摘要：文章通過對(duì)智能流量計(jì)結(jié)構(gòu)、工作原理的分析，并與機(jī)械式流量計(jì)進(jìn)行了一系列對(duì)比試驗(yàn)，得出了智能流量計(jì)不論計(jì)量精度，還是適應(yīng)性均優(yōu)于機(jī)械式流量計(jì)的結(jié)論。在中原橋口油田的大范圍推廣使用智能流量計(jì)獲得了成功，并積累了一套智能流量計(jì)的選型、安裝、使用經(jīng)驗(yàn)與方法，為油田注水計(jì)量?jī)x表的更新?lián)Q代找到了可行之路。
注水開發(fā)是油田開采中后期的主要開采方式，而注水量計(jì)量與控制的正確與否，直接關(guān)系到注水開發(fā)的效果。長(zhǎng)期以來，中原油田注水計(jì)量絕大部分使用的是機(jī)械傳動(dòng)直讀式流量計(jì)，由于該種流量計(jì)的適應(yīng)性較差、精度和操作者水平較低等諸多原因，造成流量計(jì)易損壞、維修停產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、計(jì)量不正確等問題,注水量隱性超注、欠注現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，給中原油田這種小型復(fù)雜斷塊油田的精細(xì)注水開發(fā)帶來諸多不利的影響，大量超注造成油井發(fā)生水串、水淹,破壞了地層油水系統(tǒng)的平衡，增加了采出油的含水量，降低了原油采收率，減少了水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量,縮短了穩(wěn)產(chǎn)期,而且，超注、高含水原油的去水處理、卡堵水作業(yè)和注采系統(tǒng)的調(diào)整都導(dǎo)致了采油成本的大幅度提高;隱性欠注，使該見效的油井未見效，降低了原油采出率。如何連續(xù)、可靠、正確計(jì)量注水量，及時(shí)掌握注水動(dòng)態(tài)成為困擾注水管理工作者的一大難題。
1計(jì)量?jī)x表的選型
為了較好地解決以上問題，從1989年開始，我們引進(jìn)了智能流量積算儀,在采油一廠進(jìn)行了試點(diǎn)，部分解決了計(jì)量問題引起了一定的促進(jìn)作用，1991年又在采油六廠部分注水井站推廣應(yīng)用了同系列的產(chǎn)品(見表1)。
但由于當(dāng)時(shí)產(chǎn)品技術(shù)水平的限制及其它原因，后5又改用高壓干式水表計(jì)量，走了一段回頭路.。
1998年,我們選中了LXQ-C系列智能流量計(jì)，該系列流量計(jì)采用全新的設(shè)計(jì)理念，其一次儀表基本上無磨損部件，減小了出現(xiàn)故障和造成損壞的概率，二次儀表參數(shù)可分段現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置，理論上提高了計(jì)量精度,其性能基本滿足了中源油田精細(xì)注水開發(fā)的要求，并能適應(yīng)未來發(fā)展的需要。
2智能流量計(jì)的結(jié)構(gòu)與工作原理
2.1結(jié)構(gòu)
智能流量計(jì)由智能流量積算儀和旋轉(zhuǎn)流量變送器兩大部件組成。智能流量積算儀由傳感器探頭、液晶顯示器等主要部件組成，旋球流量變送器由殼體和表芯組成。
2.2工作原理
(1)旋球流量變送器工作原理
流體通過起旋器產(chǎn)生穩(wěn)定旋渦，帶動(dòng)不銹鋼空心小球沿固定的旋轉(zhuǎn)半徑作圓周運(yùn)動(dòng)，小球轉(zhuǎn)數(shù)與流量成正比，使用特制的傳感器探頭測(cè)量該小球沿圓周運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù),來間接測(cè)量液體的流量。
(2)智能流量積算儀工作原理
傳感器探頭測(cè)得信號(hào)N經(jīng)過前置放大器放大、濾波、整形后變成脈沖信號(hào)最后送往智能流量積算儀中的微處理器進(jìn)行運(yùn)算處理，微處理器按照預(yù)置程序工作，即微處理器根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖信號(hào)數(shù)量,先計(jì)算輸入信號(hào)的頻率，再由信號(hào)頻率f決定儀表系數(shù)K,頻率f(Hz)與儀表系數(shù)K(脈沖數(shù)/m)按以下計(jì)算:
當(dāng)頻率在0與ƒ之間時(shí)，儀表系數(shù)按K計(jì)算。當(dāng)頻率在ƒ1與f:之間時(shí)，儀表系數(shù)K按Kr計(jì)算以此類推，.當(dāng)頻率大于ƒ8時(shí)，按K:計(jì)算。然后，”微處理器再根據(jù)計(jì)算公式:流體體積V=N/K計(jì)算并顯示出相應(yīng)的累計(jì)與瞬時(shí)流量。
式中N為脈沖數(shù);K為系數(shù)，脈沖數(shù)/m3。
3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
3.1安裝工藝技術(shù)要點(diǎn)
(1)水質(zhì)惡劣、雜質(zhì)較大時(shí)，表前應(yīng)裝配ZG型過濾器。
(2)為了保證流量計(jì)計(jì)量正確,流量計(jì)前不得有節(jié)流裝置。
(3)新投用的管道由于在施工中內(nèi)部殘留有泥沙、焊渣等雜物，使用前須先取出表芯，沖洗管道干凈后再裝上表芯，以免雜物損壞流量計(jì)內(nèi)部零件。
(4)待殼體與管道安裝完畢，再裝上智能流量積算儀，可避免因管道安裝時(shí)敲擊劇烈震動(dòng)，而降低儀表靈敏度。
3.2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)情沉
1998年7月，在采油六廠橋口油田3#、11#采油站配水間各安裝了一套測(cè)試流程，對(duì)LXQ-C智能流量計(jì)的精度、適應(yīng)性、抗震性等主要技術(shù)性能指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，試驗(yàn)期為一年。測(cè)試情況如下。
(1)精度
①對(duì)比實(shí)驗(yàn)
a測(cè)試流程:注水泵站→注水管網(wǎng)→配水匯管→上流閥門→高壓干式水表→渦輪流量計(jì)→智能流量計(jì)→流量調(diào)節(jié)閥→標(biāo)準(zhǔn)容器(14m3)。
b測(cè)試情況:試驗(yàn)所用計(jì)量?jī)x表都為同精度等級(jí)的新表，被測(cè)儀表處于同一條測(cè)試流程的同一壓力環(huán)境下工作，流速大小用下流的流量調(diào)節(jié)閥平穩(wěn)控制。
c測(cè)試數(shù)據(jù):
d結(jié)論:通過測(cè)試比較,智能流量計(jì)的計(jì)量精度高于其它計(jì)量?jī)x表。
②流量.誤差關(guān)系
a測(cè)試流程:注水泵站→注水管網(wǎng)-配水匯管→上流閥門→智能流量計(jì)→流量調(diào)節(jié)閥→標(biāo)準(zhǔn)容器(14m)。
b測(cè)試數(shù)據(jù):
c結(jié)論:選用智能流量計(jì)時(shí)，不能單純以管道直徑來確定流量計(jì)口徑，要注意流量計(jì)的流量范圍是否符合實(shí)際使用要求，并以經(jīng)常使用在接近常用流量到分界流量之間為宜。此時(shí)，流量計(jì)計(jì)量的精度高。
(2)適應(yīng)性
①流體介質(zhì):注水介質(zhì)由清水改為污水后，運(yùn)行正常,拆開流量計(jì)觀察，內(nèi)部結(jié)構(gòu)部件腐蝕程度很低。
②抗震性:為了測(cè)試儀表的抗震性能，我們把智能流量計(jì)安裝在距注水泵站約20m的配水間，在該配水間有明顯來自泵站的震動(dòng)感(約4~5級(jí))，在此環(huán)境中，智能流量計(jì)工作正常，連續(xù)運(yùn)行一年后，將該表拆下送檢，校驗(yàn)結(jié)果證明誤差在允許范圍之內(nèi)。
③耐高壓:儀表長(zhǎng)時(shí)間在流體介質(zhì)壓力達(dá)24.5~38MPa的環(huán)境中運(yùn)行,未出現(xiàn)任何事故，各部件的動(dòng)靜密封點(diǎn)滲漏率也很低。
④表芯更換:清洗、誤差調(diào)整、鑒定流量計(jì)時(shí)須要拆卸表芯，更換表芯操作的難易，關(guān)系到注水井停注時(shí)間的長(zhǎng)短。長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，該型流量計(jì)更換表芯操作簡(jiǎn)單、。速度快
⑤可靠性:連續(xù)使用一年多,故障率很小，未出現(xiàn)整機(jī)損壞現(xiàn)象，可靠性高,使用壽命長(zhǎng)。
推廣應(yīng)用實(shí)踐表明,該智能流量計(jì)是油田注水計(jì)量較為理想的新型流量?jī)x表，是機(jī)械式水表的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
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