井下電磁流量計可分為直讀式電磁流量計和存儲式電磁流量計,兩種電磁流量計的測量原理和傳感器結構相同。直讀式電磁流量計主要用于籠統(tǒng)注入井的流量測量;存儲式電磁流量計主要用于注聚井的流量調(diào)配。下面對兩種電磁流量計的基本測量原理、結構與主要技術指標等進行簡單介紹。
電磁流量計的基本測量原理 電磁流量計是根據(jù)電磁感應原理測量流過管道中導電流體的流量。不管流體的性質如何,只要其具有微弱的導電性(電導率大于8×10-5s/m)即可進行測量。油田三次采油注入的聚合物混合液的導電性能良好,符合這種測量條件。
如圖 2-1所示,根據(jù)電磁感應原理,當導電流體在磁場強度為B 的磁場中以速度V 運
動時,切割磁力線而產(chǎn)生電場 E ,關系為:
E = V ×B (2-1)
則在線形長度為 L 的 a 和 b 兩點之間產(chǎn)生感應電動勢εab:
兩接收電極之間的距離 L 為已知常數(shù),B 為已知的磁場強度。故εab是 V 的單調(diào)函數(shù),εab隨 V 變化而變化。而瞬時流量 Q 等于流速 V 與導管截面積 S(常數(shù))的乘積,因此有:
Q = K×εab????? ????(2-4)
式中 K 為儀器常數(shù)。因此,只要通過電路測得εab,即可得到對應的流量 Q。
井下電磁流量計的結構與技術指標
傳統(tǒng)的電磁流量計一般都是安裝固定在測量管道上面,導電的流體由電磁流量計內(nèi)部流過。井下電磁流量計如圖 2-2 所示,測井時電磁流量計和油管或套管間形成環(huán)形空間,電磁流量計可以在油管或套管中上下移動,導電的流體在電磁流量計外部的環(huán)形空間中流過。