油田注水井流量計現場(chǎng)應用效果分析

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(guò)液體的動(dòng)能使葉輪產(chǎn)生旋轉，葉輪的旋轉帶動(dòng)磁聯(lián)軸器旋轉，使磁鋼產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng)，旋轉磁場(chǎng)帶動(dòng)磁片轉動(dòng)使其計數。在流量范圍內葉輪的轉速可看成與流量成正比。

1.2 LGZ系列智能數顯水表。在普通高壓干式注水表的基礎上，改進(jìn)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器存在的磨損老化，丟轉且不帶瞬時(shí)水量的缺點(diǎn)。利用電磁感應原理將水表芯子葉輪轉速轉換成電信號，處理后進(jìn)入微電腦，計算后顯示累積和瞬時(shí)流量。

1.3 LSH系列電子水表。LSH系列電子水表為速度類(lèi)流量?jì)x表，利用葉輪旋轉時(shí)的角速度與流量成正比關(guān)系原理。葉輪的轉動(dòng)通過(guò)葉輪軸上端環(huán)形磁鋼，把磁力傳遞給隔板上側的磁傳感器，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(shí)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，它根據卡門(mén)和斯特羅哈爾旋渦產(chǎn)生及其與流量關(guān)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(chǎng)中的旋渦發(fā)生體時(shí)，在柱體的下游產(chǎn)生一對交替出現的而且排列整齊的渦街，先在柱體的一側產(chǎn)生，繼而在另一側產(chǎn)生。得出產(chǎn)生渦街的頻率和流體的流速成正比關(guān)系式：f=StV/d。

f—旋渦分離頻率；V—流體流速；St—斯特哈爾常數；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。

該流量計管內無(wú)可動(dòng)部件，流量范圍寬，壓力損失小，穩定性好，內部電池供電，有斷電保護功能，安裝簡(jiǎn)便，維修率低，線(xiàn)性度好等優(yōu)點(diǎn)。

2 現場(chǎng)應用及結果分析

2.1 注水井流量計現狀。2010年3月份，對34口注水井的注水表進(jìn)行同時(shí)更換，其中溫州歐海自動(dòng)化儀表廠(chǎng)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系列智能數顯高壓水表4口，溫州精華石化儀表廠(chǎng)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(chēng)流量、分界流量和最小流量三個(gè)流量點(diǎn)上檢定，按照合格表的示值誤差標準，公稱(chēng)流量為（15m3/h）±2%，分界流量（4.5m3/h）±3%，最小流量（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，合格率100%。

2.3 第一次檢定結果分析。

2.3.1 普通高壓干式水表負偏差原因。①注水井注入過(guò)程中壓力較大，一般泵壓在14MPa左右，油壓在12MPa左右，壓力波動(dòng)時(shí)震動(dòng)大，使計數器與磁鋼產(chǎn)生空隙，并且有3塊水表計數器底部金屬殼不平，使計數器不能完全接觸磁鋼，產(chǎn)生丟轉現象，出現負偏差，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，由于塑料葉輪易磨損，影響葉輪的正常旋轉，產(chǎn)生偏磨現象，使葉輪發(fā)卡，產(chǎn)生過(guò)水不轉，檢定發(fā)現有4塊配注量較高的水井水表發(fā)卡現象，出現負偏差。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塊出現因為漏失產(chǎn)生的負偏差。

2.3.2 LGZ系列智能數顯高壓水表和LSH系列電子水表負偏差較小原因。①動(dòng)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(diǎn)，提高了傳動(dòng)精度。②改進(jìn)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(diǎn)。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器存在的老化丟轉現象。

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(wú)可動(dòng)部件，壓力損失較小，具有良好的線(xiàn)形度，所以誤差較小。因此，與高壓干式注水表相比，具有明顯優(yōu)越性。

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系列智能數顯高壓水表和LSH系列電子水表經(jīng)過(guò)一年的使用負偏差變大，合格率下降，說(shuō)明這類(lèi)機械傳動(dòng)與電子技術(shù)相結合的水表雖然對機械傳動(dòng)部分作了改進(jìn)，采用了電子顯示表頭，仍不能完全克服普通高壓干式水表的缺點(diǎn)，因此，不能滿(mǎn)足現場(chǎng)要求。②溫州歐海自動(dòng)化儀表廠(chǎng)生產(chǎn)的高壓旋渦流量計連續運行12個(gè)月沒(méi)出現任何故障，累積流量、瞬時(shí)流量顯示正常，基本誤差在設計的范圍之內，較好地滿(mǎn)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(mǎn)足現場(chǎng)要求，特別是進(jìn)入特高含水階段后，層間矛盾突出，穩油控水難度加大，需要提高計量精度，加強注水井調整力度。

3.2 提高傳動(dòng)裝置性能、機械傳動(dòng)與電子技術(shù)結合能提高水表的計量精度，但使用壽命較短，性?xún)r(jià)比不合理，仍然滿(mǎn)足不了現場(chǎng)需要。

3.3 高壓旋渦流量計完全可以取代高壓干式水表。

參考文獻：
[1]注水井、注入井流量計情況分析[C]//優(yōu)秀論文集，2002.(end) 熱式質(zhì)量流量計相關(guān)文章:熱式質(zhì)量流量計原理
流量計相關(guān)文章:流量計原理