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油田注水井流量計現(xiàn)場應用效果分析
摘 要： 本文分析了油田套損區(qū)注水井流量計目前狀況，介紹了四種流量計的工作原理，并通過對34口注水井流量計的應用情況進行跟蹤對比，論述了高壓干式水表出現(xiàn)負偏差的原因、機械傳動與電子技術結合后的優(yōu)缺點，旋渦流量計的應用狀況，提出了旋渦流量計*代替高壓干式水表設想，對避免因儀表誤差影響油田注水、提高注水質(zhì)量有一定的指導作用。
關鍵字： 注水井 流量計 效果
1 幾種流量計的工作原理及特性
1.1 普通高壓干式水表。注水井高壓干式水表基本上采用角接式，少量為高壓旋渦流量計。工作原理是通過液體的動能使葉輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，葉輪的旋轉(zhuǎn)帶動磁聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)，使磁鋼產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場帶動磁片轉(zhuǎn)動使其計數(shù)。在流量范圍內(nèi)葉輪的轉(zhuǎn)速可看成與流量成正比。
1.2 LGZ系列智能數(shù)顯水表。在普通高壓干式注水表的基礎上，改進了軸承材質(zhì)，提高了石墨襯套的耐磨性能，采用了電子顯示表頭，克服了普通高壓干式水表計數(shù)器存在的磨損老化，丟轉(zhuǎn)且不帶瞬時水量的缺點。利用電磁感應原理將水表芯子葉輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電信號，處理后進入微電腦，計算后顯示累積和瞬時流量。
1.3 LSH系列電子水表。LSH系列電子水表為速度類流量儀表，利用葉輪旋轉(zhuǎn)時的角速度與流量成正比關系原理。葉輪的轉(zhuǎn)動通過葉輪軸上端環(huán)形磁鋼，把磁力傳遞給隔板上側(cè)的磁傳感器，磁傳感器感應出的頻率信號經(jīng)放大、濾波、整形、脈寬處理等電路后以方波信號輸出，經(jīng)CMOS集成電路顯示器，分別顯示累積流量和瞬時流量。
1.4 LUB系列旋渦流量計。LUB系列旋渦流量計可分為普通型、文丘利型，它根據(jù)卡門和斯特羅哈爾旋渦產(chǎn)生及其與流量關系理論設計的。
工作原理是當流體以一定流速流經(jīng)設置在流場中的旋渦發(fā)生體時，在柱體的下游產(chǎn)生一對交替出現(xiàn)的而且排列整齊的渦街，先在柱體的一側(cè)產(chǎn)生，繼而在另一側(cè)產(chǎn)生。得出產(chǎn)生渦街的頻率和流體的流速成正比關系式：f=StV/d。
f—旋渦分離頻率；V—流體流速；St—斯特哈爾常數(shù)；d—柱體迎流面寬度。
測出旋渦的分離頻率，就可獲得流體流速V，從而得出流量。
該流量計管內(nèi)無可動部件，流量范圍寬，壓力損失小，穩(wěn)定性好，內(nèi)部電池供電，有斷電保護功能，安裝簡便，維修率低，線性度好等優(yōu)點。
2 現(xiàn)場應用及結果分析
2.1 注水井流量計現(xiàn)狀。2010年3月份，對34口注水井的注水表進行同時更換，其中溫州歐海自動化儀表廠生產(chǎn)的高壓旋渦流量計2口，安徽金大儀器設備有限公司生產(chǎn)的LGZ系列智能數(shù)顯高壓水表4口，溫州精華石化儀表廠生產(chǎn)的LSH系列電子水表2口，普通高壓干式水表26口。
2.2 2010年9月34口注水井注水表檢定情況。2010年9月為了檢查流量計的工作狀況，把34塊流量計送計量局檢定，按照檢定標準，注水表在 公稱流量、分界流量和zui小流量三個流量點上檢定，按照合格表的示值誤差標準，公稱流量為（15m3/h）±2%，分界流量（4.5m3/h）±3%，zui小流量（1.2m3/h）±5%。檢定結果為，高壓干式水表26塊，合格12，不合格14塊，合格率為46%，試驗水表8塊，檢定8塊，合格8塊，*。
2.3 *次檢定結果分析。
2.3.1 普通高壓干式水表負偏差原因。①注水井注入過程中壓力較大，一般泵壓在14MPa左右，油壓在12MPa左右，壓力波動時震動大，使計數(shù)器與磁鋼產(chǎn)生空隙，并且有3塊水表計數(shù)器底部金屬殼不平，使計數(shù)器不能*接觸磁鋼，產(chǎn)生丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象，出現(xiàn)負偏差，這種情況較為普遍。②高壓干式水表塑料葉輪與中心軸高速旋轉(zhuǎn)，由于塑料葉輪易磨損，影響葉輪的正常旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生偏磨現(xiàn)象，使葉輪發(fā)卡，產(chǎn)生過水不轉(zhuǎn)，檢定發(fā)現(xiàn)有4塊配注量較高的水井水表發(fā)卡現(xiàn)象，出現(xiàn)負偏差。③腐蝕嚴重使葉輪相對銅殼體間隙增大。由于注水井注入的是污水，里面不可避免有污油、雜質(zhì)及聚合物等對銅殼體產(chǎn)生腐蝕，有3塊出現(xiàn)因為漏失產(chǎn)生的負偏差。
2.3.2 LGZ系列智能數(shù)顯高壓水表和LSH系列電子水表負偏差較小原因。①動軸承原為塑料件改成石墨，增強耐磨性，克服了塑料易磨損的缺點，提高了傳動精度。②改進了密封圈的材質(zhì)，克服普通高壓干式水表密封不嚴的缺點。③采用了電子顯示表頭，一定程度上克服了普通高壓干式水表計數(shù)器存在的老化丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
2.3.3 LUB系列旋渦流量計偏差較小原因。LUB系列旋渦流量計無可動部件，壓力損失較小，具有良好的線形度，所以誤差較小。因此，與高壓干式注水表相比，具有明顯*性。
2.4 2011年1月份8塊試驗檢定結果。2011年1月，為了檢查試驗水表的性能，我隊把8塊試驗水表送到設計院儀表檢定室。
從兩次檢定對比，得出如下結論：①LGZ系列智能數(shù)顯高壓水表和LSH系列電子水表經(jīng)過一年的使用負偏差變大，合格率下降，說明這類機械傳動與電子技術相結合的水表雖然對機械傳動部分作了改進，采用了電子顯示表頭，仍不能*克服普通高壓干式水表的缺點，因此，不能滿足現(xiàn)場要求。②溫州歐海自動化儀表廠生產(chǎn)的高壓旋渦流量計連續(xù)運行12個月沒出現(xiàn)任何故障，累積流量、瞬時流量顯示正常，基本誤差在設計的范圍之內(nèi)，較好地滿足了注水井的計量要求。
3 結論
3.1 目前應用的高壓干式水表不能滿足現(xiàn)場要求，特別是進入特高含水階段后，層間矛盾突出，穩(wěn)油控水難度加大，需要提高計量精度，加強注水井調(diào)整力度。
3.2 提高傳動裝置性能、機械傳動與電子技術結合能提高水表的計量精度，但使用壽命較短，性價比不合理，仍然滿足不了現(xiàn)場需要。
3.3 高壓旋渦流量計*可以取代高壓干式水表。