電磁泥漿流量計在油田固井的開發應用

摘要：基於目前油田（tián）固井（jǐng）泥（ní）漿流量計（jì）在（zài）實際施工應用過程中存在的缺陷問題，文章分析了固（gù）井泥漿流量計的開發應（yīng）用現狀（zhuàng）以及新型固井泥漿流量計軟硬（yìng）件（jiàn）的開發技術，並根據測量應用實例（lì）闡述了設備應用要（yào）點（diǎn）。其目的是為相關建（jiàn）設者（zhě）提供一些理論依據。結果表明（míng），新型泥漿流量（liàng）計在固井（jǐng）建設中應用效果，是在優化流量計軟硬件係統開發技術的控製效果下提供保障的。
隨（suí）著我國市場經濟發展進程的不斷加快，油田資（zī）源（yuán）的開發建設對固井泥漿流（liú）量計（jì）的應用（yòng）效（xiào）果需求越來越大。然而，受泥漿攜帶（dài）雜物以及固井泥漿流量計自身物理性質及成份涉及範圍較大（dà）影響，使其耐壓性能、精度以（yǐ）及固定安（ān）裝質量很難得到有效控製。針（zhēn）對這一問題，相關建設人員應從固井泥漿流量（liàng）計的開發應用現狀出發，並（bìng）將新型固井泥漿流（liú）量計的軟硬件開發技術應用於實踐，從而提高油田固井控製泥漿流量的效率。這（zhè）是實現油田行（háng）業健康穩定（dìng）發展目標的重要（yào）課題內容，相關建設人員應將其重視起來。
1、固井泥漿流量計的開發應用現狀
研（yán）究（jiū）表明，固井泥漿具有物理性質及成份（fèn）範圍（wéi）涉及較大特點，這就（jiù）給檢測儀器和（hé）檢測技術的應用帶來一定影響。
具體來說，科裏奧利質量流量計具有較高的計量精度，但其對外界環境的振（zhèn）動感知能力較高且耐壓性能不高，因此，相關人員對（duì）其進行的固定安裝施工需要麵臨設備（bèi）失效風險（xiǎn）。與（yǔ）科裏奧利質量流量計相同，超聲流（liú）量計也受物理性（xìng）質和成份問題影響，這就使其在實際固（gù）井施工中的推廣（guǎng）十分（fèn）困難。為（wéi）此，各個固井油田（tián）的開發建設采用渦輪流量計來進行固井（jǐng）泥（ní）漿流量的現場測量，然而，雖然（rán）其精度為 3%的流量滿足設計使用需求，但該設備會受泥漿（jiāng）雜物的影響而出現卡堵現象。與此同時，渦輪流量計對（duì）軸承的衝洗保養需求較高，且使用耐久（jiǔ）性（xìng）十分有限，這就在很大程度上降低了固（gù）井泥漿（jiāng）流量測（cè）量的工（gōng）作效率。隨著我國油田開發力度的不斷加大，對泥漿流量測量技術水平應用的需求越來越大。為此，相關建設人員應加大新型泥漿（jiāng）流量計的開發應用研究力度，從而提高（gāo）測量（liàng）施工現場泥漿流量的準確性。
2、新型固井泥漿流量計的軟硬件開發技術
2.1軟件係統開發技術
新型固井泥漿流量計軟件係統的開發技術，就是采用（yòng）模塊化設計方法，以實現測量模塊、控製模塊、空（kōng）管檢測模塊以及解析軟件的作用目標。其中測量模（mó）塊主要作（zuò）用於泥漿流量測（cè）量信（xìn）號的調整，從而計算泥漿的流速、累計流量和瞬時流量。而控製模塊，技術人員應將其作為主儀表的主程序，以實現流量信號的收集和處理以及儀（yí）表參數設定狀態顯示等。空管檢測模塊用於設定使用實（shí）際環境的地磁幅值，檢測測量管是否處於空管狀態。解析軟（ruǎn）件則用於將計量數據自動生（shēng）成固（gù）井施工所需的各種報表和圖標（biāo）。
2.2硬件係統（tǒng）開發技術
新型固井電磁泥漿（jiāng）流量計的（de）硬件部分是由電源（yuán）電路、傳感（gǎn）器、信號（hào）采集處理電路、勵磁電（diàn）路以及接口（kǒu）電路共同組成。如圖 1 所示，為電（diàn）磁流（liú）量（liàng）計硬件總體結構。

圖中的勵磁電路工作內容是控製儀表的工作磁場。其（qí）作用原理為 ：單片機 MSP430F2418 定時器產生了雙頻矩形波，並經光耦隔離後與兩片場效應管組成了開關電路，從而實現了（le）泥漿流量（liàng）計使用的通斷功能。另一個電（diàn）路 DH902 是恒（héng）流（liú）管，其為設備使用提供（gòng）恒定的（de）勵（lì）磁電流。具（jù）體來說，當 MCU 定時器的脈（mò）衝寬度（dù）調製（PWM）輸出後，經過（guò）濾波就能有效控製勵（lì）磁電流（liú）的幅值，進而產出雙頻矩形波。如圖 2 所示（shì），為電（diàn）磁泥漿流（liú）量計勵磁電路圖。

而對於信號（hào）調理電路（lù）來說，當電*輸出（chū）的感應電動勢信（xìn）號為微伏，甚至（zhì）是毫伏級（jí）交變信號時，技術人員就能通過濾波除去部分的高頻信號。這樣一來，就能利用高阻抗放大器對其（qí）進行放大，從而從兩級帶通濾波器中取出高頻和（hé）低（dī）頻信號。
3、新（xīn）型固井泥漿流量計應用實例
以內徑為 DN50 的電磁泥漿（jiāng）流量計應（yīng）用固井測量過程為例，技術應用人員將高壓由壬接入泥漿管線。此過程，測量人員要將其與串接的渦輪（lún）流量計進行分（fèn）析（xī）比較，以實現標準計量罐（guàn）測試的準確性目標。設備應用人員將計量鑽井泥漿的密度範圍控（kòng）製在 1.15~2.50 g/cm3之間，而對於固井施工現（xiàn）場一次（cì）性替漿量，技術人員（yuán）應將其控製在 18~160 m3之間，替漿瞬時流量則應控製在 0.2~2.8 m3/min 之間。如表 1 所示，為（wéi）某固井采用計量罐、電磁流量計以及渦輪流量計（jì）的數據對（duì）比。

表中 12 口固井進（jìn）行泥漿流量計測量應用結果可以看出，儀表計量誤差小於 1%，且在流速 2.0 m/s以下（xià），測試的流量越少其可能帶來的誤差影響就越高。當測試流量處在 1.0 m/s 上下時，計量精（jīng）度已經降到了 3%。由此可以判斷，不同固井泥漿流量計的使（shǐ）用誤差（chà）是（shì）由（yóu）於（yú）零（líng）點漂移引起的，這（zhè）就與室（shì）內（nèi）試驗的清水標定結果相一致。而 DN50 測量管的使用，則應采用雙頻（pín）矩形（xíng）波作為實際作用的勵磁信號。這樣一來，就能有效避免或防止（zhǐ）固井泥漿的流動噪聲或是作業現場的機械（xiè）振動問題，對計量泥漿流量的精度早晨影響。
綜上所述（shù），新型固井泥漿流（liú）量計的開發應用不僅能緩（huǎn）解石油資源開發建設的效率，還（hái）能提高泥（ní）漿量測量的精度。為（wéi）此（cǐ），研究人員應在明確固井電磁泥漿流量計（jì）軟硬件係統開發（fā）技術後，將其作用於實踐。事實證明，泥漿流（liú）量計測量的準確性與流速、流量大小有關，即測試（shì）的流量越少其可能帶來的誤（wù）差影響就越高（gāo）。
此外，還有部分使用（yòng）誤差是（shì）由於零點漂移引起的（de）。由此可見，電磁泥漿流量計的應用將在很大程度上降低施工作業環境複雜以及自身性能情況，對測量精度結果（guǒ）的影響。