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電磁流量計(jì)的度-儀器井下定位問題

更新時(shí)間:2015-12-14   |  點(diǎn)擊率:3431

電磁流量計(jì)的度 電磁流量計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程。中小口徑常用于固液雙相等難測流體或高要求場所,如測量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)腐蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制和監(jiān)漏,長距離管道煤的水力輸送的流量測量和控制。小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等求的場所。 市場上通用型電磁流量計(jì)的性能有較大差別,有些精度高、功能多,有些精度低、功能簡單。功能度高的儀表基本誤差為(土 0 . 5 %一士 1 % ) R ,精度低的儀表則為(士 1 . 5 %一士 2 . 5 % )FS 。 價(jià)格相差 1 一 2 倍。因此測量精度要求不很高的場所(例如非貿(mào)易核算僅以控制為目的,只要求高可靠性和良重復(fù)性的場體就切割磁力線.
    如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電(圖3—17)則可以證明,只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布,兩電之間也特產(chǎn)生感生電動(dòng)勢: e=BD (3-36) 式中, 為管道截面上的平均流速.由此可得管道的體積流量為: qv=πDUˉ = (3-37) 由上式可見,體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢e和測量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系,與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比,與其它物理參數(shù)無關(guān).這就是電磁流量計(jì)的測量原理. 需要說明的是,要使式(3—37)
嚴(yán)格成立,必須使測量條件滿足下列假定:
①磁場是均勻分布的恒定磁場;
②被測流體的流速軸對稱分布; 
③被測液體是非磁性的; 
④被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。 
    電磁流量計(jì)原理簡圖 1-磁;2-電;3-管道 (二)勵(lì)磁方式 勵(lì)磁方式即產(chǎn)生磁場的方式.由前述可知,為使式(3—37)嚴(yán)格成立,*個(gè)必須滿足的條件就是要有一個(gè)均勻恒定的磁場.為此,就需要選擇一種合適的勵(lì)磁方式。目前,一般有三種勵(lì)碰方式,即直流勵(lì)磁、交流勵(lì)磁和低頻方波勵(lì)磁.現(xiàn)分別予以介紹. 
    1.直流勵(lì)磁 直流勵(lì)磁方式用直流電產(chǎn)生磁場或采用*磁鐵,它能產(chǎn)生一個(gè)恒定的均勻磁場.這種直流勵(lì)磁變送器的zui大點(diǎn)是受交流電磁場干擾影響很小,因而可以忽略液體中的自感現(xiàn)象的影響.但是,使用直流磁場易使通過測量管道的電解質(zhì)液體被化,即電解質(zhì)在電場中被電解,產(chǎn)生正負(fù)離子.在電場力的作用下,負(fù)離子跑向正,正離子跑向負(fù).如圖3—18所示.這樣,將導(dǎo)致正負(fù)電分別被相反性的離子所包圍,嚴(yán)重影響電磁流量計(jì)的正常工作.所以,直流勵(lì)磁一般只用于測量非電解質(zhì)液體,如液態(tài)金屬等. 圖3-18 直流勵(lì)磁方式 
    2.交流勵(lì)磁 目前,工業(yè)上使用的電磁流量計(jì),大都采用工頻(50Hz)電源交流勵(lì)磁方式,即它的磁場是由正弦交變電流產(chǎn)生的,所以產(chǎn)生的磁場也是一個(gè)交變磁場.交變磁場變送器的主要點(diǎn)是消除了電表面的化于擾.另外,由于磁場是交變的,所以輸出信號也是交變信號,放行比較,根據(jù)流量的增減來判斷井下管柱密封情況。若注水管柱有泄漏,超聲波流量計(jì)則流量的測量結(jié)果會(huì)出現(xiàn)上部高、下部低的情況;若底部凡爾球的密封不好,則在撞擊筒會(huì)出現(xiàn)流量不為零的情況。1999年5月5日,在下T5- XXX井用慶106型浮子流量計(jì)測試時(shí)發(fā)現(xiàn)全井流量與地面計(jì)量結(jié)果相差15m3/d,有關(guān)人員懷疑井下注水管柱漏失。由于用浮子流量計(jì)無法驗(yàn)證,下入電磁流量計(jì)測量,測量結(jié)果如圖3所示。圖3上10時(shí)40分到11時(shí)07分間的幾個(gè)流量臺(tái)階(從左到右)分別是在井下1000m、500m、100m測得的,除了500m處是全井流量值,其它與地面計(jì)量結(jié)果基本一致,說明井下管柱基本不漏。 5 應(yīng)用中存在的幾個(gè)問題及對策 電磁流量計(jì)應(yīng)用中主要存在以下幾點(diǎn)不足:精密壓力表
  (1)儀器井下定位問題。由于儀器本身沒有深度定位裝置,儀器下入深度的計(jì)量是靠絞車上的深度計(jì)數(shù)器來完成。深度計(jì)數(shù)器計(jì)量結(jié)果的精度不但與計(jì)數(shù)器本身有關(guān),而且還與工作環(huán)境有關(guān)。如果深度誤差太大,測量結(jié)果就失去意義。因此,深度校正是現(xiàn)場測試的一個(gè)關(guān)鍵問題。
  (2)管徑變化對測量結(jié)果的影響。通常應(yīng)用的電磁流量計(jì)是中心流速式的,儀器的標(biāo)定是在特制的管道中完成的,如果測量環(huán)境與標(biāo)定環(huán)境不同,就會(huì)出現(xiàn)測量誤差。以內(nèi)流式儀器為例,若它在內(nèi)徑為Ф62mm光油管中標(biāo)定,在內(nèi)徑為Ф59mm的涂料油管中測量時(shí)就會(huì)引入zui大15.28%的誤差。這是系統(tǒng)誤差,因此在儀器測量過程中要搞清楚被測管道的內(nèi)徑,解釋資料時(shí)要扣除因管徑變化引起的測量誤差。大量實(shí)際測量數(shù)據(jù)表明,由管徑變化引起的誤差都在10%以內(nèi)。
  (3)儀器的標(biāo)定問題。儀器是用清水標(biāo)定的,若注入介質(zhì)改為污水或其它非清水介質(zhì)時(shí)會(huì)對測量結(jié)果產(chǎn)生什么樣的影響,也是應(yīng)用中要考慮的一個(gè)問題。在實(shí)際應(yīng)用中,常常需要在現(xiàn)場對儀器進(jìn)行標(biāo)定,且要保證標(biāo)定結(jié)果的確性。
  (4)不能連續(xù)測量。流量計(jì)如果能連續(xù)測量管柱內(nèi)的流動(dòng)剖面,就能直觀地反映出整個(gè)井筒內(nèi)的吸水情況,這樣有利于測井資料的解釋。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的缺陷,電磁流量計(jì)目前還不能*實(shí)現(xiàn)連續(xù)測量。 通過對井下存儲(chǔ)式電磁流量計(jì)在河南油田的應(yīng)用情況分析,發(fā)現(xiàn)該技術(shù)*適應(yīng)河南油田注水開發(fā)的分層測試要求,具有測試成功率高、資料確、使用方便等特點(diǎn),資料應(yīng)用效果好。這種技術(shù)是取代浮子流量計(jì)進(jìn)行分層測試的理想技術(shù)。 

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