為了提高注入剖面聚合物測量的精確度，20世紀(jì)90 年代以來我國各大油田相繼引進(jìn)同位素示蹤儀、渦輪流量計、超聲波流量計等多種流量測井儀，在很大程度上提高了測井資料的真實度，但由于實際情況的復(fù)雜，在應(yīng)用中亦產(chǎn)生諸多問題。如使用渦輪流量計測井時，注入聚合物溶液黏度越高，測量誤差就越大；同位素示蹤法受地層污漬、地層孔道等因素影響很大，測試結(jié)果不能使人滿意。而井下電磁流量計的使用則可以有效地克服上述問題。
 
　　使用電磁流量計測量注入剖面，不僅不受注入液密度和粘度的影響，而且其可靠耐用、準(zhǔn)確性好、實效高，對測試環(huán)境亦無放射性污染。流量計對于不同射開厚度的油層，或是同一油層，由于物性的差異會造成不同的吸液狀況，而電磁流量計測井卻能客觀真實地反映出其吸液的狀況。電磁流量計測井對厚油層能夠進(jìn)行細(xì)分解釋，顯示出厚油層吸入聚合物的所在位置，以及吸入聚合物的厚度。電磁流量計在測井時，還可以反映出注聚合物的驅(qū)油效果。

 
　　1 電磁流量計工作原理
　　電磁流量計的特點(diǎn)是壓損小，可測的流量范圍比較大；而且，zui大流量和zui小流量的比值可以在20∶1 以上，適用的工業(yè)管徑范圍比較寬，zui大可達(dá)3 m。輸出的信號與被測流量成線性關(guān)系，精確度比較高，可測量電導(dǎo)率≥1 μs/cm 的酸、堿、鹽溶液，水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量[1]。
在電磁流量計中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場，使導(dǎo)體在磁場中進(jìn)行切割磁力線運(yùn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電勢。同理，流體在磁場中做垂直流動，當(dāng)切割磁感應(yīng)力線時就會在管道兩邊的電極上產(chǎn)生出感應(yīng)電勢來。感應(yīng)電勢的大小由下式確定
 

 
體積的流量計算是將流體的流速與管道截面積相乘，將式（1） 代入該公式得出
 

 
因此可知，在管道直徑D 確定的情況保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B 不變的時候，被測體積流量與感應(yīng)電勢呈現(xiàn)出一種線性關(guān)系。如果在管道的兩側(cè)各插入一根電極，就可直接引入感應(yīng)電勢Ex ，測量此電勢的大小，就可以求出體積流量。
 
　　2 井下四電極電磁流量計應(yīng)用分析
井下使用的四電極電磁流量計主要包括井下儀器和地面儀器兩個組成部分，其中井下儀器處于核心地位。井下儀器主要由磁性定位器、扶正器、電路筒、電極筒等部分構(gòu)成。電路筒和電極筒主要用于測量和處理流量信號，它們是流量計的核心部分。電極筒引出和被測量正比的感應(yīng)電勢信號。其采用非導(dǎo)磁的不銹鋼材料制成，且要與襯里保持齊平，便于流體在流過的時候不受到阻礙。流量計應(yīng)垂直于管道方向進(jìn)行安裝，防止沉淀物沉積。磁性定位器用于確定流量計在井下的位置；上下扶正器固定流量計于套管中央的位置。地面儀器主要由計算機(jī)和數(shù)據(jù)回放線組成。計算機(jī)內(nèi)置應(yīng)用程序，控制測量數(shù)據(jù)的回放及存儲處理。數(shù)據(jù)回放線用于井下儀器和計算機(jī)通訊，實現(xiàn)井下儀器存儲數(shù)據(jù)的接收工作，畫出測試卡片，用人機(jī)對話的方式完成數(shù)據(jù)處理和測試成果輸出[2]。
 
當(dāng)管道中的導(dǎo)電液體通過電磁流量計時，由于被測液體在磁場中做一種切割磁力線形式的運(yùn)動，在導(dǎo)體中就會產(chǎn)生出感應(yīng)電壓來。在具體測量流量時，因為引入了低頻磁電流，在流體流動的管道截面上產(chǎn)生一個磁場，而流體以垂直于流動方向的運(yùn)動模式流過了該磁場，會讓導(dǎo)電性液體的流動感應(yīng)出一個與平均流速成正比的電壓來，其感應(yīng)電壓信號可以通過固定在測量管管壁上的兩個與液體直接接觸的電極檢測出來，再通過電路處理單元進(jìn)行放大、采樣和抗干擾等相應(yīng)處理后，就會獲得與流量值呈良好線性關(guān)系的具體信號。
 
　　3 應(yīng)用效果
使用電磁流量計測量注入剖面，不僅不受注入液密度和粘度的影響，而且可靠耐用、準(zhǔn)確性好、實效高，對測試環(huán)境亦無放射性污染。流量計對于不同射開厚度的油層，或是同一油層，由于物性的差異會造成不同的吸液狀況，而電磁流量計測井卻能客觀真實地反映出其吸液的狀況。電磁流量計測井對厚油層能夠進(jìn)行細(xì)分解釋，顯示出厚油層吸入聚合物的所在位置，以及吸入聚合物的厚度[3]。電磁流量計在測井時，還可以反映出注聚合物的驅(qū)油效果。
 
對于出廠檢定合格的電磁流量計，在具體的應(yīng)用中它的準(zhǔn)確度會受到很多因素的影響，包括感應(yīng)電動勢、磁場強(qiáng)度、測量管等。在實際測井中產(chǎn)生誤差因素主要有以下幾個方面:
 
　　3.1 流場狀況引起的誤差
　　被測介質(zhì)在流量計的管內(nèi)流動時，由于受到管路條件的影響，當(dāng)電磁流量計的上游出現(xiàn)節(jié)門、三通等金屬管道的相應(yīng)管件時，或是因為維護(hù)不到位造成異物進(jìn)入了管路，就會對測量造成干擾，主要是對流量計的流速分布形成了影響，流量計測量的準(zhǔn)確度不再精確。所以在測量的時候，應(yīng)將流量計盡量遠(yuǎn)離流量調(diào)節(jié)閥門。

　　3.2 工作介質(zhì)方面造成的誤差
　　在使用電磁流量計對一些特殊的介質(zhì)進(jìn)行檢測（例如對一些液態(tài)的化工產(chǎn)品或者是特殊處理的水等液體進(jìn)行檢測） 時，一般情況下介質(zhì)在工作時會經(jīng)常產(chǎn)生結(jié)晶，不僅會影響到對電極的測量，也會在金屬管道內(nèi)形成淤積，造成流量計內(nèi)徑的改變。另外，對一些附著沉淀物的流體進(jìn)行測量時，由于電極表面的污染，經(jīng)常會有引起零點(diǎn)變動情況的出現(xiàn)。所以，在一些特殊的場合應(yīng)用電磁流量計測量時，要做到加開清洗孔，清洗金屬管道，或是對流量計不定期進(jìn)行清洗；同時在測量時，要使流經(jīng)流量計的介質(zhì)保證足夠大的流速，避免污染物的沉積。有條件的場合，要選用具有電極自清理功能的電容式等新型電磁流量計來避免這些不必要的影響。

　　3.3 安裝不當(dāng)及現(xiàn)場條件不當(dāng)造成的誤差

　　（1） 傳感器外殼未接地出現(xiàn)的誤差。一般情況下，傳感器都是在金屬管道上進(jìn)行安裝，并且金屬管道都是在地下，很多人因此認(rèn)為對于儀表的外殼就不需要再做接地處理了。但是，這么操作卻是忽略了兩個重要問題：一方面是金屬管道都做了防腐蝕處理，金屬管道與地不能大面積接觸；二是傳感器一般都由膠皮墊連接著法蘭而與金屬管道分隔開，所以造成了傳感器的接地電阻大大增加，影響了流量計的測量結(jié)果，進(jìn)而形成了誤差。另外，由于電動勢檢測一般均為幾毫伏左右，這也容易造成雜散電流對檢測結(jié)果的影響。

　　（2） 干擾環(huán)境下的輸出信號誤差分析。對于一般的電磁流量計來說，傳感器即電極與轉(zhuǎn)換器之間的連接電纜應(yīng)做到盡可能短。因為傳送信號的電纜過長，電纜本身的分布電容造成的負(fù)載效應(yīng)就會引起較大的測量誤差，同時也對信號受到干擾的幾率大大增加。在測量時，還要注意到走線方面，務(wù)必做到信號線與電源線分開走線，這樣就能防止產(chǎn)生“寄生電容”的干擾。目前很多場合已經(jīng)用上了數(shù)字輸出儀表，以求獲得zui為準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。

　　（3） 強(qiáng)電、強(qiáng)磁環(huán)境下的誤差分析。流量計工作環(huán)境方面，要注意盡可能地與強(qiáng)電、強(qiáng)磁等設(shè)備的距離遠(yuǎn)一些。由于電磁流量計在接地后， 其周邊的附近如果也有一些其他的強(qiáng)電、強(qiáng)磁等設(shè)備也在接地，會造成流量計產(chǎn)生接地壓降，使電磁流量計接地電位變化，進(jìn)而對測量結(jié)果形成誤差。另外，流量計如果是在非常強(qiáng)的磁場下工作，比如變壓器等強(qiáng)電磁設(shè)備附近使用，周邊磁場環(huán)境的強(qiáng)度超過流量計電磁兼容的幅度時，會對測量結(jié)果的準(zhǔn)確性造成很大的影響。


上一條：差壓液位變送器在甲醇廠液氨儲罐液位精確測量的應(yīng)用方案介紹
下一條：運(yùn)用有限元軟件對管道測量中電磁流量計敏感場影響研究