直管線上,如果是水平管線上的安裝,必須保證下游管線位置略高于流量計的位置;對于流量計上游有截門的情況,必須保證管道之間的直徑距離符合要求;如果流量計附近存在大功率的電氣設備,就要對該電氣設備做好相應的接地處理,比如,如果附近存在變壓器等,需要重新選擇渦輪計量表的安裝位置;由于渦輪計量表的探頭斷面是塑料材質(zhì),在安裝過程中,要防碰防摔;流量計在安裝過程中,要保證箭頭方向與流體方向相同,做好電源、信號線的連接檢查;接線結(jié)束以后,必須保證前后表蓋、電纜接口處的防水接口擰緊,避免雨水的浸入;為避免干擾,必須在渦輪計量表中設置相應的屏蔽層,對信號線屏蔽層而言,其必須保證單端接地的處理效果。
2.5 渦輪計量表新技術(shù)
在本油田注水計量中,應用 LDC/200 渦輪計量表,其應用效果明顯,提高了注水流量計量的準確性,計量誤差*小。另外,由于該渦輪計量表還具有測量信號的遠傳功能,這就使得其在應用中可以為油田注水站的自動化生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)提供相應的技術(shù)支持。該渦輪計量表的應用實現(xiàn)了工藝流程的改進,保證了油田正常的開采活動。
3 結(jié)語
渦輪計量表在油田注水計量中得到了較為普遍的應用,為保證計量結(jié)果的準確性與有效性,在渦輪計量表的安裝與使用上必須遵守相應的安裝與操作規(guī)范,避免各種干擾因素對計量產(chǎn)生的不利影響,將計量誤差控制在合理的范圍內(nèi),發(fā)揮渦輪計量表的功效。