電磁流量計電磁法測量流體流量由于無可動部件及阻流元件,被**應用于地面單相、導電(如水)流體的流量測量,也**應用于油田注水井、注聚井的注入剖面測井中,重復性好,測量結果準確可靠。近年嘗試將電磁法應用于油田產出剖面測井中測量油水兩相流的流量,在室內實驗表明,在高含水(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到足夠高的流速,即能達到理想的測量效果,能很好地進行油水兩相流的流量測量,但是在低流量時測量誤差大,而且在含水率低于50%的情況下,儀器響應頻率數據波動大,該方法不適于進行流量測量,限制了該方法的使用。本文在原有的流量計基礎上,采取分流的方法,即通過減少測量傳感器內油量以提高含水率的方法,使儀器能更好地進行油水兩相流流量的測量,降低電磁流量計的流量測量下限,拓寬了含水率應用范圍。
1.分流式電磁流量計整體結構及分流比、進液口間距、分流管位置設計分流式電磁流量計機械結構設計見圖1。
儀器到達測量點后,撐開集流器,密封儀器與井壁之間的環形空間,油水混合流體從下向上流動;在低流量時,由于滑脫作用使輕質相的油在傘布下聚集,當堆積到上進液口的位置時,上部的油相從上進液口處流入,流經儀器內壁與分流管形成的環形空間,受上封隔器的阻隔作用,油從下出液口流出,傘布下含有
部分油的水相受下封隔器的阻隔作用,從下進液口流入分流管,進入電磁流量傳感器流道,流經電磁流量傳感器,流體經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電磁流量傳感器內流體的含水率得到提高,有利于儀器進行流量測量。由于儀器在測井前需進行模擬井標定得到標定圖版,通過標定圖版進行流量計算,所以盡管進行了分流設計,不會影響流量的測量結果。
在分流方法設計中,分流比(儀器內壁與分流管形成的環形空間面積與儀器內部截面積之比)、進液口間距(上進液口下端與下進液口上端距離)、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多少,直接決定了流過傳感器流道內流體的流速,分流比過大,傳感器流道內流速低,不利于流量的測量;進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。進液口間距及分流管位置決定了傳感器流道內含水率的大小,合適的進液口間距及分流管位置設計可以使流量傳感器流道內含水率得到提高,有利于流量的測量。通過用 FLUENT流體
仿真軟件進行流場仿真,得到優化的設計結果:分流比設計為10%,上下進液口間距為30mm,分流管下端延伸到下進液口下端20mm。
2.結論
(1)從測量信號強弱和穩定性考慮,頻率在1~10MHz范圍內,測量信號相對較強,呈逐漸增強的趨勢,且穩定性較好;當頻率超過10MHz左右的時侯,測量信號逐漸減弱,且穩定性差。
(2)從測量響應信噪比考慮,頻率3MHz下的全空氣和全鹽水測量信號差異ZUI大,更利于數據處理和圖像重建,且在對50%空氣鹽水的測量中,測量響應特征明顯,規律性較好。
(3)從測量信號強弱、穩定性以及測量響應信噪比考慮,電磁流動成像測井的工作頻率如果選擇在1~10MHz內,實驗測量信號強,基本保持穩定且不同介質測量信號差異明顯;再從不同介質測量信號差異大小和層流響應特征出發,頻率為3MHz的時候,傳感器可以獲得很高的靈敏度。
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一種用于電磁流量計的遠距離流量顯示裝置
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如何正確選擇電磁流量計的電極和內襯
