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超聲波流量計在油田污水計量中的應(yīng)用探討 流量計技術(shù)指標(biāo)

時間:2020-07-29    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
摘 要: 文章分析了勝利油田污水計量的現(xiàn)狀和存在的問題,并分析了存在這些問題的原因。在此基礎(chǔ)上,提出了運用超聲波流量計檢測污水流量計這一有效途徑,同時也分析了在實際應(yīng)用中應(yīng)該注意的一些問題。
關(guān)鍵字: 超聲波流量計 時差法 污水計量 在線檢測

1. 勝利油田污水計量現(xiàn)狀

油田污水回注計量是對油井進(jìn)行合理配注的關(guān)鍵環(huán)節(jié),油田生產(chǎn)中每天產(chǎn)生大量的工業(yè)污水,由各聯(lián)合站通過計量儀表將這些污水回注,如果計量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確將會造地質(zhì)產(chǎn)水量、污水處理量和注水量三者不吻合的現(xiàn)象,影響了注采方案的實施。目前勝利油田有在用大口徑注水流量計500臺左右,這些流量計在污水計量中起著十分重要的作用。但由于勝利油田還不具備檢定大口徑流量計的能力,所以許多用戶只能將儀表拆卸下來送到油田以外進(jìn)行檢定,這種方法費時、費力有時還耽誤生產(chǎn)。有的用戶因工藝流程的原因無法拆卸儀表,造成了儀表使用多年而無法檢定的狀況。為此,我們經(jīng)過現(xiàn)場的實驗論證,提出了采用超聲波流量計對油田大口徑污水計量儀表進(jìn)行在線測試的方法來解決大口徑污水流量計的檢定問題。

2.超聲波流量計的工作原理及特點

2.1 工作原理超聲波按測量原理分類有:傳播時間法、多普勒效應(yīng)法等,目前廣泛應(yīng)用的是傳播時間法。它的基本原理如圖所示。

高頻聲脈沖從上游換能器A傳送到下游接收換能器B的時間為

而從下游換能器B傳送到上游接收換能器A的時間為

式中,L——聲道距離;C——液體中的聲速;——聲道和管道軸向的夾角;V——管道中平均軸向流速。

由上式可推導(dǎo)出

可以看出流體流速V與時間差有關(guān),測出tBA-tAB即可得到流速V。

2.2 特點

(1)超聲波流量計的流量測量準(zhǔn)確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、密度、電導(dǎo)率等參數(shù)的影響,可制成非接觸及便攜式測量儀表。

(2)超聲波流量計可適應(yīng)多種管徑測量和多種流量范圍測量,同其它原理的流量計相比,超聲波流量計一般量程比可達(dá)300:1,不產(chǎn)生壓損,全線性測量范圍以及低維護(hù)量的特點。

(3)超聲波流量計由內(nèi)置電池操作,適合在無外接電源條件下的場合使用。

(4)超聲波流量計對管道材質(zhì)要求較低,管道材料可以是金屬、塑料、玻璃等材質(zhì)制成的。

3.應(yīng)用超聲波流量計實現(xiàn)準(zhǔn)確計量的方法

3.1 探頭位置的選擇。流量計上游應(yīng)的直管段長度應(yīng)在10D以上,下游的直管段長度不低于5D,如果安裝點上游有彎頭應(yīng)保證30D的直管段長度。安裝探頭應(yīng)盡量水平安裝同時應(yīng)使兩個探頭在同一軸線上,同時應(yīng)盡量選用廠家配套的專用偶合劑。

3.2 在流量計前段裝有1米左右不銹鋼的直管段。由于水質(zhì)差的原因,普通碳鋼的管道內(nèi)壁很容易結(jié)垢,從而影響聲波信號的準(zhǔn)確接收。所以根據(jù)油田污水計量的特點,可以采取在探頭安裝點加上1米的不銹鋼管段,這樣的做不僅可以保證壁厚的測量精度,同時可以最大限度地保證信號接收強(qiáng)度,從而準(zhǔn)確測量。

3.3 合理地選用超聲波流量計。目前,超聲波流量計的種類很多,如果選型不當(dāng),會造成測量精度不高,甚至流量無法測量等結(jié)果。

(1)時差法超聲波流量計是目前應(yīng)用范圍較為廣泛的超聲波流量計。它主要用來測量潔凈的液體流量,在自來水和工業(yè)用水領(lǐng)域,得到廣泛應(yīng)用。此外它也可以測量雜質(zhì)含量不高的均質(zhì)流體,如污水等介質(zhì)的流量,而且精度可達(dá)±1.5%。實際應(yīng)用表明,選用時差式超聲波流量計,對相應(yīng)流體的測量都可以得到滿意的結(jié)果。

(2)多譜勒式超聲波流量計只能用于測量含有適量顆粒或氣泡的流體,要注意它對被測介質(zhì)要求比較苛刻,不能是潔凈水,同時雜質(zhì)含量要求相對穩(wěn)定,才可以正常測量,否則,在實際運用中會出現(xiàn)較大的測量誤差。

4.超聲波流量計現(xiàn)場應(yīng)用中應(yīng)注意的幾個問題

4.1參數(shù)的準(zhǔn)確測量。根據(jù)超聲波的測量原理可以看出,管道的外徑和壁厚的測量值都與流速有關(guān),所以測量時應(yīng)保證外徑和壁厚準(zhǔn)確。測量外徑應(yīng)選擇游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量,測量壁厚時應(yīng)多選擇幾個測量點進(jìn)行測量,然后取其平均值作為壁厚參數(shù)輸入。

4.2 探頭的正確安裝。

(1)探頭的安裝位置應(yīng)滿足直管段的要求,前10D,后5D。

(2)確定探頭正確的安裝方式。超聲波流量計應(yīng)用較多的方式有二種探頭安裝方式,即z法和V法。z法一般用于大口徑的管道測量,這種方法的優(yōu)點是信號損失小,缺點是聲程短不適用于小口徑管道測量;V法一般適用于小口徑管道測量,這種方法的優(yōu)點是聲程較長,可得較佳時間分辨能力。在水平管道上傳感器可以裝在管道截面積“9點或3點鐘”的位置,這樣可避免其他安裝方式位置時氣泡集于頂部,顆粒沉于底部流動給測量帶來的影響。

(3)探頭安裝處管線表面應(yīng)光滑,并涂有適量的超聲波專用耦合劑,保證探頭和管壁之間沒有縫隙。耦合劑太少或使用太稀的耦合劑都會造成測量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

(4)探頭應(yīng)捆綁牢固使其與管道外壁緊緊接觸并保證其不會移動,否則會造成聲波的衰減導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。

4.3 定期去除測量管段內(nèi)壁的結(jié)垢由于污水計量中管道內(nèi)壁長時間形成的污垢很容易影響超聲波測量的準(zhǔn)確性,所以對于安裝了不銹鋼測量管段的用戶,可以定期拆卸不銹鋼測量管段進(jìn)行清洗,這樣可以保證用超聲波流量計測量管道流量時的準(zhǔn)確,最大限度地降低由于管道內(nèi)壁結(jié)垢等原因所帶來的影響。

5.結(jié)語

5.1 運用超聲波流量計可以實現(xiàn)污水流量計的在線測量,不影響用戶的正常生產(chǎn)。

5.2 便攜式多普勒超聲波流量計由于體積小、易于攜帶、安裝方便等特點,與以往的離線檢定相比省去了被檢污水流量計的拆遷、運輸?shù)拳h(huán)節(jié),有些大口徑污水流量計在設(shè)計安裝時未考慮以后的檢定問題,所以根本無法進(jìn)行離線檢定,采用超聲波流量計進(jìn)行在線檢測可以為用戶節(jié)省很多的費用。

【參考文獻(xiàn)】
[1]蔡武昌,孫淮清,紀(jì)綱.流量測量方法和儀表的選用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.
[2]羅守南,劉巖,馮冠平.連續(xù)波超聲術(shù)與傳感器,2OO4(12):44—46



    注水流量計具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用可靠、壓力方便等特點。特殊的純機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計,使得該類型水表對惡劣的工作環(huán)境有較強(qiáng)的適用性,產(chǎn)品特別適用于煤礦、石油等防爆要求高的工作環(huán)境。
    注水流量計由殼體、計量機(jī)構(gòu)、指示裝置等部分組成,為速度類流量儀表。它利用了葉輪旋轉(zhuǎn)時角速度與流速成正比關(guān)系的原理,當(dāng)被測流體由表殼下端進(jìn)入表內(nèi),沖向葉片使葉輪旋轉(zhuǎn),葉輪的轉(zhuǎn)動通過葉輪軸上端環(huán)形磁鋼,把磁力傳遞給隔板上側(cè)指示裝置的中心磁鋼齒輪,經(jīng)減速齒輪帶字論顯示累積流量。然而很多使用者對注水流量計的測量誤差不知道是怎么回事,下面來簡單介紹一下:
    1、注水流量計出廠是否進(jìn)行流量標(biāo)定;
    2、現(xiàn)場有多處輻射干擾:即現(xiàn)場有大功率的電機(jī)、變頻器等干擾源;
    3、注水流量計的電極是否被污染或者損傷;
    4、流量計的安裝是否按照使用說明書要求對流量計的前后直管段及變徑等方面要求安裝;
    5、安裝時傳感器是否與管道同心;
    6、測量介質(zhì)中是否夾雜著氣泡或者顆粒性的介質(zhì);
    7、生產(chǎn)工藝中流體的流速是否穩(wěn)定;
    8、注水流量計安裝在非金屬管道上或者金屬管道內(nèi)有襯里或者涂層的管道上,是否產(chǎn)生接地不良;
    9、傳感器與管道配管是否配套,也就是注水流量計的口徑與管道的公稱尺寸不符,沒有做必要的變徑。





電磁流量計的維護(hù)的方法與技巧

  電磁流量計作為一種在流量測量范圍內(nèi)使用較為廣泛的儀表,被許多的工業(yè)企業(yè)所喜愛,做為一家專業(yè)生產(chǎn)制造電磁流量計的企業(yè),在多年為客戶提供安裝與維護(hù)的過程中,總結(jié)出了一整套關(guān)于電磁流量計的維護(hù)的方法與技巧。

  需要準(zhǔn)備的測試設(shè)備:萬用表一只、500MΩ絕緣電阻測試儀一臺。

  測試檢查步驟:

  (1)在管道充滿介質(zhì)的情況下,用萬用表測量接線端子A、B與C之間的電阻值,A-C、B-C之間的阻值應(yīng)大至相等。若差異在1倍以上,可能是電極出現(xiàn)滲漏、測量管外壁或接線盒內(nèi)有冷凝水吸附。

  (2)在襯里干燥情況下,用MΩ表測A-C、B-C之間的絕緣電阻(應(yīng)大于200MΩ)。再用萬用表測量端子A、B與測量管內(nèi)二只電極的電阻(應(yīng)呈短路連通狀態(tài))。若絕緣電阻很小,說明電極滲漏,應(yīng)將整套流量計返廠維修。若絕緣有所下降但仍有50MΩ以上且步驟(1)的檢查結(jié)果正常,則可能是測量管外壁受潮,可用熱風(fēng)機(jī)對外殼內(nèi)部進(jìn)行烘干。

 ?。?)用萬用表測量X、Y之間的電阻,若超過200Ω,則勵磁線圈及其引出線可能開路或接觸不良。拆下端子板檢查。

  (4)檢查X、Y與C之間的絕緣電阻,應(yīng)在200MΩ以上,若有所下降,用熱風(fēng)對外殼內(nèi)部進(jìn)行烘干處理。實際運行時,線圈絕緣性下降將導(dǎo)致測量誤差增大、儀表輸出信號不穩(wěn)定。

  (5)如判定傳感器有故障,請與電磁流量計生產(chǎn)廠家聯(lián)系,一般現(xiàn)場無法解決,需到廠家維修。

標(biāo)簽: 電磁流量計
電磁流量計 電磁流量計的維護(hù)的方法與技巧_電磁流量計

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