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電磁流量的種類繁多,但你知道電磁流量計(jì)是無機(jī)械屬性,反應(yīng)靈敏,尅測量順時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)流量,也可以測量正反兩個(gè)方向的流量。下面我們就來詳細(xì)說一說這個(gè)電磁流量計(jì)的流量測量。
這次我們介紹下應(yīng)用于油水兩相流流量測量的分流式電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)及分流方法,并用分流式電磁流量計(jì)在油水兩相流模擬井中進(jìn)行了流量測量及實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,分流式電磁流量計(jì)可以應(yīng)用于高含水油水兩相流的流量測量,與未采取分流設(shè)計(jì)的電磁流量計(jì)相比,采取分流測量的方法能有效地降低電磁流量計(jì)的流量測量下限,拓寬了含水率應(yīng)用范圍;采取分流設(shè)計(jì)后,低流量低含水時(shí)的儀器響應(yīng)波動(dòng)變小,流量測量相對(duì)誤差變小,更有利于流量的測量。該研究為電磁流量計(jì)在油水兩相流流量測量中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
通過電磁流量計(jì)來測量流體流量由于無可動(dòng)部件及阻流元件,被廣泛應(yīng)用于地面單相、導(dǎo)電(如水)流體的流量測量,也廣泛應(yīng)用于油田注水井、注聚井的注入剖面測井中,重復(fù)性好,測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。近年嘗試將電磁法應(yīng)用于油田產(chǎn)出剖面測井中測量油水兩相流的流量,室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明,在高含水H(含水率大于80%)的條件下,只要流過電磁流量傳感器的油水兩相流體達(dá)到足夠高的流速,即能達(dá)到理想的測量效果,能很好地進(jìn)行油水兩相流的流量測量,但是在低流量時(shí)測量誤差大,而且在含水率低于50%的情況下,儀器響應(yīng)頻率數(shù)據(jù)波動(dòng)大,該方法不適于進(jìn)行流量測量,限制了該方法的使用。本文在原有的流量計(jì)基礎(chǔ)上,采取分流的方法,即通過減少測量傳感器內(nèi)油量以提高含水率的方法,使儀器能更好地進(jìn)行油水兩相流流量的測量,降低電磁流量計(jì)的流量測量下限,拓寬了含水率應(yīng)用范圍。
分流式電磁流量計(jì)整體結(jié)構(gòu)及分流比、進(jìn)液口間距、分流管位置設(shè)計(jì)分流式電磁流量計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖1。儀器到達(dá)測量點(diǎn)后,撐開集流器,密封儀器與井壁之間的環(huán)形空間,油水混合流體從下向上流動(dòng);在低流量時(shí),由于滑脫作用使輕質(zhì)相的油在傘布下聚集,當(dāng)堆積到上進(jìn)液口的位置時(shí),上部的油相從上進(jìn)液口處流人,流經(jīng)儀器內(nèi)壁與分流管形成的環(huán)形空間,受上封隔器的阻隔作用,油從下出液口流出,傘布下含有一部分油的水相受下封隔器的阻隔作用,從下進(jìn)液口流入分流管,進(jìn)入電磁流量傳感器流道,流經(jīng)電磁流量傳感器,流體經(jīng)電磁流量傳感器檢測后,由上出液口流出,完成流量測量。通過分流掉一部分油的方法使流經(jīng)電磁流量傳感器內(nèi)流體的含水率得到提高,有利于儀器進(jìn)行流量測量。由于儀器在測井前需進(jìn)行模擬井得到圖版,通過圖版進(jìn)行流量計(jì)算,所以盡管進(jìn)行了分流設(shè)計(jì),不會(huì)影響流量的測量結(jié)果。
在分流方法設(shè)計(jì)中,分流比(儀器內(nèi)壁與分流管形成的環(huán)形空間面積與儀器內(nèi)部截面積之比)、進(jìn)液口間距(上進(jìn)液口下端與下進(jìn)液口上端距離)、分流管位置(分流管下端所在位置)決定著分流效果,分流比的大小決定了分流掉的流體的,直接決定了流過傳感器流道內(nèi)流體的流速,分流比過大,傳感器流道內(nèi)流速低,不利于流量的測量;進(jìn)液口間距決定了傘布下油堆積的高度,合適的分流管位置更有利于油的堆積。進(jìn)液口間距及分流管位置決定了傳感器流道內(nèi)含水率的大小,合適的進(jìn)液口間距及分流管位置設(shè)計(jì)可以使流量傳感器流道內(nèi)含水率得到提高,有利于流量的測量。通過用FLUENT流體仿真軟件進(jìn)行流場仿真,得到優(yōu)化的設(shè)計(jì)結(jié)果:分流比設(shè)計(jì)為10%,上下進(jìn)液口間距為30mm,分流管下端延伸到下進(jìn)液口下端20 mm。
根據(jù)流體仿真結(jié)果進(jìn)行了分流裝置的設(shè)計(jì)及加工,利用樣機(jī)進(jìn)行了模擬井實(shí)驗(yàn)研究,以確定分流式電磁流量計(jì)的分流效果。實(shí)驗(yàn)所用集流器為布傘集流器。實(shí)驗(yàn)中配給流量調(diào)節(jié)為0、5、10 m3/d至180 m3/d,調(diào)節(jié)流量以lO m3/d的間隔增加,各流量下含水率調(diào)節(jié)從100%開始,以10%的間隔遞減。為1號(hào)樣機(jī)采用分流設(shè)計(jì)后在模擬井油水兩相流中的結(jié)果;為1號(hào)樣機(jī)未分流時(shí)在模擬井油水兩相流中的結(jié)果。顯示出分流后樣機(jī)應(yīng)用的含水率下限可以達(dá)到30%,顯示未分流時(shí)樣機(jī)應(yīng)用的含水率下限為50%,可見分流后降低了樣機(jī)含水率應(yīng)用的下限,拓寬了樣機(jī)應(yīng)用的范圍。當(dāng)儀器已經(jīng)不能正常工作,不適合應(yīng)用電磁法進(jìn)行流量測量??梢姴扇》至髟O(shè)計(jì)后,儀器響應(yīng)頻率輸出平穩(wěn),更有利于儀器的測量。
由此我們可以得出以下結(jié):
(1)分流式電磁流量計(jì)可以應(yīng)用于高含水油水兩相流的流量測量,與未采取分流的電磁流量計(jì)相比,分流式電磁流量計(jì)的流量測量范圍更大,分流管的加入,提高了儀器對(duì)含水率的適應(yīng)性。
(2)采取分流設(shè)計(jì)后,低流量低含水時(shí)的儀器響應(yīng)波動(dòng)變小,流量測量相對(duì)誤差變小,更有利于流量的測量。
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