電磁流量計(jì)應(yīng)用現(xiàn)狀分析
                           
                        電磁流量計(jì)用來(lái)測(cè)量經(jīng)密封管道內(nèi)一般導(dǎo)電液體體積流量的儀表，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)導(dǎo)電液體流過管道的磁場(chǎng)作切割磁力線時(shí)，電極間將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為：
                            E=KBDV
                        式中：V―測(cè)量管道截面上的平均流速（m/s）；
                              K―儀表常數(shù)；
                              D―測(cè)量管內(nèi)直徑（m）；
                              B―磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）。
                           
                        電極檢測(cè)出的微弱感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，先經(jīng)前置放大器的放大和噪聲抑制，成為大幅度低阻抗的電壓信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)微分、積分電路處理，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行控制、處理和去處。單片機(jī)對(duì)放大器的漂移及零點(diǎn)漂移能定期自動(dòng)調(diào)整，在全量程范圍內(nèi)分8段對(duì)信號(hào)進(jìn)行非線性修正。單片機(jī)也能對(duì)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控、抑制噪聲信號(hào)和切除空管干擾，由大容量串行貯存器對(duì)每8h處理和運(yùn)算后的流量數(shù)據(jù)予以貯存一次，同時(shí)記錄該時(shí)間與日期的流量數(shù)據(jù)，顯示為時(shí)流量和日流量。
                           
                        經(jīng)過單片機(jī)運(yùn)算的流量信號(hào)由轉(zhuǎn)換器和頻率轉(zhuǎn)換器將流量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)（電流信號(hào)）與脈沖、頻率信號(hào)等外輸信號(hào)輸出，zui后流量數(shù)據(jù)信息由液晶屏顯示總流量和瞬時(shí)流量，或者可通過光耦按鈕功能鍵來(lái)操作顯示屏上的各種功能菜單，并能分別顯示其對(duì)應(yīng)的信息。
                           
                        電磁流量計(jì)理論準(zhǔn)確度為1.5%，但由于油田注水工況較為復(fù)雜，實(shí)際使用過程中的測(cè)量準(zhǔn)確度難以保證，工況zui差的碼頭莊油田電磁流量計(jì)準(zhǔn)確度平均為5.0%，個(gè)別達(dá)到10.3%，對(duì)原油生產(chǎn)產(chǎn)生較大影響。
                            碼頭莊油田在用電磁流量計(jì)25臺(tái)，計(jì)量誤差超差16臺(tái)，試驗(yàn)小組對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了跟蹤調(diào)查。
                            現(xiàn)狀分析一：少量氣體呈波狀流
                           
                        管線中若有氣體則會(huì)發(fā)生流量計(jì)顯示晃動(dòng)情況，讀數(shù)不穩(wěn)定，管線由于是密封，且是在三相分離器水倉(cāng)的底部出水所以從源頭帶來(lái)氣體不可能。我們從三相分離器的水出口處的壓力表處拆開多次看后如表1。

                            現(xiàn)狀分析二：閥門開啟度太小
                           
                        上游閥門開啟太小，則液位會(huì)在電極以下，表現(xiàn)出流量計(jì)為超滿度情況，碼頭莊污水流量計(jì)曾經(jīng)多次出現(xiàn)這種情況，表2為在一級(jí)沉降罐進(jìn)口的統(tǒng)計(jì)情況。

                            現(xiàn)狀分析三：?jiǎn)⒂们皼]排氣
                           
                        啟用前未能排凈管內(nèi)空氣，剩留氣體積聚在管系高點(diǎn)，流動(dòng)時(shí)被液體夾帶，呈氣泡狀流出；另一原因是液體中夾帶小氣泡逐漸聚集，滯留在管系高點(diǎn)。
                           
                        故障表現(xiàn)為流量測(cè)量值和實(shí)際值不符以及輸出晃動(dòng)。在啟用前均都已經(jīng)排盡空氣。另外的夾帶小氣泡也是不存在的，因?yàn)榇a頭莊三相分離器污水出水口在水倉(cāng)的底部，即使有氣體它也在水倉(cāng)時(shí)就跑到水倉(cāng)頂部。
                            現(xiàn)狀分析四：管系中吸入氣泡
                           
                        碼頭莊污水電磁流量計(jì)設(shè)在一級(jí)沉降罐的進(jìn)口處，在這個(gè)電磁流量計(jì)的前面大約50cm處有個(gè)加藥點(diǎn)，這個(gè)加藥點(diǎn)偶爾會(huì)在加藥的同時(shí)加進(jìn)氣體。
                            現(xiàn)狀分析五：流動(dòng)狀態(tài)的變化
                           
                        流量測(cè)量值與應(yīng)用參比值不符，通常儀表調(diào)試正常運(yùn)行一段時(shí)期后，也會(huì)因流動(dòng)狀態(tài)變化而出現(xiàn)故障。主要表現(xiàn)是管內(nèi)有隨動(dòng)物體，如接口處的膠帶以及內(nèi)襯脫落等在隨著水流有擺動(dòng)。我們拆開接口及有襯體易脫落處檢查。均沒有隨動(dòng)物體。
                            現(xiàn)狀分析六：液體中含有溶解氣
                           
                        碼頭莊聯(lián)合站擁有兩座臥式三相分離器，其日均處理液量在500m3左右，主要是對(duì)產(chǎn)出液進(jìn)行油、氣、水分離，根據(jù)工程需要三相分離器的壓力為0.24MPa，而到了污水電磁流量計(jì)那里壓力還不到0.1MPa，以前出水出油溫度在39℃左右，后打開一級(jí)沉降罐頂蓋可以聞到比較強(qiáng)烈的天然氣味道，懷疑污水中含有溶解氣，我們提高三相分離器的熱循環(huán)水量，果然溶解氣少了很多。其前后對(duì)比如表3。

                            現(xiàn)狀分析七：電導(dǎo)率不均勻
                           
                        這個(gè)是指兩種以上的液體還沒有混合好就進(jìn)入流量計(jì)，若它們的電導(dǎo)率相差比較大則會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)確。碼頭莊污水電磁流量計(jì)的前面有個(gè)加藥點(diǎn)，加進(jìn)殺菌劑、絮凝劑、阻垢劑三種藥劑，總共加藥量為12.5L/h。這個(gè)流量與污水流量相比非常小，其影響在流量計(jì)上很難反映出來(lái)。我們關(guān)閉加藥點(diǎn)觀察如表4。

                            現(xiàn)狀分析八：往復(fù)泵振蕩
                           
                        碼頭莊原來(lái)有三臺(tái)三柱塞高壓泵，正常都是在18MPa的壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，由于泵的脈動(dòng)性而測(cè)量點(diǎn)又未遠(yuǎn)離泵，脈動(dòng)使電磁流量計(jì)輸出晃，有時(shí)候還產(chǎn)生了測(cè)量誤差。這從總表的校驗(yàn)可以得出。
                            現(xiàn)狀分析九：沉積層覆蓋電極
                           
                        碼頭莊污水流量計(jì)有時(shí)晃動(dòng)的比較厲害，我們拆開可以看到里面已經(jīng)薄薄的被覆蓋了一層微小物體。而流量也從5.5～11.5m3/h來(lái)回跳動(dòng)。
                           
                        通過對(duì)以上的分析，影響電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度低于理論值的主要原因是：①閥門開啟度太?。虎诠芟滴霘馀?；③液體中含有溶解氣；④往復(fù)泵振蕩；⑤沉積層覆蓋電極。
                            提高電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的試驗(yàn)
                            試驗(yàn)一：加大流量計(jì)上游閘門開啟度
                           
                        如果管中的液體達(dá)不到電磁流量計(jì)的電極上面則會(huì)出現(xiàn)超滿度現(xiàn)象。碼頭莊油田多次出現(xiàn)三相分離器污水出口達(dá)到65.7m3/h，而碼頭莊一天的總產(chǎn)液量在500m3左右，其中油約200m3/d，污水約300m3/d，平均為10～12m3/h。而65.7m3/h這個(gè)測(cè)量值嚴(yán)重地偏離了實(shí)際流量值。故把三相分離器的污水出口全開，而改用流量計(jì)后面的閘閥來(lái)控制脫水量（圖1）。

                           
                        以前是用1#（三相分離器污水出口閘閥）與3#閘閥來(lái)共同控制流量，這樣往往有可能是1#閘閥開的較小，3#開的較大，這就有可能在管線中會(huì)留出一部分空間，使氣體進(jìn)入，zui終導(dǎo)致液體不能充滿整個(gè)管系，而出現(xiàn)超滿度。
                           
                        現(xiàn)在采取的措施是1#閘閥全開，而用3#閘閥的開啟度來(lái)控制流量。這樣就避免了電磁流量計(jì)和管線虧空現(xiàn)象，電磁流量計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確性提高了很多。
                            試驗(yàn)二：維修加藥泵的密封性
                            碼頭莊污水流量計(jì)的前面有個(gè)加藥點(diǎn)，距離電磁流量計(jì)大約50cm。加殺菌劑、阻垢劑、絮凝劑3種藥劑（圖2）。

                           
                        管系若吸進(jìn)空氣則造成測(cè)量值晃動(dòng)不穩(wěn)定。圖中1，2，3分別代表3臺(tái)加藥泵，這3臺(tái)加藥泵排量小，總量在12.5L/h，但就是這個(gè)加藥點(diǎn)給這個(gè)流量計(jì)造成了相當(dāng)?shù)恼`差。每個(gè)加藥泵都有個(gè)入口，入口放在加藥罐里。該入口的結(jié)構(gòu)示意如圖3。

                           
                        加藥泵的A部分在藥劑的上面，而B部分則沉沒在藥劑中，加的藥劑有一定的黏度，且有部分雜質(zhì)，故濾網(wǎng)是經(jīng)常堵住，如果在藥劑中的B部分不通暢，則裸露在空氣中的A部分會(huì)從1與2及吸料連接器和墊圈處進(jìn)空氣。3臺(tái)中的任意一臺(tái)漏空氣都會(huì)由管線中的加藥點(diǎn)進(jìn)入管線，從而導(dǎo)致流量計(jì)測(cè)量值不穩(wěn)定?，F(xiàn)在我們是每周都會(huì)對(duì)泵的濾網(wǎng)和吸料連接器以及墊圈進(jìn)行檢查。由加藥泵漏進(jìn)氣體不再發(fā)生。
                            試驗(yàn)三：提高三相分離器溫度降低污水中含有的溶解氣
                           
                        在實(shí)驗(yàn)中都是單獨(dú)實(shí)驗(yàn)，在不考慮其他因數(shù)的條件下，把三相分離器的溫度由原來(lái)的39℃提高到現(xiàn)在的46℃，效果很明顯?？刂迫喾蛛x器的溫度，也就是控制三相分離器循環(huán)熱水量與循環(huán)熱水溫度，循環(huán)熱水溫度一般變化較小，而水量我們由原來(lái)的3m3/h，調(diào)配到現(xiàn)在的6m3/h，這樣一來(lái)，包括井上產(chǎn)氣也多析出了6～8m3/h。具體如圖4。

                           
                        從圖4可以看出當(dāng)出水溫度達(dá)44℃時(shí)，碼頭莊產(chǎn)氣量達(dá)到近50m3/h（標(biāo)況即：溫度273K，壓力101325Pa），且呈平穩(wěn)的趨勢(shì)，也就是此時(shí)達(dá)到了一個(gè)平衡。達(dá)到了析氣的zui大化，析出氣體的*狀態(tài)。也就是這樣出去的污水含氣zui少。達(dá)到了不含溶解氣的目標(biāo)。
                            試驗(yàn)四：改變讀數(shù)方式，增加新工藝，緩解往復(fù)泵的振蕩
                           
                        碼頭莊注水站原有3臺(tái)3S175-13.4/20三柱塞注水泵，在泵的出口裝有總流量計(jì)，這個(gè)總流量計(jì)的測(cè)量由于泵的往復(fù)振蕩使其準(zhǔn)確性很，每次與各注水單井總和的差別都有近50m3。每天注水在620m3左右，這樣就有近10%的誤差，而每次對(duì)其校驗(yàn)的差值也是10%左右，表5是2005.10.11校驗(yàn)的結(jié)果。

                           
                        從表5中可以看出流量計(jì)的準(zhǔn)確性很低甚至超過了10%，這個(gè)數(shù)據(jù)的差別很大，到這種情況應(yīng)該說(shuō)不是誤差，而是錯(cuò)誤了。在有脈動(dòng)流動(dòng)源的管線上，要減緩其對(duì)流量?jī)x表測(cè)量的影響，通常應(yīng)該采取流量傳感器遠(yuǎn)離脈動(dòng)源，利用管流流阻衰減脈動(dòng)；或在管線適當(dāng)位置裝上稱作被動(dòng)式濾波器的氣室緩沖器，吸收脈動(dòng)。因?yàn)樵诖宋覀儾缓酶淖兞鞒毯捅玫谋旧砉に?，為此我們采取的措施是讀取泵的進(jìn)口流量計(jì)和泵的回流流量計(jì)，因?yàn)檫@兩處表的壓力很低，脈動(dòng)振動(dòng)也很小，用泵的進(jìn)口流量計(jì)數(shù)值減去回流流量計(jì)數(shù)值，得出注水量數(shù)值。但是在2005年11月份碼頭莊新裝了一臺(tái)5S175-33.3/20的五柱塞注水泵，這臺(tái)泵是五個(gè)柱塞，其水的振動(dòng)性相對(duì)減少，并趨于平緩，且本身帶有氮?dú)饩彌_裝置，能非常有效地緩解振動(dòng)，達(dá)到了預(yù)期效果。
                            試驗(yàn)五：定期清洗電磁流量計(jì)內(nèi)壁
                           
                        在污水流量為10m3/h左右，溫度約為44℃，電磁流量計(jì)清洗周期為45d，否則測(cè)量誤差將很快會(huì)達(dá)到5%。定期清洗電磁流量計(jì)以避免沉積層的影響。
                            試驗(yàn)小組于2005-12～2006-01對(duì)試驗(yàn)效果進(jìn)行驗(yàn)證，見表6。

                           
                        通過表6可以看出現(xiàn)在誤差zui大的是總表流量計(jì)，但也只有0.95%，*符合誤差不能高于1.5﹪的生產(chǎn)要求，達(dá)到預(yù)期的效果。