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分體式電磁流量計

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分體式電磁流量計流量丈量靠得住性設想及利用研討

來歷:0451ups.net作者:頒發時候:2018-09-24 16:40:02

擇要:對分體式電磁流量計流量丈量時的影響身分停止闡發,得出流量丈量靠得住性和切確度降落的緣由首要有渦輪磁鋼吸附的鐵銹構成的分體式電磁流量計遲滯,井壁結垢碎片構成的分體式電磁流量計卡死,分體式電磁流量計器傘式集流器的傘布破壞構成集流度降落。針對以上緣由提出將分體式電磁流量計出液口設想成篩管型、分體式電磁流量計高低增添磁鐵環等響應的處置對策,并設想了可控式扶正器,在流量丈量進程中對儀器加以扶正,使得集流傘獲得了很好的掩護。顛末 100 多井次的現場利用標明,改良后的分體式電磁流量計在水驅產出剖面流量丈量時能有用地防止分體式電磁流量計卡滯及集流器的傘布破壞,從而進步分體式電磁流量計流量丈量的靠得住性和切確性,和流量丈量的實效和材料品質。
接納分體式電磁流量計[1] 停止流量丈量**常常利用的是分體式電磁流量計[2] ,接納集流傘集流 [3] 。在產出剖面 [4] 流量丈量時,因為井內產出液和井壁的環境龐雜,分體式電磁流量計流量丈量時候體式電磁流量計的渦輪常常產生被卡住和動彈不矯捷的景象,當渦輪卡住時凡是接納壓電纜體例處置,其成果無限,并且渦輪動彈不矯捷的景象很難消弭,而儀器在起下進程中因為貼靠井壁前進,傘布磨損構成集流成果降落。以上環境嚴峻影響施工的進度和流量丈量切確度。
1 分體式電磁流量計布局及任務道理
分體式電磁流量計接納分體式電磁流量計丈量產出井的產量,液暢經由進程度體式電磁流量計時鞭策渦輪扭轉,由渦輪
軸上的磁鋼通報渦輪動彈信息。渦輪動彈時其軸上磁鋼的 N、S 極輪番靠近霍爾傳感器,經由進程計量霍爾傳感器輸入的脈沖計數丈量流量的巨細。分體式電磁流量計首要由渦輪[5] 、霍爾傳感器 [6] 、渦輪裝配架和渦輪軸頂針等構成。
分體式電磁流量計接納集流傘式集流,經由進程空中供正電和負電節制集流傘的翻開與發出,密封儀器與套管的環形空間使井筒內的流體全數流經儀器外部,從而停止產出剖面各層段流量的丈量[7] 。
2 分體式電磁流量計卡滯緣由闡發
對呈現渦輪卡滯景象的分體式電磁流量計停止維修發明,分體式電磁流量計內凡是有砂粒、井壁結垢碎片、鐵銹等雜物,偶然會有絲狀物 (圖 1、圖 2)。
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經由進程對大批的有卡滯景象的分體式電磁流量計停止維修發明,砂粒、井壁結垢碎片和鐵銹等雜物在分體式電磁流量計內的散布是有紀律的,較大的井壁結垢碎片在渦輪葉片上部;較大的砂粒在渦輪葉片中間;鐵銹附著在渦輪軸的磁鋼上。圖 3是構成份體式電磁流量計卡滯的差別雜物在分體式電磁流量計內的地位散布表現圖。
(1) 井壁結垢碎片在渦輪葉片上部的緣由。井壁上的結垢碎片 (灰紅色的鈣質堆積物) 普通較大(片狀,不法則),大多在渦輪葉片上面。闡發以為儀器下井時刮擦井壁,井壁上的結垢被刮上去,有些碎屑從儀器較寬廣的上出液口掉入到內流道,較大的垢塊落到渦輪葉片上部,較小的會落到渦輪葉片內,卡住渦輪葉片使渦輪沒法動彈。
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(2) 較大砂粒在渦輪葉片中間呈現的緣由。對出砂嚴峻的產出井利用過的儀器維修時發明,渦輪葉片和外殼之間夾有較大砂粒 (粒狀,不法則)。闡發以為砂粒隨油井產液從進液口進入到儀器內流道,液暢經由進程度體式電磁流量計時較大砂粒會卡在渦輪葉片和外殼之間致使渦輪沒法動彈;另外一種環境是井液中的砂粒經由進程了渦輪,儀器收傘后,在內流道中存留的井液中的砂粒會堆積在渦輪葉片上,較大砂粒也會卡住渦輪。
(3) 渦輪磁鋼上附著鐵銹的緣由。每次維修分體式電磁流量計時,城市發明渦輪磁鋼上有鐵銹 (粉狀) 吸附。闡發以為產出液中的鐵銹大多是因為儀器在井下挪動時由井壁磨擦上去而懸浮在井液中的,當液暢經由進程度體式電磁流量計時鐵銹會被渦輪上的磁鋼吸附,在磁鋼的兩個磁極處構成團狀,增大了渦輪的動彈阻力,當銹粉團大到與霍爾傳感器相刮時就會遲滯渦輪動彈,流量較低時會卡住渦輪。
3 集流傘布破壞緣由闡發
經由進程對分體式電磁流量計丈量進程闡發,集流傘破壞首要集合在丈量進程中,當實現很好個丈量點收傘時,井下產液向下活動的打擊一向使傘布遭到向外的張力,致使集流傘收完后傘布夾在傘筋之間并凸起于傘筋以外 (圖 4)。因為油井套管管柱都有必然的傾斜度且儀器自身還帶有磁性定位短接,致使在改換測點進程中儀器貼在井壁上挪動,和套管內壁終年的侵蝕變得粗拙和射孔孔眼凸起的毛刺等緣由,傘布極輕易被磨損、掛破或移位 (圖 5),致使集流傘的集流度嚴峻降落,從而影響丈量成果的靠得住性和分歧性。
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4 處置對策
4.1 對流量計布局停止改良
(1) 上出液口設想成篩管狀,防止結垢碎片掉落到儀器內流道內。斟酌改良后的出液口的過流阻力應不大于原儀器出液口的活動阻力,布局強度要不低于原布局強度,維修裝配組裝便利等身分,將出液口設想成篩管型,防止井壁結垢碎屑掉入儀器內流道,從而處置因結垢碎片掉落儀器內流道構成的渦輪卡住題目。
原出液口尺寸為 10 mm×14.2 mm (3 個),總面積 426 mm2,按照工程流膂力學道理[8] 計較有用活動面積為 260 mm2 。篩管型出液口 (9 個) 設想總面積 904 mm2 ,按照工程流膂力學道理計較有用活動面積為 615 mm2 ,弘遠于原出液口有用活動面積,以是活動阻力更小。
(2) 在進液口內設置篩網禁止井液中較大的砂粒進入內流道。斟酌到儀器中間管外有取樣密封筒且直徑不能加大,維修時裝配組裝便利等身分,在進液口外部安排筒狀篩網。篩網網眼巨細既能禁止井液中較大的砂粒進入內流道,又不會構成渦輪卡住的較小砂粒經由進程篩網,防止因篩網細致而產生的大批砂粒濾積在篩網上,構成活動阻力增大影響流量丈量的題目。
因為聚合物驅[9] 和三元驅 [10] 產出井中有絮狀或團狀凝塊,會貼附在篩網上梗塞進液口,以是儀器進液口加篩網后不合用于聚合物驅和三元驅產出剖面的流量丈量。
在儀器維修時察看到砂粒直徑為 0.2~3.2 mm,大于 1 mm 的砂粒為少少數。渦輪與渦輪裝配筒空隙為 1 mm,以是砂粒直徑小于 1 mm 時不會卡住渦輪。Ф28 mm 環空儀內流道直徑為 18 mm,面積254 mm2 。進液口尺寸為 8 mm×20 mm (6 個),總面積 960 mm2,按照工程流膂力學計較有用活動面積為 586 mm2 。為了盡可能減小進液口的活動阻力,選用網眼小于 1 mm 的 18×18 篩網,網眼尺寸為0.98 mm×0.98 mm,鋼絲直徑 0.432 mm。增添 18×18 篩網后,6 個進液口的網眼數目為 420 個,總面積 403 mm2,按照工程流膂力學道理計較有用活動面積為 395 mm2 ,為環空儀內流道面積的 1.55 倍。圖 6是分體式電磁流量計進液口及筒狀防砂篩網照片。
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(3) 在渦輪上、下設置磁性環事后吸附井液中的鐵銹。在分體式電磁流量計的內流道中設想安排有片狀磁鐵的磁鐵環,分體式電磁流量計上方安排單層的磁鐵環,吸附從出液口進入的鐵銹;分體式電磁流量計下方安排雙層的磁鐵環,吸附從進液口隨井液進入的鐵銹。設置的上、下磁鐵環事后吸附了鐵銹,可防止鐵銹被渦輪磁鋼吸附。
單層磁鐵環設想見圖 7,設想有 6 個片狀磁鐵,朝向內流道的磁鐵 N、S 極距離安排來加強吸附鐵銹的成果。雙層磁鐵環的每層磁鐵的擺列體例與單層磁鐵環不異,渦輪上面接納雙層磁鐵環設想是為了更有用地吸附在內流道內活動井液中的鐵銹。
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4.2 設想可控式扶正器
若是設想一種扶正器在起下進程中掩護集流傘不被磨損,保障集流傘集流度分歧,便能夠保障丈量成果的切確性和靠得住性。
扶正器在利用時,當儀器下到很好點籌辦丈量時,起首翻開集流傘,在儀器變更丈量點時,一般發出集流傘,扶正器一向堅持翻開狀況,直到測完一切測點后收攏翻開的扶正器。如許在改換測點進程中,即便儀器收傘時傘布凸起至傘筋外,扶正器能夠防止凸起至傘筋外的集流傘布與不滑膩的井壁的磨擦,有用地掩護集流傘布。以是要設想一個能夠自力節制的扶正器[11] 。
(1) 可控式扶正器的任務道理。扶正器連在集流傘電念頭的下部,利用時,當儀器下到很好點籌辦丈量時供電電壓到 50 V 翻開集流傘,集流傘電念頭電流回零表現集流傘完全翻開。增添供電電壓到 70 V 翻開扶正器,當扶正器電念頭電流回零 時表現扶正器完全翻開,扶正器翻開直徑為 120 mm,起到在套管內將儀器扶正感化。
改換測點時供電電壓到-50 V 發出集流傘,集流傘電念頭電流回零后表現集流傘完全發出,能夠改換測點,丈量進程中不發出扶正器。當供電電壓增添到-70 V 時發出扶正器,扶正器電念頭供電電流回零表現扶正器完全發出。
(2) 扶正器電念頭電路表現圖及道理。扶正器短節的研制重點首要在扶正器電念頭[12] 電壓的節制,要做到在不影響集流傘一般翻開、發出條件下節制扶正器的翻開和發出。圖 8為扶正器電念頭的節制電路[13] 表現圖。
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為了維修和改換便利,扶正器設想成零丁短節,便利與環空儀器毗連。毗連扶正器后的分體式電磁流量計纜芯用于儀器任務供電和傳輸含水、流量旌旗燈號,纜芯 2與集流傘、扶正器毗連。
5 現場利用
設想的分體式電磁流量計可防止儀器起下進程中井壁上的鐵銹、結垢碎片及地層出砂對渦輪葉片的卡滯感化,確保集流傘在丈量進程中的無缺,保障丈量成果的靠得住性和分歧性,進步了施工一次勝利率。2018 年 5 月 17 日在南 2-丁 6-XXX 井的現場利用進程中,為考證扶正器對集流傘的掩護成果,在全井丈量竣事后,發出扶正器再停止全井復測,將測得的成果停止對照闡發 (表 1)。
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從丈量成果能夠發明,在發出扶正器后丈量第二點流量較著降落,含水率也變更較大,以后的丈量點丈量成果誤差也都較大,能夠判定儀器的集流傘已被刮破。
2018 年 5 月 21 日在南 8-丁 4-XXX 井對利用扶正器的分體式電磁流量計停止現場利用,為了查驗扶正器對集流傘的掩護成果,對該井停止了全井復測 (表2)。從丈量成果能夠看出,復測點的流量與含水率
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都與很好次的丈量成果符合,證實扶正器對進步丈量成果的切確性有很好的成果 ,也證實了分體式電磁流量計插手扶正器是有須要的。
經由進程 20 余井次的實驗利用,不產生過集流傘刮破的景象,證實扶正器對進步丈量成果的切確性具備主要感化。
6 論斷
(1) 改良后的分體式電磁流量計在水驅產出剖面流量丈量時能有用防止分體式電磁流量計卡滯景象的產生,從而進步施工實效和流量丈量的切確性。
(2) 在流量丈量進程中可控式扶正器可有用掩護集流傘,防止集流傘在起下進程中被刮壞,進步流量丈量的靠得住性和施工一次勝利率。
(3) 可控式扶正器電路簡略,節制靠得住,操縱簡略,檢驗便利,易于推行利用。
(4) 按本研討設想改良后的分體式電磁流量計不合用于聚合物驅和三元驅產出剖面的丈量。
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