油田污水回注計(jì)量的準(zhǔn)確與否是對(duì)油井進(jìn)行合理配注的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，油田生產(chǎn)中每天都產(chǎn)生大量的工業(yè)污水，由污水聯(lián)合站將這些污水進(jìn)行回注，需要安裝大口徑流量儀表進(jìn)行計(jì)量，如果總液量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，可能出現(xiàn)地質(zhì)產(chǎn)水量、污水處理量和注水量三***不吻合的現(xiàn)象，影響了相關(guān)開發(fā)方案的編制和實(shí)施，影響了降液、控污、穩(wěn)油等注采調(diào)整方案的實(shí)施，就造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。如何保證注水聯(lián)合站現(xiàn)用的電磁流量計(jì)準(zhǔn)確、高效的計(jì)量是我們計(jì)量技術(shù)人員的一項(xiàng)重要工作。
1 基本原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)電液體在磁場中切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其感應(yīng)電勢的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度、流體做切割磁力線強(qiáng)度等因素成正比。
流體流動(dòng)時(shí)，流體流過垂直于流動(dòng)方向的磁場，導(dǎo)電性液體的流動(dòng)感應(yīng)出一個(gè)與平均流速或單位體積流量成正比的電壓，因此只要被測的流體具有***限度的電導(dǎo)率，其感應(yīng)電壓信號(hào)通過兩個(gè)與液體直接接觸的電極檢出，并通過電纜傳送到放大器，然后，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的輸出信號(hào)。
2 主要技術(shù)特點(diǎn)和使用安裝要求
2．1 電磁流量計(jì)的主要技術(shù)特點(diǎn)
(1)輸出信號(hào)方式比較高靈活。有高沖、電流、頻率等方式。
(2)可以測定正、反方向流體的流量。
(3)只有管道和電極與被測液體接觸，因此，只要合理選擇電極材料，即可達(dá)到耐腐蝕、耐磨損的要求。具有使用壽命長、維護(hù)要求低的特點(diǎn)。
(4)測量管內(nèi)無阻流件，因此無附加壓力損失，即對(duì)自來水測量無附加水頭損失。
(5)由于測量結(jié)果與液體的壓力、溫度、電導(dǎo)率等物理參數(shù)無關(guān)，所以測量高度一、工作可靠。
2．2 電磁流量計(jì)的使用和安裝要求
(1)對(duì)流量計(jì)上游管道中在前置距離外安裝閥門，特別是蝶閥或直角彎管等嚴(yán)重影響流態(tài)特性的場合，***在流量計(jì)上游5D～10D的直管段內(nèi)安裝整流器，以達(dá)到穩(wěn)定水流流態(tài)、提高計(jì)量準(zhǔn)確度的目的。
(2)要在使用環(huán)境的選擇中注意避國外部的電磁，特別是避免工頻電磁場的。
(3)在電磁流量計(jì)的安裝中，傳感器接地環(huán)要可靠地接地，接地電阻要不大于l0Q。
(4)電磁流量計(jì)的上游管道少有5D的直管段，它的下游少有3D的直管段。在條件允許的情況下，放寬流量計(jì)前置直管段長度在10D以上。
3 電磁流量計(jì)在線校驗(yàn)方法
電磁流量計(jì)出廠時(shí)其高度已經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定。但***旦使用于現(xiàn)場，由于環(huán)境條件、流體特性以及儀表本身如元器件損壞等原因引起儀表運(yùn)行故障等情況，對(duì)于***次安裝投運(yùn)前或長期使用后的流量計(jì)有必要進(jìn)行***次常規(guī)的現(xiàn)場校驗(yàn)。由于電磁流量計(jì)的傳感器安裝在供水管道中，難以拆下送***實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢查，而目前在流量計(jì)量范圍內(nèi)，國家和地方對(duì)大口徑流量計(jì)尚未有現(xiàn)場條件下進(jìn)行在線檢驗(yàn)的規(guī)程和其它法規(guī)文件。為了保證電磁流量計(jì)在***次安裝、故障修復(fù)以及長期使用后的精度和可靠性，而又不影響污水回注的正常工作，我們制訂了《電磁流量計(jì)檢驗(yàn)方法》作為企業(yè)內(nèi)部計(jì)量管理標(biāo)準(zhǔn)的底部分，進(jìn)行規(guī)范化管理。
3．1 校驗(yàn)的主要內(nèi)容
(1)對(duì)電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器勵(lì)磁電流進(jìn)行測試，觀察其輸出與轉(zhuǎn)換器原電流的值，誤差不超過±0．25mA。
(2)對(duì)電磁流量計(jì)傳感器電極對(duì)地電阻進(jìn)行測試，若電阻值在2～20kl2之間，并伴有充放電現(xiàn)象，兩只電極的電阻相近，則認(rèn)為是好的。
(3)對(duì)電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈進(jìn)行銅電阻測試，應(yīng)與原出廠值相同(環(huán)境溫度相同時(shí))。
(4)對(duì)電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈進(jìn)行安全*絕緣測試，應(yīng)大于20MQ。
(5)對(duì)電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器模擬量輸出及頻率輸出進(jìn)行測試，觀察其線性變化情況，并計(jì)算其***線性誤差，應(yīng)不超過±0．5％。
3．2 在線測試情況分析
以2005年呈東站注水流量計(jì)為例共試驗(yàn)3臺(tái)，從傳感器底部分測試情況看：編71423—981的電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈*絕緣電阻為3MI2，小于20Ml2，經(jīng)仔細(xì)分析檢查，原來在安裝過程中由于工作不當(dāng)，將勵(lì)磁電纜*絕緣損壞。解決辦法是更換損壞的勵(lì)磁電纜，使傳感器恢復(fù)正常*絕緣值，其余均符合安全性要求；電極對(duì)地電阻對(duì)稱性較高好，并伴有沖放電現(xiàn)象；勵(lì)磁電流其輸出與轉(zhuǎn)換器原電流標(biāo)稱值相符，其誤差不超過±0．25mA。
通過對(duì)電磁流量計(jì)在線檢驗(yàn)，我們可以及時(shí)正確地發(fā)現(xiàn)電磁流量計(jì)是否存在故障或隱患，為保證電磁流量計(jì)的正確計(jì)量提供了可靠的依據(jù)和保障，有利于今后好地管理好、使用好電磁流量計(jì)。
4 使用過程中的難點(diǎn)、故障以及解決辦法
電磁流量計(jì)使用中的常見故障，有的是由于儀表本身元器件損壞引起的故障，有的是由于選用不當(dāng)、安裝不妥、環(huán)境條件、流體特性等因素造成的故障，如顯示波動(dòng)、精度下降甚至儀表損壞等。它一般可以分為兩種類型：安裝調(diào)試時(shí)出現(xiàn)的故障(調(diào)試期故障)和正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障(運(yùn)行期故障)。主要表現(xiàn)為以下幾種情況。
4．1 調(diào)試期故障
調(diào)試期待故障一般出現(xiàn)在儀表安裝調(diào)試高段，需經(jīng)排除，在以后相同條件下不會(huì)再出現(xiàn)。常見的調(diào)試期故障通常由安裝不妥、環(huán)境及流體特性影響等原因引起。
(1)安裝方面
通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，常見的如將傳感器安裝在易積聚氣體的管系特點(diǎn)；或安裝在自上而下的垂直管上，可能出現(xiàn)排空；或傳感器后無背壓，流體直接排人大氣而形成測量管內(nèi)非滿管。
(2)流體方面
被測液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計(jì)的正常工作，但隨著氣泡的增大，儀表輸出信號(hào)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，若氣泡大到足以遮蓋整個(gè)電極表面時(shí)，隨著氣泡流過電極會(huì)使電極回路瞬間斷路而使輸出信號(hào)出現(xiàn)***大的波動(dòng)。低頻方波勵(lì)磁的電磁流量計(jì)測量固體含量過多漿液時(shí)，也將產(chǎn)生漿液噪聲，使輸出信號(hào)產(chǎn)生波動(dòng)。測量混合介質(zhì)時(shí)，如果在混合未均勻前就進(jìn)人流量傳感進(jìn)行測量，也將使輸出信號(hào)產(chǎn)生波動(dòng)。電極材料與被測介質(zhì)選配不當(dāng)，也將由于化學(xué)作用或化現(xiàn)象而影響正常測量。應(yīng)根據(jù)儀表選用或有關(guān)手冊正確選配電極材料。
(3)環(huán)境方面
通常主要是管道雜散電流、空間強(qiáng)電磁波，大型電機(jī)磁場等。管道雜散電流通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可獲得滿意結(jié)果，但如遇到強(qiáng)大的雜散電流(如電解車間管道，有時(shí)在兩電極上感應(yīng)的交流電勢峰值Vpp可高達(dá)l V)，尚需采取另外措施和流量傳感器與管道*絕緣等。空間電磁波一般經(jīng)信號(hào)電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)。
4．2 運(yùn)行期故障
運(yùn)行期故障是電磁流量計(jì)經(jīng)調(diào)試并正常運(yùn)行高段時(shí)期后出現(xiàn)的故障，常見的運(yùn)行期故障一般由流量傳感器內(nèi)壁附著層、雷電打擊以及環(huán)境條件變化等因素引起。
(1)環(huán)境條件變化
在調(diào)試期間由于環(huán)境條件尚好(例如沒有)，流量計(jì)工作正常，此時(shí)往往容易疏忽安裝條件(例如接地并不怎么良好)。在這種情況下，***旦環(huán)境條件變化，運(yùn)行期間出現(xiàn)新的(如在流量計(jì)附近管道上進(jìn)行電焊，附近安裝上大型變壓器等)，就會(huì)儀表的正常工作，流量計(jì)的輸出信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。
(2)傳感器內(nèi)壁附著層
由于電磁流量計(jì)常用來測量臟污流體，運(yùn)行高段時(shí)間后，常會(huì)在傳感器內(nèi)壁積聚附著層而產(chǎn)生故障。這些故障往往是由于附著層的電導(dǎo)率太大或太小造成的。若附著物為*絕緣層，則電極回路將出現(xiàn)斷路，儀表不能正常工作；若附著層電導(dǎo)率顯著高于流體電導(dǎo)率，則電極回路將出現(xiàn)短路，儀表也不能正常工作。所以，應(yīng)及時(shí)清除電磁流量計(jì)測量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。
(3)雷電打擊
雷擊容易在儀表線路中感應(yīng)出高電壓和浪涌電流，使儀表損壞。它主要通過電源線或勵(lì)磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號(hào)線等途徑引入，尤其是從控制室電源線引入占***大部分。
電磁流量計(jì)在使用的過程當(dāng)中，可能出現(xiàn)各種各樣的故障，但一般來說可以把所有的故障歸結(jié)為兩類，即調(diào)試期故障和運(yùn)行期故障，只要我們在13常工作中時(shí)刻注意這兩類故障，并很好地加以排除解決。
5 結(jié)束語
總之，電磁流量計(jì)所具有的測量精度一、穩(wěn)定性好和適用范圍廣的特點(diǎn)，為污水回注實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和準(zhǔn)確汁量提供了有力的技術(shù)保證，發(fā)揮巨大的作用。今后，隨著技術(shù)、應(yīng)用和性價(jià)比的不斷完善提高，電磁流量計(jì)必將在污水回流中取得越來越廣泛的應(yīng)用。