孔板流量計(jì)在油田精細(xì)注水中的應(yīng)用

摘要：介紹孔板流量計(jì)的組成、工作原理，流量計(jì)的選用、安裝要求、創(chuàng)新點(diǎn)、應(yīng)用中遇到的問題和解決方法。實(shí)踐證明，該新型孔板流量計(jì)的使用效果良好，能夠?qū)崿F(xiàn)油田的精細(xì)注水。
0 引言
新疆石西油田作業(yè)區(qū)的油田注水長期使用普通的電磁流量計(jì)，這種流量計(jì)雖然可以較為準(zhǔn)確地計(jì)量注水井的瞬時(shí)流量和累積流量，但卻無法對(duì)瞬時(shí)流量進(jìn)行控制，如果人工操作不及時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)注水偏差的情況，從而大大影響注水精度。根據(jù)這種情況，石西油田作業(yè)區(qū)引進(jìn)帶流量控制功能的精華智能流量計(jì)，對(duì)現(xiàn)有的注水計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。
1 孔板流量計(jì)
1.1 組成及工作原理
孔板流量計(jì)由流量計(jì)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、智能控制器組成，。流量計(jì)采用的是孔板流量計(jì)。

智能控制儀具有流量轉(zhuǎn)換和流量控制的功能。智能控制儀將檢測(cè)到的流量值和設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算比較，當(dāng)系統(tǒng)流量和設(shè)定流量不一致時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，使流量逐步接近設(shè)定值（在允許的誤差范圍），達(dá)到流量控制的目的。
1.2 選型
（1）流量計(jì)結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)配水間原有的管線結(jié)構(gòu)，依照方便人員觀察操作的原則，角式結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)的流量計(jì)都要用到。
（2）口徑及連接方式：原有配水間連接流量計(jì)的管徑為25mm，應(yīng)保持一致，連接方式為法蘭連接。
（3）承壓：目前作業(yè)區(qū)注水總壓力最大為20MPa，為了保證安全，要求流量計(jì)承壓在25MPa 以上。
（4）流量范圍確定：量程根據(jù)作業(yè)區(qū)各區(qū)塊注水現(xiàn)狀，不低于6m3/h。
（5）輸出信號(hào)：作業(yè)區(qū)自動(dòng)化設(shè)備型號(hào)較多，新老產(chǎn)品都在使用， 所以要求能輸出多種信號(hào)， 包括4～20mA 電流信號(hào)、脈沖信號(hào)、RS-485 信號(hào)。
依照這些要求， 最終選定ABG儀表集團(tuán)的孔板流量計(jì)。
1.3 孔板流量計(jì)安裝要求
（1）孔板流量計(jì)應(yīng)安裝于無應(yīng)力的管線內(nèi)，不應(yīng)受到管線熱脹冷縮及震動(dòng)的影響， 要求留有安裝、拆卸、檢修、操作的空間，環(huán)境無強(qiáng)磁場(chǎng)的影響。
（2）孔板流量計(jì)可安裝在水平或垂直的進(jìn)水管道中，其前直管段長度為10DN，后直管段不作要求。介質(zhì)流向應(yīng)與殼體上的流向一致。
（3）如果介質(zhì)雜質(zhì)過多，應(yīng)在孔板流量計(jì)前安裝過濾器。
（4）為了便于裝置的維護(hù)和周期檢定，應(yīng)在進(jìn)水口和出水口安裝截止閥和放空閥。
2 孔板流量計(jì)的特點(diǎn)
（1）自動(dòng)進(jìn)行流量控制。孔板流量計(jì)可以根據(jù)設(shè)定值自動(dòng)進(jìn)行流量控制，控制精度達(dá)到1%FS，實(shí)現(xiàn)了油田的精細(xì)注水，而且改變了過去人工調(diào)節(jié)注水量的狀況，節(jié)省了人力物力。
（2）支持多種信號(hào)遠(yuǎn)傳。方便接入各種自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了流量和狀態(tài)的遠(yuǎn)傳監(jiān)測(cè)，為生產(chǎn)提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
（3）提高了抗干擾能力。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是逐級(jí)調(diào)節(jié)流量，可過濾擾動(dòng)信號(hào)，解決了注水泵啟動(dòng)、管線震動(dòng)等對(duì)流量計(jì)量的影響。
（4）采用高減速比的渦輪副，在需要手動(dòng)調(diào)節(jié)的時(shí)候，可以使操作變得靈活輕松，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
（5）孔板流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥可分離，便于流量計(jì)的周期檢定。
（6）具備紅外線遙控功能，能方便地設(shè)定和查看流量參數(shù)。
3 問題及分析處理
（1）在使用過程中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)有孔板流量計(jì)表頭控制板燒壞的現(xiàn)象，查看控制電路板上的元器件，均為電阻或可控硅燒毀。經(jīng)過和廠家人員的溝通，確定原因是有的注水井的注水泵壓和單井注入壓力之間的壓差過大， 導(dǎo)致經(jīng)過傳感器探頭電極產(chǎn)生大電流，燒毀控制電路板。廠家隨后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了升級(jí)，將最大承受壓差從6MPa 上調(diào)到8MPa， 同時(shí)采取抗干擾措施，控制電路板燒毀的現(xiàn)象再未出現(xiàn)過。
（2）莫北3號(hào)站配水間有兩口注水井發(fā)現(xiàn)在關(guān)閉上、下排注水閥門的情況下，孔板流量計(jì)有流量顯示。檢查后發(fā)現(xiàn)整個(gè)站區(qū)接地不良，智能流量計(jì)外殼帶電，導(dǎo)致信號(hào)放大電路板受到干擾，產(chǎn)生錯(cuò)誤的流量顯示。經(jīng)過溝通，廠家對(duì)信號(hào)放大電路板進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，加入接地電阻，更換新的信號(hào)放大電路板后故障排除。
（3）孔板流量計(jì)的電動(dòng)閥檢查出現(xiàn)不能自動(dòng)調(diào)節(jié)的狀況。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看，原因是操作人員不熟悉電動(dòng)閥的工作原理，手動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)閥時(shí)，開、關(guān)到位后任然使勁轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)閥手輪，導(dǎo)致電動(dòng)閥過扭矩。只要手動(dòng)將電動(dòng)閥調(diào)回到正常范圍，再切回自動(dòng)控制，就可恢復(fù)。
4 結(jié)語
該新型孔板流量計(jì)在石西油田作業(yè)區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到要求。雖然在剛開始應(yīng)用時(shí)遇到一些問題，但是都得到了很好的解決。目前該孔板流量計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定，滿足了油田精細(xì)注水的需要。