電磁流量計(jì)在油田的注水、注聚及污水計(jì)量中發(fā)揮著重要作用,而高含水原油屬于一種新的計(jì)量介質(zhì)。根據(jù)高含水油因水成連續(xù)相而具一定導(dǎo)電能力這一特點(diǎn),在原有流量計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)改進(jìn),研制出適合計(jì)量含砂及高含水原油的防爆電磁流量計(jì)。
 
1.電磁流量計(jì)用于含砂及高含水原油計(jì)量中的優(yōu)勢(shì)。
電磁流量計(jì)用于含砂及高含水原油計(jì)量具有下面一些優(yōu)勢(shì)。
(1)傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,通徑與前后直管段的管徑相同,且流道內(nèi)沒有可動(dòng)部件,沒有阻礙被測(cè)液體流動(dòng)的部件及節(jié)流裝置,不會(huì)出現(xiàn)堵、卡現(xiàn)象。
(2)被測(cè)介質(zhì)在測(cè)量管中流過時(shí),幾乎沒有壓力損失,可以明顯地減少泵的原動(dòng)力消耗。
(3)電磁流量計(jì)的輸出電流、頻率與被測(cè)流量成線性關(guān)系,它不受被測(cè)介質(zhì)(溫度、壓力、粘度)的影響。因此,電磁流量計(jì)只要經(jīng)水標(biāo)定后,就可以用來測(cè)量含砂或高含水的原油,而不需要修正。
(4)電磁流量計(jì)無機(jī)械慣性,反應(yīng)靈敏,可以測(cè)量瞬時(shí)脈動(dòng)流量,便于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控。

2.電磁流量計(jì)的技術(shù)改進(jìn)
根據(jù)高含水原油這一特殊介質(zhì)及其使用環(huán)境的特點(diǎn),對(duì)早期廣泛應(yīng)用于注水、注聚等計(jì)量中的電磁流量計(jì)進(jìn)行了相關(guān)的技術(shù)改進(jìn)。
(1)對(duì)傳感器進(jìn)行防爆處理。通過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)行綜合分析,認(rèn)為高含水原油的計(jì)量場(chǎng)所是油氣密集的地方,需要對(duì)傳感器進(jìn)行防爆處理才能滿足工作需要。根據(jù)傳感器的特點(diǎn)及其使用環(huán)境的要求,選用了傳感器的復(fù)合防爆型式,即澆封隔爆型,防爆標(biāo)志為mdIIBT4。關(guān)鍵技術(shù)是傳感器主體結(jié)構(gòu)采用了澆封工藝技術(shù)、接線盒采用了隔爆外殼。接線盒的隔爆接合面為螺紋隔爆接合而,引人裝置采用密封圈壓緊螺母式,產(chǎn)品通過了國(guó)家防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心的5項(xiàng)試驗(yàn)。
(2)提高轉(zhuǎn)換器的輸人阻抗,保證流量計(jì)的測(cè)量精度。對(duì)電磁流量計(jì)來說,傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)只有幾毫伏,如要進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量,要求轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳感器的內(nèi)阻,才能保證儀表的精度。電磁流量傳感器的內(nèi)阻僅與被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率和電極直徑有關(guān)。高含水油的電導(dǎo)率隨含水情況有所變化,因此,采用了專用前置放大器,相應(yīng)地提高了轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗,保證了測(cè)量精度。
(3)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)智能化。智能電磁流量計(jì)采用了自動(dòng)跟蹤式勵(lì)磁控制和智能反饋式信號(hào)放大處理技術(shù),使用了多CPU協(xié)同信息處理的方法,使儀表在功能上具有了支持各種傳感器匹配與校驗(yàn)、數(shù)字與模擬的系統(tǒng)連接、自診斷和安裝調(diào)試測(cè)試、斷電信息保護(hù)、在線信息査詢、軟件沖擊自動(dòng)恢復(fù)多單位多形式的計(jì)量顯示選擇等全方位的智能化功能,操作使用十分方便。
(4)改進(jìn)型電磁流量計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)。①適應(yīng)的場(chǎng)所:轉(zhuǎn)油站、聯(lián)合站的高含水油計(jì)量,因?yàn)檫@些場(chǎng)所的高含水油經(jīng)過油氣分離,流態(tài)比較穩(wěn)定,含水波動(dòng)較小,計(jì)量精度能夠保證;②被測(cè)介質(zhì)的含水率:>80%;③工作壓力:≤2.5MPa;④被測(cè)介質(zhì)溫度:≤100℃;⑤傳感器襯里:可根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的溫度選擇不同的襯里。高含水油的溫度一般在50~70℃,選擇耐油橡膠襯里可滿足計(jì)量要求;⑥口徑依據(jù)被測(cè)液量的滿量程流量來選擇。電磁流量計(jì)的流速下限為0.5m/s。一般流量測(cè)量以2m/s為經(jīng)濟(jì)流速,而在高含水油測(cè)量時(shí),流體的流速要求偏高一些,一般3~4m/s,這樣可以避免低流速時(shí)原油附著于測(cè)量管壁及電極上,保證正常計(jì)量。

3.應(yīng)用情況對(duì)比
電磁流量計(jì)應(yīng)用于樁西采油廠聯(lián)合站、桃82站、樁1站、孤東、河口等站的含砂、高含水原油計(jì)量中,使用一年多來,故障率低,計(jì)量準(zhǔn)確。與羅茨流量計(jì)相比,減小了維修工作量,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)也節(jié)約了一定的維修成本。下面是兩種流量計(jì)的使用對(duì)比情況。
(1)羅茨流量計(jì)的使用情況。含砂、高含水原油(含水大于85%)的計(jì)量以前采用羅茨流量計(jì),磨損嚴(yán)重,故障率明顯升高,且誤差較大。有的流量計(jì)甚至使用不到半年就得更換,維修成本居高不下。據(jù)統(tǒng)計(jì),樁西采油廠每年用于羅茨流量計(jì)的維修費(fèi)用均在20萬元以上,ZUI高單臺(tái)年維修費(fèi)用為5.4萬元。
1999年初,對(duì)樁西采油廠樁1站用于高含水油計(jì)量的羅茨流量計(jì)進(jìn)行了故障跟蹤分析。通過故障分析可以看出,由于介質(zhì)含水率高,使流量計(jì)各零部件的磨損加劇,導(dǎo)致了流量計(jì)磁聯(lián)軸脫磁、轉(zhuǎn)子結(jié)垢、卡死等故障;由于磨損嚴(yán)重,漏失量增大,使計(jì)量出現(xiàn)偏差。1999年8月4日,在樁西聯(lián)合站用一臺(tái)0.2級(jí)的新羅茨流量計(jì),對(duì)樁1線油的0.5級(jí)羅茨流量計(jì)進(jìn)行在線測(cè)量比對(duì),測(cè)算出的平均計(jì)量誤差為2.3%。
(2)電磁流量計(jì)的使用情況。在樁西聯(lián)合站、樁1等站高含水原油計(jì)量中的電磁流量計(jì),使用一年來,運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好。電磁流量計(jì)使用一年后,相對(duì)誤差基本控制在允許的范圍內(nèi),精度比較可靠,在高含水油計(jì)量具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。