提高電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的方法

提高電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的方法
   摘要針對(duì)在注水中電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度普遍低于理論值的現(xiàn)狀 ,試驗(yàn)小組根據(jù)電磁流量計(jì)原理與實(shí)際應(yīng)用工況條件 ,查找影響電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的主要因素 ,并制定對(duì)策措施進(jìn)行反復(fù)比較實(shí)驗(yàn)和效果檢查 ,最終通過 5項(xiàng)有效措施的實(shí)施 ,完成電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度達(dá)到并超過理論值的目標(biāo)。
   關(guān)鍵詞電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度試驗(yàn)方法 
   引言
   在石油開采過程中 ,地下能量會(huì)越來越低 ,產(chǎn)液量也隨之下降 ,為了提高采收率 ,一個(gè)重要的手段就是向目的層注水 ,提高地層壓力 ,達(dá)到提高采收率的目的 ,地層的注水量必須把握準(zhǔn)確 ,否則就會(huì)造成水淹、水竄 ,對(duì)地層造成傷害 ,會(huì)引起含水率升高 ,產(chǎn)液量下降。因此 ,注水計(jì)量的準(zhǔn)確度對(duì)油田生產(chǎn)有著極其重要的作用。我廠目前有注水井 156口,有 105口注水井采用了電磁流量計(jì)計(jì)量 ,其中每 4～8口配一個(gè)注水站 ,每個(gè)注水站安裝一臺(tái)總水表 ,全廠在用電磁流量計(jì) 120臺(tái)。本文擬研究提高電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度問題。
電磁流量計(jì)應(yīng)用現(xiàn)狀分析
電磁流量計(jì)用來測(cè)量經(jīng)密封管道內(nèi)一般導(dǎo)電液體體積流量的儀表 ,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 ,當(dāng)導(dǎo)電液體流過管道的磁場(chǎng)作切割磁力線時(shí) ,電極間將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ,其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E為:
E=KBDV式中 :V―測(cè)量管道截面上的平均流速 (m/s);
K―儀表常數(shù) ;
D―測(cè)量管內(nèi)直徑 (m);
B―磁感應(yīng)強(qiáng)度 (T)。
電極檢測(cè)出的微弱感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E,先經(jīng)前置放大器的放大和噪聲抑制 ,成為大幅度低阻抗的電壓信號(hào) ,此信號(hào)經(jīng)微分、積分電路處理 ,再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行控制、處理和去處。單片機(jī)對(duì)放大器的漂移及零點(diǎn)漂移能定期自動(dòng)調(diào)整 ,在全量程范圍內(nèi)分 8段對(duì)信號(hào)進(jìn)行非線性修正。單片機(jī)也能對(duì)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控、抑制噪聲信號(hào)和切除空管干擾 ,由大容量串行貯存器對(duì)每 8h處理和運(yùn)算后的流量數(shù)據(jù)予以貯存一次 ,同時(shí)記錄該時(shí)間與日期的流量數(shù)據(jù) ,顯示為時(shí)流量和日流量。
經(jīng)過單片機(jī)運(yùn)算的流量信號(hào)由轉(zhuǎn)換器和頻率轉(zhuǎn)換器將流量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào) (電流信號(hào) )與脈沖、頻率信號(hào)等外輸信號(hào)輸出 ,最后流量數(shù)據(jù)信息由液晶屏顯示總流量和瞬時(shí)流量 ,或者可通過光耦按鈕功能鍵來操作顯示屏上的各種功能菜單 ,并能分別顯示其對(duì)應(yīng)的信息。
電磁流量計(jì)理論準(zhǔn)確度為 1.5%,但由于油田注水工況較為復(fù)雜 ,實(shí)際使用過程中的測(cè)量準(zhǔn)確度難以保證 ,工況最差的碼頭莊油田電磁流量計(jì)準(zhǔn)確度平均為 5.0%,個(gè)別達(dá)到 10.3%,對(duì)原油生產(chǎn)產(chǎn)生較大影響。
碼頭莊油田在用電磁流量計(jì) 25臺(tái),計(jì)量誤差超差 16臺(tái),試驗(yàn)小組對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了跟蹤調(diào)查。
現(xiàn)狀分析一 :少量氣體呈波狀流
管線中若有氣體則會(huì)發(fā)生流量計(jì)顯示晃動(dòng)情況,讀數(shù)不穩(wěn)定 ,管線由于是密封 ,且是在三相分離器水倉的底部出水所以從源頭帶來氣體不可能。我們從三相分離器的水出口處的壓力表處拆開多次看后如表 1。
現(xiàn)狀分析二 :閥門開啟度太小
上游閥門開啟太小 ,則液位會(huì)在電極以下 ,表現(xiàn)出流量計(jì)為超滿度情況 ,碼頭莊污水流量計(jì)曾經(jīng)多
表 1三相分離器水出口處含氣體情況統(tǒng)計(jì)表 表 3三相分離器溫度影響情況統(tǒng)計(jì)
2005-02-25表接頭無氣體符合要求2005-04-26表接頭無氣體符合要求2005-06-15表接頭無氣體符合要求2005-08-15表接頭無氣體符合要求2005-10-25表接頭無氣體符合要求日期拆開處拆開情況結(jié)論次出現(xiàn)這種情況 ,表 2為在一級(jí)沉降罐進(jìn)口的統(tǒng)計(jì)情況。
表 2超滿度現(xiàn)象部分統(tǒng)計(jì)
2005-05-1665.7102005-07-1565.7102005-08-2765.7102005-09-1165.710日期流量顯示m3/h真實(shí)值m3/h現(xiàn)狀分析三 :啟用前沒排氣
啟用前未能排凈管內(nèi)空氣 ,剩留氣體積聚在管系高點(diǎn) ,流動(dòng)時(shí)被液體夾帶 ,呈氣泡狀流出 ;另一原因是液體中夾帶小氣泡逐漸聚集 ,滯留在管系高點(diǎn)。故障表現(xiàn)為流量測(cè)量值和實(shí)際值不符以及輸出晃動(dòng)。在啟用前均都已經(jīng)排盡空氣。另外的夾帶小氣泡也是不存在的 ,因?yàn)榇a頭莊三相分離器污水出水口在水倉的底部 ,即使有氣體它也在水倉時(shí)就跑到水倉頂部。
現(xiàn)狀分析四 :管系中吸入氣泡
碼頭莊污水電磁流量計(jì)設(shè)在一級(jí)沉降罐的進(jìn)口處,在這個(gè)電磁流量計(jì)的前面大約 50cm處有個(gè)加藥點(diǎn) ,這個(gè)加藥點(diǎn)偶爾會(huì)在加藥的同時(shí)加進(jìn)氣體。
現(xiàn)狀分析五 :流動(dòng)狀態(tài)的變化
流量測(cè)量值與應(yīng)用參比值不符 ,通常儀表調(diào)試正常運(yùn)行一段時(shí)期后 ,也會(huì)因流動(dòng)狀態(tài)變化而出現(xiàn)故障。主要表現(xiàn)是管內(nèi)有隨動(dòng)物體 ,如接口處的膠帶以及內(nèi)襯脫落等在隨著水流有擺動(dòng)。我們拆開接口及有襯體易脫落處檢查。均沒有隨動(dòng)物體。
現(xiàn)狀分析六 :液體中含有溶解氣
碼頭莊聯(lián)合站擁有兩座臥式三相分離器 ,其日均處理液量在 500m3左右 ,主要是對(duì)產(chǎn)出液進(jìn)行油、氣、水分離 ,根據(jù)工程需要三相分離器的壓力為 0.24MPa,而到了污水電磁流量計(jì)那里壓力還不到 0.1MPa,以前出水出油溫度在 39℃左右 ,后打開一級(jí)沉降罐頂蓋可以聞到比較強(qiáng)烈的天然氣味道 ,懷疑污水中含有溶解氣 ,我們提高三相分離器的熱循環(huán)水量 ,果然溶解氣少了很多。其前后對(duì)比如表 3。
日期出污水溫度/℃一級(jí)沉降罐氣泡配循環(huán)水量/(m3/h)效果多
現(xiàn)狀分析七 :電導(dǎo)率不均勻
這個(gè)是指兩種以上的液體還沒有混合好就進(jìn)入流量計(jì) ,若它們的電導(dǎo)率相差比較大則會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)確。碼頭莊污水電磁流量計(jì)的前面有個(gè)加藥點(diǎn) ,加進(jìn)殺菌劑、絮凝劑、阻垢劑三種藥劑 ,總共加藥量為 12.5L/h。這個(gè)流量與污水流量相比非常小,其影響在流量計(jì)上很難反映出來。我們關(guān)閉加藥點(diǎn)觀察如表 4。
表 4變化多相流情況統(tǒng)計(jì)
實(shí)驗(yàn)次數(shù)日期關(guān)閉前流量/(m3/h)關(guān)閉后流量/(m3/h)相差1
現(xiàn)狀分析八 :往復(fù)泵振蕩
碼頭莊原來有三臺(tái)三柱塞高壓泵 ,正常都是在 18MPa的壓力下運(yùn)轉(zhuǎn) ,由于泵的脈動(dòng)性而測(cè)量點(diǎn)又未遠(yuǎn)離泵 ,脈動(dòng)使電磁流量計(jì)輸出晃動(dòng) ,有時(shí)候還產(chǎn)生了測(cè)量誤差。這從總表的校驗(yàn)可以得出。
現(xiàn)狀分析九 :沉積層覆蓋電極
碼頭莊污水流量計(jì)有時(shí)晃動(dòng)的比較厲害 ,我們拆開可以看到里面已經(jīng)薄薄的被覆蓋了一層微小物體。而流量也從 5.5～11.5m3/h來回跳動(dòng)。
通過對(duì)以上的分析 ,影響電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度低于理論值的主要原因是 :①閥門開啟度太小 ;②管系吸入氣泡 ; ③液體中含有溶解氣 ; ④往復(fù)泵振蕩;⑤沉積層覆蓋電極。
提高電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的試驗(yàn)
試驗(yàn)一 :加大流量計(jì)上游閘門開啟度如果管中的液體達(dá)不到電磁流量計(jì)的電極上面則會(huì)出現(xiàn)超滿度現(xiàn)象。碼頭莊油田多次出現(xiàn)三相分
離器污水出口達(dá)到 65.7m3/h,而碼頭莊一天的總產(chǎn)液量在 500m3左右 ,其中油約 200m3/d,污水約 300m3/d,平均為 10～12m3/h。而 65.7m3/h這個(gè)測(cè)量值嚴(yán)重地偏離了實(shí)際流量值。故把三相分離器的污水出口全開 ,而改用流量計(jì)后面的閘閥來控制脫水量(圖 1)。
以前是用 1# (三相分離器污水出口閘閥 )與 3#閘閥來共同控制流量 ,這樣往往有可能是 1#閘閥開的較小 , 3#開的較大 ,這就有可能在管線中會(huì)留出一部分空間 ,使氣體進(jìn)入 ,最終導(dǎo)致液體不能充滿整個(gè)管系 ,而出現(xiàn)超滿度。
現(xiàn)在采取的措施是 1#閘閥全開 ,而用 3#閘閥的開啟度來控制流量。這樣就避免了電磁流量計(jì)和管線虧空現(xiàn)象 ,電磁流量計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確性提高了很多。
試驗(yàn)二 :維修加藥泵的密封性
碼頭莊污水流量計(jì)的前面有個(gè)加藥點(diǎn) ,距離電磁流量計(jì)大約 50cm。加殺菌劑、阻垢劑、絮凝劑 3種藥劑 (圖 2)。
管系若吸進(jìn)空氣則造成測(cè)量值晃動(dòng)不穩(wěn)定。圖中 1,2,3分別代表 3臺(tái)加藥泵 ,這 3臺(tái)加藥泵排量小,總量在 12.5L/h,但就是這個(gè)加藥點(diǎn)給這個(gè)流量計(jì)造成了相當(dāng)?shù)恼`差。每個(gè)加藥泵都有個(gè)入口 ,入口放在加藥罐里。該入口的結(jié)構(gòu)示意如圖 3。
加藥泵的 A部分在藥劑的上面 ,而 B部分則沉沒在藥劑中 ,加的藥劑有一定的黏度 ,且有部分雜質(zhì),故濾網(wǎng)是經(jīng)常堵住 ,如果在藥劑中的 B部分不通暢 ,則裸露在空氣中的 A部分會(huì)從 1與 2及吸料連接器和墊圈處進(jìn)空氣。3臺(tái)中的任意一臺(tái)漏空氣都會(huì)由管線中的加藥點(diǎn)進(jìn)入管線 ,從而導(dǎo)致流量計(jì)
52
測(cè)量值不穩(wěn)定?，F(xiàn)在我們是每周都會(huì)對(duì)泵的濾網(wǎng)和吸料連接器以及墊圈進(jìn)行檢查。由加藥泵漏進(jìn)氣體不再發(fā)生。
試驗(yàn)三 :提高三相分離器溫度降低污水中含有的溶解氣
在實(shí)驗(yàn)中都是單獨(dú)實(shí)驗(yàn) ,在不考慮其他因數(shù)的條件下 ,把三相分離器的溫度由原來的 39℃提高到現(xiàn)在的 46℃,效果很明顯?？刂迫喾蛛x器的溫度 ,也就是控制三相分離器循環(huán)熱水量與循環(huán)熱水溫度,循環(huán)熱水溫度一般變化較小 ,而水量我們由原來的 3m3/h,調(diào)配到現(xiàn)在的 6m3/h,這樣一來 ,包括井上產(chǎn)氣也多析出了 6～8m3/h。具體如圖 4。
從圖 4可以看出當(dāng)出水溫度達(dá) 44℃時(shí) ,碼頭莊產(chǎn)氣量達(dá)到近 50m3/h(標(biāo)況即 :溫度 273K,壓力 101 325Pa),且呈平穩(wěn)的趨勢(shì) ,也就是此時(shí)達(dá)到了一個(gè)平衡。達(dá)到了析氣的 ,析出氣體的狀態(tài)。也就是這樣出去的污水含氣最少。達(dá)到了不含溶
解氣的目標(biāo)。試驗(yàn)四 :改變讀數(shù)方式 ,增加新工藝 ,緩解往復(fù)泵的振蕩
碼頭莊注水站原有 3臺(tái) 3S175-13.4/20三柱塞注水泵 ,在泵的出口裝有總流量計(jì) ,這個(gè)總流量計(jì)的測(cè)量由于泵的往復(fù)振蕩使其準(zhǔn)確性很低 ,每次與各注水單井總和的差別都有近 50m3。每天注水在 620m3左右 ,這樣就有近 10%的誤差 ,而每次對(duì)其校驗(yàn)的差值也是 10%左右 ,表 5是 2005.10.11校驗(yàn)的結(jié)果。
表 5總流量計(jì)校驗(yàn)情況表
0.0----1.07725.944723.8179-8.22.07926.618723.8812-10.3時(shí)間/h實(shí)際下降高度/cm實(shí)際水量/m3流量計(jì)示值/m3誤差/%從表 5中可以看出流量計(jì)的準(zhǔn)確性很低甚至超過了 10%,這個(gè)數(shù)據(jù)的差別很大 ,到這種情況應(yīng)該說不是誤差 ,而是錯(cuò)誤了。在有脈動(dòng)流動(dòng)源的管線
上,要減緩其對(duì)流量?jī)x表測(cè)量的影響 ,通常應(yīng)該采取流量傳感器遠(yuǎn)離脈動(dòng)源 ,利用管流流阻衰減脈動(dòng) ;或在管線適當(dāng)位置裝上稱作被動(dòng)式濾波器的氣室緩沖器,吸收脈動(dòng)。因?yàn)樵诖宋覀儾缓酶淖兞鞒毯捅玫谋旧砉に?,為此我們采取的措施是讀取泵的進(jìn)口流量計(jì)和泵的回流流量計(jì) ,因?yàn)檫@兩處表的壓力很低 ,脈動(dòng)振動(dòng)也很小 ,用泵的進(jìn)口流量計(jì)數(shù)值減去回流流量計(jì)數(shù)值 ,得出注水量數(shù)值。但是在 2005年 11月份碼頭莊新裝了一臺(tái) 5S175-33.3/20的五柱塞注水泵,這臺(tái)泵是五個(gè)柱塞 ,其水的振動(dòng)性相對(duì)減少 ,并趨于平緩 ,且本身帶有氮?dú)饩彌_裝置 ,能非常有效地緩解振動(dòng) ,達(dá)到了預(yù)期效果。
試驗(yàn)五 :定期清洗電磁流量計(jì)內(nèi)壁
在污水流量為 10m3/h左右 ,溫度約為 44℃,智能電磁流量計(jì)清洗周期為 45d,否則測(cè)量誤差將很快會(huì)達(dá)到 5%。定期清洗電磁流量計(jì)以避免沉積層的影響。
試驗(yàn)小組于 2005-12～2006-01對(duì)試驗(yàn)效果進(jìn)行驗(yàn)證 ,見表 6。
表6試驗(yàn)后流量計(jì)誤差表污水流量計(jì)0.850.870.860.880.865總表流量計(jì)0.970.940.950.940.950莊2-1流量計(jì)0.850.840.820.850.840莊2-41A流量計(jì)0.910.890.940.840.895日期2005-12-102005-12-202005-12-302006-01-10平均誤差地點(diǎn)誤差值%通過表6可以看出現(xiàn)在誤差的是總表流量計(jì),但也只有0.95%,*符合誤差不能高于1.5﹪的生產(chǎn)要求,達(dá)到預(yù)期的效果。[參考文獻(xiàn)][1]蔡武昌.流量測(cè)量方法和儀表的選用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2001.[2]蘇彥勛.流量計(jì)量與測(cè)試[M].北京:中國(guó)計(jì)量出版社,1992.[3]顧克江.總量計(jì)量與流量測(cè)量的理論探討[J].自動(dòng)化儀表,2006(7).本文編輯:方志榮收稿日期:2006-12-04簡(jiǎn)訊中國(guó)石油首座 15萬 m3原油儲(chǔ)罐主體完工
2007年 8月 23日,西部管道公司蘭州原油末來承建的原油儲(chǔ)罐。站 1-1號(hào) 15萬 m3儲(chǔ)罐主體安裝完成 ,比原計(jì)劃提與建設(shè) 10萬 m3儲(chǔ)油罐工程相比 ,15萬 m3儲(chǔ)前 4個(gè)月。此為中國(guó)石油建設(shè)的 15萬 m3原油油罐建設(shè)的難度極大。自 2007年 6月 18日 1-1號(hào)儲(chǔ)罐。儲(chǔ)罐工程開工以來 ,蘭州基本上都是悶熱天氣 ,罐上
蘭州末站兩座 15萬 m3雙盤浮頂油罐 ,是西部溫度時(shí)超過 40攝氏度 ,管道職工克服重重困管道的配套工程。管道二公司憑借實(shí)力拿到 1-1號(hào)難,精心施工 ,確保了施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。 15萬 m3油罐的施工準(zhǔn)入證。這也是管道局有史以(開顏摘自中油網(wǎng) )--擴(kuò)展閱讀：開封中儀流量?jī)x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(zhǎng)徑噴嘴流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長(zhǎng)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：