油田注水井流量计现场应用效果分析

摘 要： 本文分析了油田套损区注水井流量计目前状况，介绍了四种流量计的工作原理，并通过对34口注水井流量计的应用情况进行跟踪对比，论述了高压干式水表出现负偏差的原因、机械传动与电子技术结合后的优缺点，旋涡流量计的应用状况，提出了旋涡流量计*代替高压干式水表设想，对避免因仪表误差影响油田注水、提高注水质量有一定的指导作用。 
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1 几种流量计的工作原理及特性 

1.1 普通高压干式水表。注水井高压干式水表基本上采用角接式，少量为高压旋涡流量计。工作原理是通过液体的动能使叶轮产生旋转，叶轮的旋转带动磁联轴器旋转，使磁钢产生旋转磁场，旋转磁场带动磁片转动使其计数。在流量范围内叶轮的转速可看成与流量成正比。 

1.2 LGZ系列智能数显水表。在普通高压干式注水表的基础上，改进了轴承材质，提高了石墨衬套的耐磨性能，采用了电子显示表头，克服了普通高压干式水表计数器存在的磨损老化，丢转且不带瞬时水量的缺点。利用电磁感应原理将水表芯子叶轮转速转换成电信号，处理后进入微电脑，计算后显示累积和瞬时流量。 

1.3 LSH系列电子水表。LSH系列电子水表为速度类流量仪表，利用叶轮旋转时的角速度与流量成正比关系原理。叶轮的转动通过叶轮轴上端环形磁钢，把磁力传递给隔板上侧的磁传感器，磁传感器感应出的频率信号经放大、滤波、整形、脉宽处理等电路后以方波信号输出，经CMOS集成电路显示器，分别显示累积流量和瞬时流量。 

1.4 LUB系列旋涡流量计。LUB系列旋涡流量计可分为普通型、文丘利型，它根据卡门和斯特罗哈尔旋涡产生及其与流量关系理论设计的。 

工作原理是当流体以一定流速流经设置在流场中的旋涡发生体时，在柱体的下游产生一对交替出现的而且排列整齐的涡街，先在柱体的一侧产生，继而在另一侧产生。得出产生涡街的频率和流体的流速成正比关系式：f=StV/d。 

f—旋涡分离频率；V—流体流速；St—斯特哈尔常数；d—柱体迎流面宽度。 

测出旋涡的分离频率，就可获得流体流速V，从而得出流量。 

该流量计管内无可动部件，流量范围宽，压力损失小，稳定性好，内部电池供电，有断电保护功能，安装简便，维修率低，线性度好等优点。 

2 现场应用及结果分析 

2.1 注水井流量计现状。2010年3月份，对34口注水井的注水表进行同时更换，其中温州欧海自动化仪表厂生产的高压旋涡流量计2口，安徽金大仪器设备有限公司生产的LGZ系列智能数显高压水表4口，温州精华石化仪表厂生产的LSH系列电子水表2口，普通高压干式水表26口。 

2.2 2010年9月34口注水井注水表检定情况。2010年9月为了检查流量计的工作状况，把34块流量计送计量局检定，按照检定标准，注水表在 公称流量、分界流量和zui小流量三个流量点上检定，按照合格表的示值误差标准，公称流量为（15m3/h）±2%，分界流量（4.5m3/h）±3%，zui小流量（1.2m3/h）±5%。检定结果为，高压干式水表26块，合格12，不合格14块，合格率为46%，试验水表8块，检定8块，合格8块，*。 

2.3 *次检定结果分析。 

2.3.1 普通高压干式水表负偏差原因。①注水井注入过程中压力较大，一般泵压在14MPa左右，油压在12MPa左右，压力波动时震动大，使计数器与磁钢产生空隙，并且有3块水表计数器底部金属壳不平，使计数器不能*接触磁钢，产生丢转现象，出现负偏差，这种情况较为普遍。②高压干式水表塑料叶轮与中心轴高速旋转，由于塑料叶轮易磨损，影响叶轮的正常旋转，产生偏磨现象，使叶轮发卡，产生过水不转，检定发现有4块配注量较高的水井水表发卡现象，出现负偏差。③腐蚀严重使叶轮相对铜壳体间隙增大。由于注水井注入的是污水，里面不可避免有污油、杂质及聚合物等对铜壳体产生腐蚀，有3块出现因为漏失产生的负偏差。 

2.3.2 LGZ系列智能数显高压水表和LSH系列电子水表负偏差较小原因。①动轴承原为塑料件改成石墨，增强耐磨性，克服了塑料易磨损的缺点，提高了传动精度。②改进了密封圈的材质，克服普通高压干式水表密封不严的缺点。③采用了电子显示表头，一定程度上克服了普通高压干式水表计数器存在的老化丢转现象。 

2.3.3 LUB系列旋涡流量计偏差较小原因。LUB系列旋涡流量计无可动部件，压力损失较小，具有良好的线形度，所以误差较小。因此，与高压干式注水表相比，具有明显*性。 

2.4 2011年1月份8块试验检定结果。2011年1月，为了检查试验水表的性能，我队把8块试验水表送到设计院仪表检定室。

从两次检定对比，得出如下结论：①LGZ系列智能数显高压水表和LSH系列电子水表经过一年的使用负偏差变大，合格率下降，说明这类机械传动与电子技术相结合的水表虽然对机械传动部分作了改进，采用了电子显示表头，仍不能*克服普通高压干式水表的缺点，因此，不能满足现场要求。②温州欧海自动化仪表厂生产的高压旋涡流量计连续运行12个月没出现任何故障，累积流量、瞬时流量显示正常，基本误差在设计的范围之内，较好地满足了注水井的计量要求。 

3 结论 

3.1 目前应用的高压干式水表不能满足现场要求，特别是进入特高含水阶段后，层间矛盾突出，稳油控水难度加大，需要提高计量精度，加强注水井调整力度。 

3.2 提高传动装置性能、机械传动与电子技术结合能提高水表的计量精度，但使用寿命较短，性价比不合理，仍然满足不了现场需要。 

3.3 高压旋涡流量计*可以取代高压干式水表。