引言

        電磁流量計測試方法是鋼絲試井工藝的重要一種測試方法，主要應用于測調注水、產液測量、油氣開采等眾多作業中，在油氣天開發中起著重要的資料支撐和數據分析作用，對于精確調節液量、控制流量、保障穩定生產有著重要的意義，因此準確掌握其工作原理，在不同環境中根據故障現象精準掌握故障根源，排除故障因素，是確保油氣穩定生產的重要課題。

 

1 電磁流量計基本原理

        1.1 基本原理 電磁流量計測量原理利用法拉第電磁感應定律。

在非磁性管道中，通過被測介質，例如油氣水等具有導電性物質，在磁場中來回切割磁感線，從而在閉合回路的磁場兩極間產生感應電動勢，在固定磁場強度的情況下，電動勢大小將與導體（油氣水）的速度、流量成正比，通過確定參數，便能夠測量準確流量。

        1.2 主要參數及公式 在圖 1 中，當導電流體以平均流速 V（m/s）通過裝有一對測量電極的一根內徑為 D（m）的絕緣管子流動時，并且該管子處于一個均勻的磁感應強度為 B（T）的磁場中。那么，在一對電極上就會感應出垂直于磁場方和流動方向的電動勢（E）。由電磁感應定律可寫做（1）式：

        E=B·D·V（V） （1）

        通常，體積流量可以寫作

      

        由公式（1）和（2）可得到：

        

        因此電動勢可表示為：

        

         

        可見，流量與電動勢 E 成正比。

1.3 電磁流量計應用中主要特點

1.3.1 應用中的優點。

        ①電磁流量計在應用過程中，雖然有流量通過，因為監測因素只與流量和電磁強度有關，隨時產生數據，所以不產生數據間歇性變化，不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率影響，測量結果精確。

        ②電磁流量計不對流量產生阻礙作用，因此不會因為測流量造成油氣生產的壓力損失，能夠保證油氣穩產上產。

        ③電磁流量計的測量通道是孔徑較大的光滑直管，在油氣井測試中不易阻塞，對于注水、注聚合物、粘度高、含小蠟塊的油氣水精均能使用。

        ④電磁流量計流量可選范圍寬，能夠從 20：1 到 50：1 均能適用，流速測量可在 0.5～10m/s 內選定，可以根據需要擴大和縮小流量。

        ⑤電磁流量計可測正反雙向流量和測脈動流量，口徑范圍大，從幾毫米到 3m。

        ⑥常見的流量計測量中，由于選材特殊，容易受到井內液體、油氣的腐蝕，仕樂克電磁流量計選材范圍廣，導管能過流量即可，能廣泛應用于硫化氫、注水、注聚合物等腐蝕性油氣井生產試井中。

 

1.3.2 應用中的缺點。① 電磁流量計對于導電率很低的液體，如有機化合物溶劑、氣體、含有較多較大氣泡的液體不能測量。②仕樂克電磁流量計不能用于較高溫度的液體或溫度很低的液體，高溫容易破壞內管內襯材料和電氣絕緣材料。

 

2 電磁流量計試井主要影響因素及處理

2.1 安裝問題及處理方法 

        ①儀表無顯示。電磁流量計電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，例如安裝在易積聚氣體的管系最高點，自上而下的垂直管上。故障處理：依次檢查仕樂克電磁流量計傳感器安裝位置是否正確，電壓是否符合要求，電源是否接通，電源保險絲是否完好，顯示器對比度調節是否能夠調節。

        ②空管報警。電磁流量計中內管未能清理干凈造成蠟堵、污垢，形成流量計無法充滿液體。以及流體直接排除，形成測量管未能充滿液體。故障處理：首先檢查內管是否清理干凈，其次檢查流體是否充滿傳感器內管；然后將 SIG1、SIG2 和 SIGGND 三點短路，如果空管報警“提示撤消”，說明轉換器正常，有可能是被測流體電導率低或空管閾值及空管量程設置錯誤；最后用萬用表測量 DS1 和 DS2 之間的直流電壓，如果大于1V，證明傳感器電極被污染，清洗傳感器電極。

 

        2.2 測量環境影響因素及處理方法 在測量的環境中如果出現強電磁波、大型電機磁場、管道雜散電流干等影響因素時，將出現電磁波測量前的信號波動。故障處理：出現空間其他大型電機或者大量電流引起的電磁波干擾時，通常采用單層或多層絕緣外皮包裹，屏蔽電磁來源予以保護。出現管道雜散電流干擾時，小電流影響時，采取良好的單獨接地保護；遇到強大的電流，只能將測量管道與流量傳感器進行絕緣處理。

 

        2.3 測量過程故障 當仕樂克電磁流量計正確安裝后，調試并能正常運行，此時出現的測量過程故障主要分為傳感器內壁有污染、測量流體含其他雜質多、自然雷擊等因素引起的。

 

        2.3.1 傳感器內壁有污染。電磁流量計測量含蠟、注聚合物、注污水井等含雜質多的流體時，經過一段時間測量后，傳感器內壁積累污染物，導致電導率太大或太小造成的，電信號出現較大波動；若出現附著物為絕緣層，則電極回路將出現斷路，儀表不能正常工作，產生故障。故障處理：及時清除測量管內積累的雜物或污染物。

 

        2.3.2 流體含有其他雜質。測量液體含量過多污染顆粒物時，將出現噪音，使輸出信號產生波動。測量的流體中含有較多氣泡時，隨著氣泡的增加，信號出現波動，若形成氣泡層覆蓋整個電極表面時，造成電極回路瞬間斷路，輸出信號出現更大的波動。故障處理：盡快排出管道內部氣體層，或選擇流速較低的較干凈的井進行測量，可以待測井進行提前洗井，使雜質和氣體盡快排出。

 

        2.3.3 電介質電極材料選擇不合理。電極材料與被測介質選配不合理時，產生電化學腐蝕，或者物理性的磁性極化現象時，將出現測量信號波動。故障處理：根據測量的流體所含的化學元素和使用手冊正確選配電極材料。

 

        2.3.4 雷電打擊。雷擊容易造成儀表間的線路瞬間出現較大電流或較高電壓，造成儀表損壞，其中主要因素是通過電源線、勵磁線圈、傳感器與轉換器之間的流量信號線等途徑引入。故障處理：做好雷擊的電流轉移，在未測量前選擇無雷電天氣測量，在突發事件時采用關閉電源、信號源的方式阻止雷擊。