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智能渦輪流量計在油田（tián）注水計量中的應用研究
點擊次數：2228 發布時間（jiān）：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（liàng）測量設備，其在工業等領域發揮著重要的作用。基於智能渦（wō）輪流量（liàng）計良好的性能，其在油田注水計（jì）量中得到了廣（guǎng）泛的應用，在一定程度上保障了油氣資源的高效（xiào）開發。基於此，本文（wén）分析了智能渦輪流量計在油田注水計量中的（de）具體應用，有利於智能渦輪流量計的推廣應用，推動了工（gōng）業化進程。
近年來，我國科學技術逐步進步，與此同時（shí），智能渦輪流量計逐步成為很多（duō）領域，如（rú）工業、技術檢測等重要（yào）設備，智能渦輪流量計的抗腐（fǔ）蝕性較好，其在（zài）應用中具有可靠性等優勢，使（shǐ）得其在未來將具有良好的（de）應用前景。油田注水計量（liàng）也屬於液體測量（liàng）的範疇，因此，其（qí）應用可以取得良好的應用效果，提高油田（tián）注水計量結果的（de）準確性與有效性，為油田開發等提供重要的參考與借鑒，有效地發揮了（le）智能渦輪流量計（jì）的價值。
1 智能渦輪流量計的相關概述
1.1 智能（néng）渦輪流量計的組成
從智能渦輪流量計的構成來看，其主要包含了傳感器與轉換器兩部分（fèn），在實際工作中，主要是（shì）以法拉*電磁（cí）感應定律為基礎，能夠實現在電導率在 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（jì）的應用來看（kàn），其屬於一種（zhǒng）感應式儀表，可以直接用於導電介（jiè）質體積流量的測（cè）量。另外，智能（néng）渦輪流量計不僅（jǐn）可以用於導（dǎo）電液體體積流量的測（cè）量，還可以用於強酸、強堿等液（yè）體以及泥漿、礦漿等液固兩（liǎng）相懸浮液體體積流量的測量，因此，基於其測量對象的廣泛性，智能渦輪流（liú）量計被廣泛地（dì）應用於各行各業中，如石油、化工、冶（yě）金、環保、造紙等領域。
1.2 智能渦輪流量計的基本原理
智能渦輪流量計的產生主要是基於法拉*電磁感應（yīng）定律。在智（zhì）能渦輪流量計的（de）應（yīng）用中，磁路係統會在流量計運行（háng）過程中逐步出現直（zhí）流磁場與交流磁場，該磁場的產生為後期的測量提供了良好（hǎo）的前提條件，營造了測量所需的磁場環境，因此，在智能渦（wō）輪流量計應用時，一旦被測液體（tǐ）在導管（guǎn）中（zhōng）經過該磁場環境時，必然會產生一定的切割磁力線運動，在（zài）這（zhè）種情況下，電*傳感器就會發揮其作用，將（jiāng）導管內的流量轉換為感應電（diàn）勢信號，隨後（hòu）此轉換形成的信號逐步被傳遞給轉換器。而（ér）轉換器更是可以將（jiāng）所獲得的流量（liàng）信號等加以處理，通過分析、對比（bǐ）等，轉換器會將該信號（hào）變為標準信（xìn）號，隨後將該（gāi）信號輸出給積算儀，進一步進行信號（hào）的處理，這些處理以後的信號*終會在智能渦輪流量計的儀表中顯示（shì），呈現*終的流量測量結果，其基本的流程如圖 1 所示。
2 智能（néng）渦輪流量計在油田注水計量中（zhōng）的應（yīng）用
以某油田為例，該油田擁有注水 7 座，大口徑（超過0.2m）注水智能渦輪流量計達到（dào）將近 40 台，日注工業汙水達（dá）到了 9.8 萬噸。隨著智能渦輪（lún）流量計應用年限的延（yán）長，注水（shuǐ）智能渦輪流量計測量（liàng）的（de）準確度遠遠無法滿足油田測量（liàng）的準確度要求，在智能渦輪流量計的應用中，常常受到諸多方麵因素的影響，導致智能渦輪流量計測量的（de）準確度不高。因此，在這種情（qíng）況下，必須針對可能引發測量（liàng）偏差的因素進行分析，從而（ér）進行智能渦輪流量計（jì）的改進（jìn），提高測量的精度。
2.1 智能渦輪流量計（jì）的選用
為保證油田開（kāi）采工作的順（shùn）利進行，在智能渦輪流量計的選擇中，應根據油（yóu）田（tián）注水的（de）實際（jì）情況（kuàng），對流量計（jì）口徑、外殼防護等（děng）級、輸出（chū）信號等加以科學確定。具體來說，主要包含以（yǐ）下（xià）方麵：（1）流量計口徑：智能渦輪流（liú）量計安（ān）裝口徑（jìng）具有單一性，在這種情況下，不需要進行口徑（jìng）的選擇，往往隻需要掌握現場管道的材質、外徑等相關的情況。（2）外殼防護等級。一般情況下，智能（néng）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（liàng）計的外殼（ké）防（fáng）護等級等存在差異性，在實際（jì）的選用中，需（xū）要以設計要求為（wéi）基準（zhǔn）進行選擇。（3）分體式流量計。如果油田注水環境相對惡劣，比如存在積水、腐蝕、高溫、強烈振動等（děng）情況下，應選（xuǎn）用分體（tǐ）式流量計，在此情況下，轉換器與傳（chuán）感器之間往（wǎng）往隻需要通過一根電纜（lǎn）連接（jiē）處（chù）理，而電纜的長度必須經由測量獲得。（4）輸（shū）出信號。一般情況下（xià），智能渦輪流量計的輸出（chū）信號主要有三（sān）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（jiāng）智能（néng）渦輪流量（liàng）計應用於油田注水計量中，必須遵守相應的安裝要求，具體來說，主要包含了以下方麵：（1）流（liú）量計的安裝場所要避免將其安裝在溫度*端變（biàn）化、高（gāo）溫輻射的區域（yù）內，如果無法（fǎ）選擇安裝的場所，必須采取必要（yào）的隔熱（rè）、通風等措施（shī）。（2）在智能渦輪流（liú）量計的（de）安裝過程中，*好將其安裝於室內，如果沒有條件，在室外安裝（zhuāng）時必（bì）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（děng）處理措施。（3）智能渦輪流量計在安裝過程中要避免將（jiāng）其安裝於含有腐蝕性氣體的環境中，否則會引發流量計的腐蝕，對測量（liàng）結果產生（shēng）一定的幹擾（rǎo），因此，必須做好相應的（de）通風處理。（4）智能渦輪流量計安裝過程中，為（wéi）了保證後期維護等的便捷性，必須保證安裝空間足夠大（dà）。（5）在安裝區域內，要做好相（xiàng）應的抗幹擾處理，避免強磁場、振動源等對測量結果產（chǎn）生的不利影響。（6）為維持智（zhì）能渦輪流量計良好的運行狀態，保證其測量結果（guǒ）的準確性與有效性，必須對傳感器做好（hǎo）相（xiàng）應的接地處理，避免外部其（qí）他因素，比如寄生電勢等（děng）對測量產生的（de）幹擾。一般情況下，接地（dì）電阻需要在10Ω以下，如果是金屬管道，且其接地狀態良好，在智能渦輪流量計的安裝過程中（zhōng）不需要專門進行接地裝置的設置。（7）為（wéi）保證智能渦輪流量計計量結（jié）果（guǒ）的準確性，必須要保證管道內流體的飽和（hé）。（8）傳感器頭部（bù）要避免氣泡的積聚。
2.4 工程約規
在智能渦輪（lún）流量計的安裝（zhuāng）與使（shǐ）用中，如（rú）果其安裝在塑料管（guǎn）道上，必須保證在流量計的上下（xià）遊安裝至少兩個的接地（dì）電*，並（bìng）在流量計的一定區域內布置相應的接（jiē）地點，使（shǐ）得（dé）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（qíng）況下，*好將流量計安（ān）裝在流體（tǐ）從下至上流動的垂直管線上，如果是水平管線上的安裝，必須保證下遊管線位置略高（gāo）於流量計的位置；對於流量計上遊有截（jié）門的（de）情況，必須保證（zhèng）管道之間的直徑（jìng）距離符合要求；如果流量計附近存在大功率的電氣設備，就（jiù）要對該電氣設備做好相應的接地處理，比如，如果附近（jìn）存在變壓器（qì）等，需（xū）要重新選擇（zé）智能渦輪流量計的安裝位置；由於智能渦輪流量計（jì）的探（tàn）頭斷麵是塑料材質，在安裝（zhuāng）過（guò）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（liú）體方向相同，做好電源、信號線的連接檢查；接線結束以後，必須保證前後表蓋、電纜接口處的防水（shuǐ）接口擰緊，避（bì）免雨水的浸入；為避免幹擾，必須在智能渦輪流量計中設置相應的屏蔽層，對信號線屏（píng）蔽層而言，其必須保證單（dān）端接地的處理效果。
2.5 智能渦（wō）輪流量計新（xīn）技術
在本油田注水計量中，應（yīng）用 LDC/200 智能渦輪流量計，其應用效果（guǒ）明顯，提高了注水流量計量的準確性，計量誤差（chà）*小。另外，由於該智（zhì）能渦輪流（liú）量計還具有測量信號的遠傳功能，這就（jiù）使得其在應用中可以為油田注水站的（de）自動（dòng）化生產監（jiān）控係統提供相（xiàng）應的技術支持。該智能渦輪流量計的應用實現了工藝流程的改進，保證了油田（tián）正（zhèng）常的開（kāi）采活動。
3 結語
智能渦輪流量計在油田注水（shuǐ）計量中（zhōng）得到了較為普遍的應用，為保證計量結果的準確性與有（yǒu）效性，在智能渦輪流量計的安裝與使（shǐ）用上必須遵守相應（yīng）的安裝與操作規範，避免各種幹擾因素對計量產生的不利影響，將計量誤差控製在合理的範圍內，發揮智能渦輪流量計的（de）功效。
近年來，我國科學技術逐步進步，與此同時（shí），智能渦輪流量計逐步成為很多（duō）領域，如（rú）工業、技術檢測等重要（yào）設備，智能渦輪流量計的抗腐（fǔ）蝕性較好，其在（zài）應用中具有可靠性等優勢，使（shǐ）得其在未來將具有良好的（de）應用前景。油田注水計量（liàng）也屬於液體測量（liàng）的範疇，因此，其（qí）應用可以取得良好的應用效果，提高油田（tián）注水計量結果的（de）準確性與有效性，為油田開發等提供重要的參考與借鑒，有效地發揮了（le）智能渦輪流量計（jì）的價值。
1 智能渦輪流量計的相關概述
1.1 智能（néng）渦輪流量計的組成
從智能渦輪流量計的構成來看，其主要包含了傳感器與轉換器兩部分（fèn），在實際工作中，主要是（shì）以法拉*電磁（cí）感應定律為基礎，能夠實現在電導率在 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（jì）的應用來看（kàn），其屬於一種（zhǒng）感應式儀表，可以直接用於導電介（jiè）質體積流量的測（cè）量。另外，智能（néng）渦輪流量計不僅（jǐn）可以用於導（dǎo）電液體體積流量的測（cè）量，還可以用於強酸、強堿等液（yè）體以及泥漿、礦漿等液固兩（liǎng）相懸浮液體體積流量的測量，因此，基於其測量對象的廣泛性，智能渦輪流（liú）量計被廣泛地（dì）應用於各行各業中，如石油、化工、冶（yě）金、環保、造紙等領域。
1.2 智能渦輪流量計的基本原理
智能渦輪流量計的產生主要是基於法拉*電磁感應（yīng）定律。在智（zhì）能渦輪流量計的（de）應（yīng）用中，磁路係統會在流量計運行（háng）過程中逐步出現直（zhí）流磁場與交流磁場，該磁場的產生為後期的測量提供了良好（hǎo）的前提條件，營造了測量所需的磁場環境，因此，在智能渦（wō）輪流量計應用時，一旦被測液體（tǐ）在導管（guǎn）中（zhōng）經過該磁場環境時，必然會產生一定的切割磁力線運動，在（zài）這（zhè）種情況下，電*傳感器就會發揮其作用，將（jiāng）導管內的流量轉換為感應電（diàn）勢信號，隨後（hòu）此轉換形成的信號逐步被傳遞給轉換器。而（ér）轉換器更是可以將（jiāng）所獲得的流量（liàng）信號等加以處理，通過分析、對比（bǐ）等，轉換器會將該信號（hào）變為標準信（xìn）號，隨後將該（gāi）信號輸出給積算儀，進一步進行信號（hào）的處理，這些處理以後的信號*終會在智能渦輪流量計的儀表中顯示（shì），呈現*終的流量測量結果，其基本的流程如圖 1 所示。
2 智能（néng）渦輪流量計在油田注水計量中（zhōng）的應（yīng）用
以某油田為例，該油田擁有注水 7 座，大口徑（超過0.2m）注水智能渦輪流量計達到（dào）將近 40 台，日注工業汙水達（dá）到了 9.8 萬噸。隨著智能渦輪（lún）流量計應用年限的延（yán）長，注水（shuǐ）智能渦輪流量計測量（liàng）的（de）準確度遠遠無法滿足油田測量（liàng）的準確度要求，在智能渦輪流量計的應用中，常常受到諸多方麵因素的影響，導致智能渦輪流量計測量的（de）準確度不高。因此，在這種情（qíng）況下，必須針對可能引發測量（liàng）偏差的因素進行分析，從而（ér）進行智能渦輪流量計（jì）的改進（jìn），提高測量的精度。
2.1 智能渦輪流量計（jì）的選用
為保證油田開（kāi）采工作的順（shùn）利進行，在智能渦輪流量計的選擇中，應根據油（yóu）田（tián）注水的（de）實際（jì）情況（kuàng），對流量計（jì）口徑、外殼防護等（děng）級、輸出（chū）信號等加以科學確定。具體來說，主要包含以（yǐ）下（xià）方麵：（1）流量計口徑：智能渦輪流（liú）量計安（ān）裝口徑（jìng）具有單一性，在這種情況下，不需要進行口徑（jìng）的選擇，往往隻需要掌握現場管道的材質、外徑等相關的情況。（2）外殼防護等級。一般情況下，智能（néng）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（liàng）計的外殼（ké）防（fáng）護等級等存在差異性，在實際（jì）的選用中，需（xū）要以設計要求為（wéi）基準（zhǔn）進行選擇。（3）分體式流量計。如果油田注水環境相對惡劣，比如存在積水、腐蝕、高溫、強烈振動等（děng）情況下，應選（xuǎn）用分體（tǐ）式流量計，在此情況下，轉換器與傳（chuán）感器之間往（wǎng）往隻需要通過一根電纜（lǎn）連接（jiē）處（chù）理，而電纜的長度必須經由測量獲得。（4）輸（shū）出信號。一般情況下（xià），智能渦輪流量計的輸出（chū）信號主要有三（sān）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（jiāng）智能（néng）渦輪流量（liàng）計應用於油田注水計量中，必須遵守相應的安裝要求，具體來說，主要包含了以下方麵：（1）流（liú）量計的安裝場所要避免將其安裝在溫度*端變（biàn）化、高（gāo）溫輻射的區域（yù）內，如果無法（fǎ）選擇安裝的場所，必須采取必要（yào）的隔熱（rè）、通風等措施（shī）。（2）在智能渦輪流（liú）量計的（de）安裝過程中，*好將其安裝於室內，如果沒有條件，在室外安裝（zhuāng）時必（bì）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（děng）處理措施。（3）智能渦輪流量計在安裝過程中要避免將（jiāng）其安裝於含有腐蝕性氣體的環境中，否則會引發流量計的腐蝕，對測量（liàng）結果產生（shēng）一定的幹擾（rǎo），因此，必須做好相應的（de）通風處理。（4）智能渦輪流量計安裝過程中，為（wéi）了保證後期維護等的便捷性，必須保證安裝空間足夠大（dà）。（5）在安裝區域內，要做好相（xiàng）應的抗幹擾處理，避免強磁場、振動源等對測量結果產（chǎn）生的不利影響。（6）為維持智（zhì）能渦輪流量計良好的運行狀態，保證其測量結果（guǒ）的準確性與有效性，必須對傳感器做好（hǎo）相（xiàng）應的接地處理，避免外部其（qí）他因素，比如寄生電勢等（děng）對測量產生的（de）幹擾。一般情況下，接地（dì）電阻需要在10Ω以下，如果是金屬管道，且其接地狀態良好，在智能渦輪流量計的安裝過程中（zhōng）不需要專門進行接地裝置的設置。（7）為（wéi）保證智能渦輪流量計計量結（jié）果（guǒ）的準確性，必須要保證管道內流體的飽和（hé）。（8）傳感器頭部（bù）要避免氣泡的積聚。
2.4 工程約規
在智能渦輪（lún）流量計的安裝（zhuāng）與使（shǐ）用中，如（rú）果其安裝在塑料管（guǎn）道上，必須保證在流量計的上下（xià）遊安裝至少兩個的接地（dì）電*，並（bìng）在流量計的一定區域內布置相應的接（jiē）地點，使（shǐ）得（dé）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（qíng）況下，*好將流量計安（ān）裝在流體（tǐ）從下至上流動的垂直管線上，如果是水平管線上的安裝，必須保證下遊管線位置略高（gāo）於流量計的位置；對於流量計上遊有截（jié）門的（de）情況，必須保證（zhèng）管道之間的直徑（jìng）距離符合要求；如果流量計附近存在大功率的電氣設備，就（jiù）要對該電氣設備做好相應的接地處理，比如，如果附近（jìn）存在變壓器（qì）等，需（xū）要重新選擇（zé）智能渦輪流量計的安裝位置；由於智能渦輪流量計（jì）的探（tàn）頭斷麵是塑料材質，在安裝（zhuāng）過（guò）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（liú）體方向相同，做好電源、信號線的連接檢查；接線結束以後，必須保證前後表蓋、電纜接口處的防水（shuǐ）接口擰緊，避（bì）免雨水的浸入；為避免幹擾，必須在智能渦輪流量計中設置相應的屏蔽層，對信號線屏（píng）蔽層而言，其必須保證單（dān）端接地的處理效果。
2.5 智能渦（wō）輪流量計新（xīn）技術
在本油田注水計量中，應（yīng）用 LDC/200 智能渦輪流量計，其應用效果（guǒ）明顯，提高了注水流量計量的準確性，計量誤差（chà）*小。另外，由於該智（zhì）能渦輪流（liú）量計還具有測量信號的遠傳功能，這就（jiù）使得其在應用中可以為油田注水站的（de）自動（dòng）化生產監（jiān）控係統提供相（xiàng）應的技術支持。該智能渦輪流量計的應用實現了工藝流程的改進，保證了油田（tián）正（zhèng）常的開（kāi）采活動。
3 結語
智能渦輪流量計在油田注水（shuǐ）計量中（zhōng）得到了較為普遍的應用，為保證計量結果的準確性與有（yǒu）效性，在智能渦輪流量計的安裝與使（shǐ）用上必須遵守相應（yīng）的安裝與操作規範，避免各種幹擾因素對計量產生的不利影響，將計量誤差控製在合理的範圍內，發揮智能渦輪流量計的（de）功效。