埕島油田電磁流量計(jì)常見故障及處理
埕島油田電磁流量計(jì)常見故障及處理
摘要：本文介紹了電磁流量計(jì)工作原理，并就埕島油田電磁流量計(jì)大面積故障的原因進(jìn)行診斷分析，提出相應(yīng)削減措施及一些電磁流量計(jì)
改進(jìn)方面的內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：埕島油田；電磁流量計(jì)；故障；原因；改進(jìn)
一、埕島油田電磁流量計(jì)的使用現(xiàn)狀
埕島油田生產(chǎn)方式主要以無人職守的衛(wèi)星平臺(tái)為主，其注水量的控制主要靠調(diào)節(jié)電磁流量計(jì)來實(shí)現(xiàn)。埕島油田注水流量計(jì)采用的是德國科隆公司生產(chǎn)的型號(hào)為 IFM4080K/F型電磁流量計(jì)。該電磁流量計(jì)自 1998年投入使用后，由于受到海上潮濕、鹽霧、平臺(tái)晃動(dòng)等不利工況影響，特別是埕島油田注水水源是處理后的海水（懸浮物含量高、含氧量高，含鹽量高），導(dǎo)致部分衛(wèi)星平臺(tái)電磁流量計(jì)損壞嚴(yán)重，諸如 CB25D-6注水井注水流量計(jì)顯示數(shù)值偏大，CB1A-4注水井注水流量計(jì)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移，CB6B-5D注水井注水流量計(jì)顯示滿量程等一系列問題。
二、電磁流量計(jì)工作原理
電磁流量計(jì)又稱做 EMF，EMF的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如圖 1所示，導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)，與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的方向按“弗來明右手規(guī)則”，其值如下式：
E=KBVD（1）
式中： E——
—感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即流量信號(hào)，V； K——
—儀表常數(shù)； B——
—磁感應(yīng)強(qiáng)度，T； D——
—測(cè)量管內(nèi)徑，m； V——
—平均流速，m/s。
測(cè)量流量時(shí)，流體流過垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)，導(dǎo)電性液體的流動(dòng)感應(yīng)出一個(gè)與平均流速（即體積流量）成正比的電壓，此電壓通過兩個(gè)與液體直接接觸的電極檢出，傳至放大器，然后轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的輸出信號(hào)。
三、海上電磁流量計(jì)常見故障原因分析及處理
1．海上電磁流量計(jì)常見故障
在海上這一特殊環(huán)境下，潮濕、鹽霧等原因使流量計(jì)銹蝕嚴(yán)重，且注水的水源是海水，與淡水相比，對(duì)流量計(jì)腐蝕更強(qiáng)、易出現(xiàn)問題。目前，電磁流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用過程中，主要出現(xiàn)以下幾種故障現(xiàn)象：
①無流量信號(hào)；②輸出晃動(dòng)；③零點(diǎn)漂移；④流量顯示值與實(shí)際值不符； ⑤輸出信號(hào)滿量程。
2．故障原因分析及處理
（1）無流量信號(hào)輸出現(xiàn)象。這一現(xiàn)象海上電磁流量計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)，判斷故障的方法為，首先確認(rèn)己接入電源，再檢查電源各部分，是否是電路方面的原因，一般這種原因較少。排除電路方面的原因后，考慮磁極跟流體能否充分接觸，出現(xiàn)這類情況主要原因是注水水質(zhì)差，含有懸浮固相或污臟體，且海水含鹽度比較高，流量計(jì)內(nèi)壁的磁極被附著在上面的雜質(zhì)覆蓋或者因?yàn)榱髁坑?jì)內(nèi)壁結(jié)垢后覆蓋了磁極所致；還有就是有些流量計(jì)年久失修，傳感器零部件或者轉(zhuǎn)換器元件損壞。例如 CB1B-2注水井流量計(jì)出現(xiàn)無顯示情況，經(jīng)檢查原因?yàn)閮?nèi)壁磁極已經(jīng)被垢所覆蓋，已經(jīng)不能正常接觸流體，對(duì)流量計(jì)內(nèi)壁進(jìn)行除垢后，流量計(jì)恢復(fù)正常。針對(duì)上述情況，我們定期對(duì)電磁流量計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)，并且加強(qiáng)日常的維護(hù)、保養(yǎng)工作，包括對(duì)儀表內(nèi)壁進(jìn)行清理，去除污物、垢體，讓流體與磁極充分接觸，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率；對(duì)銹蝕比較嚴(yán)重的傳感器零部件或者轉(zhuǎn)換器元件及時(shí)更換，確保流量計(jì)的正常使用。
（2）輸出晃動(dòng)現(xiàn)象。
CB20A-9注水井智能電磁流量計(jì)曾出現(xiàn)輸出晃動(dòng)，生產(chǎn)平臺(tái)上受外界電磁干擾的狀況比較少，被外界雜散電流等電、磁干擾的可能性比較小，一般在注水壓力比較小的情況下，水不能充滿整個(gè)管線或者管線內(nèi)含有大量氣泡時(shí)，如實(shí)反應(yīng)了流量計(jì)內(nèi)部液體的流動(dòng)狀況，就會(huì)出現(xiàn)流量計(jì)輸出晃動(dòng)現(xiàn)象，再者當(dāng)管道內(nèi)水含有電導(dǎo)率不均勻的顆?；蚶w維時(shí)也會(huì)出現(xiàn)這種情況，而不是流量計(jì)本身出現(xiàn)了故障。我們?cè)陔姶帕髁坑?jì)安裝時(shí)必須保證電極所在平面與地面偏心平行，并且盡量避免由于電磁流量計(jì)上游的設(shè)備操作所產(chǎn)生的氣泡帶入流量計(jì)。同時(shí)應(yīng)當(dāng)使流量計(jì)有良好的工作接地，即將通過電磁流量計(jì)內(nèi)的流體可靠接地,使流體電位與地電位相同,實(shí)現(xiàn)傳感器的基準(zhǔn)電位、轉(zhuǎn)換器 /放大器的基準(zhǔn)電位與被測(cè)流體電位相同。工作接地應(yīng)堅(jiān)持“單點(diǎn)接地”,不能用公共接地線接地,接地應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電器接地、避雷接地以及其它設(shè)備的保護(hù)接地。在條件允許的情況下，盡量提高中心二號(hào)平臺(tái)注水水質(zhì)，即盡量減少水質(zhì)對(duì)流量計(jì)的影響。
（3）出現(xiàn)零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。海上許多流量計(jì)都出現(xiàn)過類似情況，諸如 CB1A-4注水井流量計(jì)，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的檢查、分析，發(fā)現(xiàn)為線路信號(hào)絕緣出現(xiàn)問題。信號(hào)回路絕緣下降會(huì)形成零點(diǎn)不穩(wěn)，也可能因?yàn)樾盘?hào)電纜及其接線端子絕緣下降或破壞引起。由于海上環(huán)境十分嚴(yán)酷，儀表蓋、導(dǎo)線連接處密封不慎，彌漫著潮氣鹽霧或粉粒塵埃侵入儀表接線盒或電纜保護(hù)層，都會(huì)使使絕緣值下降，接地電位變動(dòng)或者接地不*也會(huì)使流量計(jì)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移。在日常維護(hù)過程中，使用黃泥對(duì)儀表蓋進(jìn)行密封，對(duì)導(dǎo)線用絕緣膠帶纏好，可以有效避免此類情況的發(fā)生；同時(shí)應(yīng)使流量計(jì)處于良好的接地狀態(tài)，避免出現(xiàn)電位變動(dòng)。
（4）流量顯示值與實(shí)際值不符。這類問題在流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中出現(xiàn)的頻率非常高，CB25D-6注水井流量計(jì)流量顯示數(shù)值偏大，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)判斷是由于傳感器極間電阻變化和電極絕緣下降引起的，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較惡劣，潮濕、高鹽度的空氣侵入流量計(jì)的內(nèi)部，使流量計(jì)部分零部件銹蝕，而引起傳感器極間電阻變化和電極絕緣下降所致。由于流量計(jì)內(nèi)部元件受潮，部分零件被氧化所致，對(duì)于內(nèi)部元件腐蝕特別嚴(yán)重的流量計(jì)建議進(jìn)行更換，有些僅僅是浸水受潮的，可以用熱吹風(fēng)排除潮氣即可恢復(fù)絕緣。
（5）輸出信號(hào)滿量程。正常的流量及輸出電流為 4-20mA，輸出信號(hào)滿量程了，即為電流值超過了 20mA，典型的例子是 CB6B-5注水井流量計(jì)，打開接線盒就會(huì)發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部接線柱已經(jīng)被氧化，銹蝕嚴(yán)重，使其電阻發(fā)生了變化，導(dǎo)致實(shí)際輸出的電流偏大，顯示為滿量程。加強(qiáng)日常維護(hù)，做好流量計(jì)密封工作，同時(shí)在有可能的情況下為流量計(jì)定做防雨罩，防止由于雨水淋入流量計(jì)內(nèi)部而導(dǎo)致的接線柱銹蝕問題。
四、海上電磁流量計(jì)的改進(jìn)設(shè)想
（1）為方便智能電磁流量計(jì)定期清洗除垢，對(duì)電磁流量計(jì)進(jìn)行改造，改
造后的電磁流量計(jì)增加了一旁通，且流電磁量計(jì)兩端各增加一盲板，實(shí)現(xiàn)在不產(chǎn)且流量計(jì)不需拆除的情況下，使用藥劑就能對(duì)流量計(jì)進(jìn)行清洗除垢，增加數(shù)據(jù)顯示精確度。
（2）目前埕島油田使用的電磁流量計(jì)須現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)進(jìn)行注水量調(diào)節(jié)，效率較低，且有些平臺(tái)還在使用組合式流量計(jì)，非常麻煩。建議將流量計(jì)統(tǒng)一更換為流量自控儀系列，實(shí)現(xiàn)控制控室遠(yuǎn)程調(diào)控。自動(dòng)控制流量計(jì)已在 CB4A平臺(tái)使用，主要優(yōu)點(diǎn)如下：
（1）可以現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)調(diào)節(jié)流量也可以遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，控制控室可以進(jìn)行遠(yuǎn)程流量調(diào)節(jié)，在原來流量計(jì)冬天海況差不能進(jìn)行注水調(diào)節(jié)的情況下，這種流量計(jì)解決了這一問題。提高了效率。
（2）這種流量計(jì)具備了太陽能綠色能源供電技術(shù)，無需外接電源即
可實(shí)現(xiàn)計(jì)量、控制、遠(yuǎn)程輸出與遠(yuǎn)程控制等各項(xiàng)功能。
（3）壓力控制型高壓流量自控儀具有進(jìn)出口壓力檢測(cè)功能。當(dāng)表前壓力低于表后壓力時(shí)，能夠自動(dòng)關(guān)閉閥門，防止倒流，當(dāng)壓力恢復(fù)到表前壓力高于表后壓力，閥門自動(dòng)打開，按原來的設(shè)定流量進(jìn)行控制。
五、結(jié)束語
電磁流量計(jì)所具有的測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn),已經(jīng)在海上平臺(tái)得到廣泛應(yīng)用，為海上無人值守平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和準(zhǔn)確計(jì)量提供了有力的技術(shù)保證,但海上注水流量計(jì)面臨潮濕、鹽霧、注水水質(zhì)差等不利因數(shù)影響很大。只有對(duì)電磁流量計(jì)做到全面維護(hù)，定期檢定，精心保養(yǎng)，才能限度的發(fā)揮儀表的性能，使之計(jì)量準(zhǔn)確，以滿足油田生產(chǎn)的需要。--擴(kuò)展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、v錐流量計(jì)、v型錐流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)、插入式電磁流量計(jì)、智能電磁流量計(jì)、分體式電磁流量計(jì)、一體式電磁流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計(jì)、長徑噴嘴流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計(jì)、智能渦街流量計(jì)、錐型流量計(jì)、v錐型流量計(jì)、節(jié)流裝置、節(jié)流孔板、限流孔板等流量產(chǎn)品，更多有關(guān)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)的信息請(qǐng)?jiān)L問開封中儀網(wǎng)站：
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