智能渦輪流量計在油田注水計量中的應用研究
點(diǎn)擊次數：1790 發(fā)布時(shí)間：2021-01-13 17:37:05
摘要：智能渦輪流量計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(zhù)重要的作用?；?strong>智能渦輪流量計良好的性能，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(kāi)發(fā)?；诖?，本文分析了智能渦輪流量計在油田注水計量中的具體應用，有利于智能渦輪流量計的推廣應用，推動(dòng)了工業(yè)化進(jìn)程。
近年來(lái)，我國科學(xué)技術(shù)逐步進(jìn)步，與此同時(shí)，智能渦輪流量計逐步成為很多領(lǐng)域，如工業(yè)、技術(shù)檢測等重要設備，智能渦輪流量計的抗腐蝕性較好，其在應用中具有可靠性等優(yōu)勢，使得其在未來(lái)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果的準確性與有效性，為油田開(kāi)發(fā)等提供重要的參考與借鑒，有效地發(fā)揮了智能渦輪流量計的價(jià)值。
1 智能渦輪流量計的相關(guān)概述
1.1 智能渦輪流量計的組成
從智能渦輪流量計的構成來(lái)看，其主要包含了傳感器與轉換器兩部分，在實(shí)際工作中，主要是以法拉第電磁感應定律為基礎，能夠實(shí)現在電導率在 5μS/cm 以上的導電液體體積流量的測量，因此，從智能渦輪流量計的應用來(lái)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，智能渦輪流量計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，智能渦輪流量計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 智能渦輪流量計的基本原理
智能渦輪流量計的產(chǎn)生主要是基于法拉第電磁感應定律。在智能渦輪流量計的應用中，磁路系統會(huì )在流量計運行過(guò)程中逐步出現直流磁場(chǎng)與交流磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的產(chǎn)生為后期的測量提供了良好的前提條件，營(yíng)造了測量所需的磁場(chǎng)環(huán)境，因此，在智能渦輪流量計應用時(shí)，一旦被測液體在導管中經(jīng)過(guò)該磁場(chǎng)環(huán)境時(shí)，必然會(huì )產(chǎn)生一定的切割磁力線(xiàn)運動(dòng)，在這種情況下，電極傳感器就會(huì )發(fā)揮其作用，將導管內的流量轉換為感應電勢信號，隨后此轉換形成的信號逐步被傳遞給轉換器。而轉換器更是可以將所獲得的流量信號等加以處理，通過(guò)分析、對比等，轉換器會(huì )將該信號變?yōu)闃藴市盘?，隨后將該信號輸出給積算儀，進(jìn)一步進(jìn)行信號的處理，這些處理以后的信號最終會(huì )在智能渦輪流量計的儀表中顯示，呈現最終的流量測量結果，其基本的流程如圖 1 所示。
2 智能渦輪流量計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(guò)0.2m）注水智能渦輪流量計達到將近 40 臺，日注工業(yè)污水達到了 9.8 萬(wàn)噸。隨著(zhù)智能渦輪流量計應用年限的延長(cháng)，注水智能渦輪流量計測量的準確度遠遠無(wú)法滿(mǎn)足油田測量的準確度要求，在智能渦輪流量計的應用中，常常受到諸多方面因素的影響，導致智能渦輪流量計測量的準確度不高。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(jìn)行分析，從而進(jìn)行智能渦輪流量計的改進(jìn)，提高測量的精度。
2.1 智能渦輪流量計的選用
為保證油田開(kāi)采工作的順利進(jìn)行，在智能渦輪流量計的選擇中，應根據油田注水的實(shí)際情況，對流量計口徑、外殼防護等級、輸出信號等加以科學(xué)確定。具體來(lái)說(shuō)，主要包含以下方面：（1）流量計口徑：智能渦輪流量計安裝口徑具有單一性，在這種情況下，不需要進(jìn)行口徑的選擇，往往只需要掌握現場(chǎng)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，智能渦輪流量計本身的類(lèi)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(shí)際的選用中，需要以設計要求為基準進(jìn)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(dòng)等情況下，應選用分體式流量計，在此情況下，轉換器與傳感器之間往往只需要通過(guò)一根電纜連接處理，而電纜的長(cháng)度必須經(jīng)由測量獲得。（4）輸出信號。一般情況下，智能渦輪流量計的輸出信號主要有三種：4 ～ 20mADC、0 ～1kHz、RS485。在實(shí)際的應用中，需要以油田注水計量的實(shí)際要求為主。
2.2 安裝要求
將智能渦輪流量計應用于油田注水計量中，必須遵守相應的安裝要求，具體來(lái)說(shuō)，主要包含了以下方面：（1）流量計的安裝場(chǎng)所要避免將其安裝在溫度極端變化、高溫輻射的區域內，如果無(wú)法選擇安裝的場(chǎng)所，必須采取必要的隔熱、通風(fēng)等措施。（2）在智能渦輪流量計的安裝過(guò)程中，最好將其安裝于室內，如果沒(méi)有條件，在室外安裝時(shí)必須做好相應的防水處理等，避免流量計受到雨淋與太陽(yáng)暴曬等，尤其要做好防潮、防曬等處理措施。（3）智能渦輪流量計在安裝過(guò)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(huì )引發(fā)流量計的腐蝕，對測量結果產(chǎn)生一定的干擾，因此，必須做好相應的通風(fēng)處理。（4）智能渦輪流量計安裝過(guò)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）在安裝區域內，要做好相應的抗干擾處理，避免強磁場(chǎng)、振動(dòng)源等對測量結果產(chǎn)生的不利影響。（6）為維持智能渦輪流量計良好的運行狀態(tài)，保證其測量結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，在智能渦輪流量計的安裝過(guò)程中不需要專(zhuān)門(mén)進(jìn)行接地裝置的設置。（7）為保證智能渦輪流量計計量結果的準確性，必須要保證管道內流體的飽和。（8）傳感器頭部要避免氣泡的積聚。
2.4 工程約規
在智能渦輪流量計的安裝與使用中，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(gè)的接地電極，并在流量計的一定區域內布置相應的接地點(diǎn)，使得兩個(gè)接地電極與流量計本體短接，保證其接地處理效果；一般情況下，最好將流量計安裝在流體從下至上流動(dòng)的垂直管線(xiàn)上，如果是水平管線(xiàn)上的安裝，必須保證下游管線(xiàn)位置略高于流量計的位置；對于流量計上游有截門(mén)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，需要重新選擇智能渦輪流量計的安裝位置；由于智能渦輪流量計的探頭斷面是塑料材質(zhì)，在安裝過(guò)程中，要防碰防摔；流量計在安裝過(guò)程中，要保證箭頭方向與流體方向相同，做好電源、信號線(xiàn)的連接檢查；接線(xiàn)結束以后，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，必須在智能渦輪流量計中設置相應的屏蔽層，對信號線(xiàn)屏蔽層而言，其必須保證單端接地的處理效果。
2.5 智能渦輪流量計新技術(shù)
在本油田注水計量中，應用 LDC/200 智能渦輪流量計，其應用效果明顯，提高了注水流量計量的準確性，計量誤差極小。另外，由于該智能渦輪流量計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(dòng)化生產(chǎn)監控系統提供相應的技術(shù)支持。該智能渦輪流量計的應用實(shí)現了工藝流程的改進(jìn)，保證了油田正常的開(kāi)采活動(dòng)。
3 結語(yǔ)
智能渦輪流量計在油田注水計量中得到了較為普遍的應用，為保證計量結果的準確性與有效性，在智能渦輪流量計的安裝與使用上必須遵守相應的安裝與操作規范，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，發(fā)揮智能渦輪流量計的功效。
近年來(lái)，我國科學(xué)技術(shù)逐步進(jìn)步，與此同時(shí)，智能渦輪流量計逐步成為很多領(lǐng)域，如工業(yè)、技術(shù)檢測等重要設備，智能渦輪流量計的抗腐蝕性較好，其在應用中具有可靠性等優(yōu)勢，使得其在未來(lái)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果的準確性與有效性，為油田開(kāi)發(fā)等提供重要的參考與借鑒，有效地發(fā)揮了智能渦輪流量計的價(jià)值。
1 智能渦輪流量計的相關(guān)概述
1.1 智能渦輪流量計的組成
從智能渦輪流量計的構成來(lái)看，其主要包含了傳感器與轉換器兩部分，在實(shí)際工作中，主要是以法拉第電磁感應定律為基礎，能夠實(shí)現在電導率在 5μS/cm 以上的導電液體體積流量的測量，因此，從智能渦輪流量計的應用來(lái)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，智能渦輪流量計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，智能渦輪流量計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 智能渦輪流量計的基本原理
智能渦輪流量計的產(chǎn)生主要是基于法拉第電磁感應定律。在智能渦輪流量計的應用中，磁路系統會(huì )在流量計運行過(guò)程中逐步出現直流磁場(chǎng)與交流磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的產(chǎn)生為后期的測量提供了良好的前提條件，營(yíng)造了測量所需的磁場(chǎng)環(huán)境，因此，在智能渦輪流量計應用時(shí)，一旦被測液體在導管中經(jīng)過(guò)該磁場(chǎng)環(huán)境時(shí)，必然會(huì )產(chǎn)生一定的切割磁力線(xiàn)運動(dòng)，在這種情況下，電極傳感器就會(huì )發(fā)揮其作用，將導管內的流量轉換為感應電勢信號，隨后此轉換形成的信號逐步被傳遞給轉換器。而轉換器更是可以將所獲得的流量信號等加以處理，通過(guò)分析、對比等，轉換器會(huì )將該信號變?yōu)闃藴市盘?，隨后將該信號輸出給積算儀，進(jìn)一步進(jìn)行信號的處理，這些處理以后的信號最終會(huì )在智能渦輪流量計的儀表中顯示，呈現最終的流量測量結果，其基本的流程如圖 1 所示。
2 智能渦輪流量計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(guò)0.2m）注水智能渦輪流量計達到將近 40 臺，日注工業(yè)污水達到了 9.8 萬(wàn)噸。隨著(zhù)智能渦輪流量計應用年限的延長(cháng)，注水智能渦輪流量計測量的準確度遠遠無(wú)法滿(mǎn)足油田測量的準確度要求，在智能渦輪流量計的應用中，常常受到諸多方面因素的影響，導致智能渦輪流量計測量的準確度不高。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(jìn)行分析，從而進(jìn)行智能渦輪流量計的改進(jìn)，提高測量的精度。
2.1 智能渦輪流量計的選用
為保證油田開(kāi)采工作的順利進(jìn)行，在智能渦輪流量計的選擇中，應根據油田注水的實(shí)際情況，對流量計口徑、外殼防護等級、輸出信號等加以科學(xué)確定。具體來(lái)說(shuō)，主要包含以下方面：（1）流量計口徑：智能渦輪流量計安裝口徑具有單一性，在這種情況下，不需要進(jìn)行口徑的選擇，往往只需要掌握現場(chǎng)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，智能渦輪流量計本身的類(lèi)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(shí)際的選用中，需要以設計要求為基準進(jìn)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(dòng)等情況下，應選用分體式流量計，在此情況下，轉換器與傳感器之間往往只需要通過(guò)一根電纜連接處理，而電纜的長(cháng)度必須經(jīng)由測量獲得。（4）輸出信號。一般情況下，智能渦輪流量計的輸出信號主要有三種：4 ～ 20mADC、0 ～1kHz、RS485。在實(shí)際的應用中，需要以油田注水計量的實(shí)際要求為主。
2.2 安裝要求
將智能渦輪流量計應用于油田注水計量中，必須遵守相應的安裝要求，具體來(lái)說(shuō)，主要包含了以下方面：（1）流量計的安裝場(chǎng)所要避免將其安裝在溫度極端變化、高溫輻射的區域內，如果無(wú)法選擇安裝的場(chǎng)所，必須采取必要的隔熱、通風(fēng)等措施。（2）在智能渦輪流量計的安裝過(guò)程中，最好將其安裝于室內，如果沒(méi)有條件，在室外安裝時(shí)必須做好相應的防水處理等，避免流量計受到雨淋與太陽(yáng)暴曬等，尤其要做好防潮、防曬等處理措施。（3）智能渦輪流量計在安裝過(guò)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(huì )引發(fā)流量計的腐蝕，對測量結果產(chǎn)生一定的干擾，因此，必須做好相應的通風(fēng)處理。（4）智能渦輪流量計安裝過(guò)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）在安裝區域內，要做好相應的抗干擾處理，避免強磁場(chǎng)、振動(dòng)源等對測量結果產(chǎn)生的不利影響。（6）為維持智能渦輪流量計良好的運行狀態(tài)，保證其測量結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，在智能渦輪流量計的安裝過(guò)程中不需要專(zhuān)門(mén)進(jìn)行接地裝置的設置。（7）為保證智能渦輪流量計計量結果的準確性，必須要保證管道內流體的飽和。（8）傳感器頭部要避免氣泡的積聚。
2.4 工程約規
在智能渦輪流量計的安裝與使用中，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(gè)的接地電極，并在流量計的一定區域內布置相應的接地點(diǎn)，使得兩個(gè)接地電極與流量計本體短接，保證其接地處理效果；一般情況下，最好將流量計安裝在流體從下至上流動(dòng)的垂直管線(xiàn)上，如果是水平管線(xiàn)上的安裝，必須保證下游管線(xiàn)位置略高于流量計的位置；對于流量計上游有截門(mén)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，需要重新選擇智能渦輪流量計的安裝位置；由于智能渦輪流量計的探頭斷面是塑料材質(zhì)，在安裝過(guò)程中，要防碰防摔；流量計在安裝過(guò)程中，要保證箭頭方向與流體方向相同，做好電源、信號線(xiàn)的連接檢查；接線(xiàn)結束以后，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，必須在智能渦輪流量計中設置相應的屏蔽層，對信號線(xiàn)屏蔽層而言，其必須保證單端接地的處理效果。
2.5 智能渦輪流量計新技術(shù)
在本油田注水計量中，應用 LDC/200 智能渦輪流量計，其應用效果明顯，提高了注水流量計量的準確性，計量誤差極小。另外，由于該智能渦輪流量計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(dòng)化生產(chǎn)監控系統提供相應的技術(shù)支持。該智能渦輪流量計的應用實(shí)現了工藝流程的改進(jìn)，保證了油田正常的開(kāi)采活動(dòng)。
3 結語(yǔ)
智能渦輪流量計在油田注水計量中得到了較為普遍的應用，為保證計量結果的準確性與有效性，在智能渦輪流量計的安裝與使用上必須遵守相應的安裝與操作規范，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，發(fā)揮智能渦輪流量計的功效。