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井下电磁流量计简介
发布时间:2017-06-10

  井下电磁流量计可分为直读式电磁流量计和存储式电磁流量计,两种电磁流量计的测量原理和传感器结构相同。直读式电磁流量计主要用于笼统注入井的流量测量;存储式电磁流量计主要用于注聚井的流量调配。下面对两种电磁流量计的基本测量原理、结构与主要技术指标等进行简单介绍。
电磁流量计的基本测量原理
  电磁流量计是根据电磁感应原理测量流过管道中导电流体的流量。不管流体的性质如何,只要其具有微弱的导电性(电导率大于8×10-5s/m)即可进行测量。油田三次采油注入的聚合物混合液的导电性能良好,符合这种测量条件。
如图 2-1所示,根据电磁感应原理,当导电流体在磁场强度为B 的磁场中以速度V 运
动时,切割磁力线而产生电场 E ,关系为:
E = V ×B (2-1)
电磁流量计测量原理示意图
  则在线形长度为 L 的 a 和 b 两点之间产生感应电动势εab:

  两接收电极之间的距离 L 为已知常数,B 为已知的磁场强度。故εab是 V 的单调函数,εab随 V 变化而变化。而瞬时流量 Q 等于流速 V 与导管截面积 S(常数)的乘积,因此有:
Q = K×εab????? ????(2-4)
  式中 K 为仪器常数。因此,只要通过电路测得εab,即可得到对应的流量 Q。
井下电磁流量计的结构与技术指标
  传统的电磁流量计一般都是安装固定在测量管道上面,导电的流体由电磁流量计内部流过。井下电磁流量计如图 2-2 所示,测井时电磁流量计和油管或套管间形成环形空间,电磁流量计可以在油管或套管中上下移动,导电的流体在电磁流量计外部的环形空间中流过。
井下电磁流量计示意图
  存储式和直读式电磁流量计采用的都是四发射磁极和四接收电极,四接收电极分布于仪器的外部,其优点是既提高了流量的测量上限(大于 1000m3/d)又提高了电路信噪比。仪器外形结构如图 2-3 所示,由于仪器在设计上采用非集流方式,无涡轮等可动元件,因此测井成功率高,并为连续测量提供了可能。
井下电磁流量计结构图
  井下仪器如图 2-4 所示,自上而下依次为过芯加重、上扶正器、电磁流量计(含磁性定位器)和下扶正器。其中电磁流量计是仪器测量注入流量的核心部分,在结构设计方面实现了传感器和电路的一体化。过芯加重帮助仪器顺利下井,上、下扶正器保持仪器在正常工作时在油管或套管内居中。使用磁性定位器可以根据套管接箍深度校正仪器深度。直读式电磁流量计:流量信号是经过井下仪器的探头电压取样后放大输出,然后经过 A/D 模数转换成频率信号,再经功率放大后经电缆传至地面。磁性定位信号则由放大后直接调制在供电上,信号的传输和井下仪器的供电采用一根电缆芯,因此在地面需要使用专门的分离盒电路将磁性定位和流量信号分别送给相应的地面仪测量通道。
井下电磁流量计连接图
  存储式电磁流量计与直读式电磁流量计不同的是:仪器不需要使用电缆下井,使用钢丝下井,两节干电池供电。在测井时不向地面传输信号,在井下把所需要的数据存储在仪器自带的存储器中。
直读式电磁流量计与存储式电磁流量计在技术指标上的主要差别在于仪器外径为38mm。存储式电磁流量计的主要技术指标如下:
  仪器外径:35mm;仪器长度:1200mm(不包括扶正器);测量范围:0~1000m3/d;精度:±3%;耐温指标:125℃;耐压指标:60MPa;重量:6.3Kg。

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