、渦輪流量計(jì)的計(jì)量原理和響因素
1.基本原理
渦輪流量計(jì)是種以動量矩守恒原理為基礎(chǔ)的速度式儀表。當(dāng)流體沖擊渦輪葉片時(shí)，渦輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，渦輪的旋轉(zhuǎn)速度隨流量的變化而變化，進(jìn)而依據(jù)渦輪的轉(zhuǎn)數(shù)求出流量值。計(jì)量儀表的計(jì)量是通過磁電轉(zhuǎn)換裝置（或機(jī)械輸出裝置）將渦輪轉(zhuǎn)速變成電沖，送入二次儀表進(jìn)行計(jì)算和顯示，由單位時(shí)間電沖數(shù)和累計(jì)電沖數(shù)反映出瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。
2.響因素
在單相流的條件下，渦輪的轉(zhuǎn)速和流經(jīng)它的體積流量成單值線性函數(shù)；在油水兩相流條件下，只要流量過始動流量，在允許的誤差范圍內(nèi)，渦輪的響應(yīng)和體積流量也成線性函數(shù)。不同溫度下，用水標(biāo)定渦輪的響應(yīng)值K值的情況（表1）。由表1的兩組數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在同量下，由于水溫度的增加，渦輪的K（K=F/Q）值相對減小。
2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)二：渦輪在油中不同溫度下的響應(yīng)
不同溫度下，標(biāo)定渦輪對油流量的響應(yīng)數(shù)值，
1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：渦輪在水中不同溫度下的響應(yīng)
渦輪流量計(jì)的理想性曲線僅與儀表結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與流量變化無關(guān)，儀表系數(shù)K（響應(yīng)值）為常數(shù)，而實(shí)際曲線并非如此。對于實(shí)際的渦輪流量計(jì)，在啟動時(shí)渦輪先要克服軸承的靜摩擦力而后才能轉(zhuǎn)動[2]。我們將渦輪克服靜摩擦力矩所需的小流量值稱為該渦輪的始動流量值。當(dāng)通過流量計(jì)的流量小于始動流量值時(shí)，渦輪不轉(zhuǎn)動，也無信號輸出；當(dāng)流量大于始動流量值以后，隨著流量的增加，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度也將增大。以后，在測量范圍內(nèi)，流體產(chǎn)生的阻力矩將成為響流量計(jì)性的主要因素，相對來說，由軸承間摩擦產(chǎn)生的機(jī)械阻力矩就比較小了。流體產(chǎn)生的阻力矩對渦輪的響又分為如下兩種情況：是當(dāng)流體以較低速度流經(jīng)渦輪時(shí)，儀表常數(shù)是隨被測流體的流量和運(yùn)動黏度變化而變化的。二是當(dāng)流體以較速度流經(jīng)渦輪時(shí)，儀表常數(shù)只與儀表本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與流量無關(guān)。只有在這種狀態(tài)時(shí)，儀表常數(shù)才真正表示了常數(shù)的性質(zhì)。渦輪流量計(jì)的流量范圍就是根據(jù)這區(qū)間來確定的［3，4］。
二、實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
根據(jù)表2數(shù)據(jù)得出油對K值的響應(yīng)性關(guān)系式。其中冷油（16℃）對K值的響應(yīng)性為：
F=119.7Q-46.383
熱油（60℃）對K值的響應(yīng)性為：F=107.04-20.484
三、簡單的結(jié)論
（1）渦輪在同樣響應(yīng)頻率的情況下，針對溫度對頻率響應(yīng)響性，通過文中實(shí)驗(yàn)和圖版，我們得到個(gè)臨界頻率，即：當(dāng)頻率F=F1，F(xiàn)1＞143時(shí)，冷油中的渦輪流速較小；當(dāng)頻率F=F1，F(xiàn)＜143時(shí)，熱油中的渦輪流速較大。
（2）溫度參數(shù)對渦輪K值有很大響，往往使渦輪頻率產(chǎn)生響應(yīng)誤差，響生產(chǎn)井在線計(jì)量的精度，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)校正。
（3）渦流流量計(jì)的渦輪和軸承如選擇耐溫、熱膨脹系數(shù)小的材料，則可以在較寬的溫度范圍內(nèi)使用，并解決了地下溫度過造成測量誤差過大的問題；同時(shí)，應(yīng)注意對其儀表系數(shù)進(jìn)行修正。
（4）在今后的工作過程中，應(yīng)通過大量實(shí)際數(shù)據(jù)的測量統(tǒng)計(jì)和分析，建立不同溫度下兩相流頻率的響應(yīng)圖版，以便于工程技術(shù)人員根據(jù)不同井況進(jìn)行相應(yīng)的流量校正。
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