电磁流量计在油田的注水、注聚及污水计量中发挥着重要作用,而高含水原油属于一种新的计量介质。根据高含水油因水成连续相而具一定导电能力这一特点,在原有流量计的基础上进行相关的技术改进,研制出适合计量含砂及高含水原油的防爆电磁流量计。
 
1.电磁流量计用于含砂及高含水原油计量中的优势。
电磁流量计用于含砂及高含水原油计量具有下面一些优势。
(1)传感器的结构简单可靠,通径与前后直管段的管径相同,且流道内没有可动部件,没有阻碍被测液体流动的部件及节流装置,不会出现堵、卡现象。
(2)被测介质在测量管中流过时,几乎没有压力损失,可以明显地减少泵的原动力消耗。
(3)电磁流量计的输出电流、频率与被测流量成线性关系,它不受被测介质(温度、压力、粘度)的影响。因此,电磁流量计只要经水标定后,就可以用来测量含砂或高含水的原油,而不需要修正。
(4)电磁流量计无机械惯性,反应灵敏,可以测量瞬时脉动流量,便于生产现场的监控。

2.电磁流量计的技术改进
根据高含水原油这一特殊介质及其使用环境的特点,对早期广泛应用于注水、注聚等计量中的电磁流量计进行了相关的技术改进。
(1)对传感器进行防爆处理。通过现场应用进行综合分析,认为高含水原油的计量场所是油气密集的地方,需要对传感器进行防爆处理才能满足工作需要。根据传感器的特点及其使用环境的要求,选用了传感器的复合防爆型式,即浇封隔爆型,防爆标志为mdIIBT4。关键技术是传感器主体结构采用了浇封工艺技术、接线盒采用了隔爆外壳。接线盒的隔爆接合面为螺纹隔爆接合而,引人装置采用密封圈压紧螺母式,产品通过了国家防爆电气产品质量监督检验测试中心的5项试验。
(2)提高转换器的输人阻抗,保证流量计的测量精度。对电磁流量计来说,传感器产生的感应电势只有几毫伏,如要进行准确测量,要求转换器的输入阻抗远远大于传感器的内阻,才能保证仪表的精度。电磁流量传感器的内阻仅与被测介质的电导率和电极直径有关。高含水油的电导率随含水情况有所变化,因此,采用了专用前置放大器,相应地提高了转换器的输入阻抗,保证了测量精度。
(3)转换器实现智能化。智能电磁流量计采用了自动跟踪式励磁控制和智能反馈式信号放大处理技术,使用了多CPU协同信息处理的方法,使仪表在功能上具有了支持各种传感器匹配与校验、数字与模拟的系统连接、自诊断和安装调试测试、断电信息保护、在线信息査询、软件冲击自动恢复多单位多形式的计量显示选择等全方位的智能化功能,操作使用十分方便。
(4)改进型电磁流量计的主要技术指标。①适应的场所:转油站、联合站的高含水油计量,因为这些场所的高含水油经过油气分离,流态比较稳定,含水波动较小,计量精度能够保证;②被测介质的含水率:>80%;③工作压力:≤2.5MPa;④被测介质温度:≤100℃;⑤传感器衬里:可根据被测介质的温度选择不同的衬里。高含水油的温度一般在50~70℃,选择耐油橡胶衬里可满足计量要求;⑥口径依据被测液量的满量程流量来选择。电磁流量计的流速下限为0.5m/s。一般流量测量以2m/s为经济流速,而在高含水油测量时,流体的流速要求偏高一些,一般3~4m/s,这样可以避免低流速时原油附着于测量管壁及电极上,保证正常计量。

3.应用情况对比
电磁流量计应用于桩西采油厂联合站、桃82站、桩1站、孤东、河口等站的含砂、高含水原油计量中,使用一年多来,故障率低,计量准确。与罗茨流量计相比,减小了维修工作量,降低了工人的劳动强度,同时也节约了一定的维修成本。下面是两种流量计的使用对比情况。
(1)罗茨流量计的使用情况。含砂、高含水原油(含水大于85%)的计量以前采用罗茨流量计,磨损严重,故障率明显升高,且误差较大。有的流量计甚至使用不到半年就得更换,维修成本居高不下。据统计,桩西采油厂每年用于罗茨流量计的维修费用均在20万元以上,ZUI高单台年维修费用为5.4万元。
1999年初,对桩西采油厂桩1站用于高含水油计量的罗茨流量计进行了故障跟踪分析。通过故障分析可以看出,由于介质含水率高,使流量计各零部件的磨损加剧,导致了流量计磁联轴脱磁、转子结垢、卡死等故障;由于磨损严重,漏失量增大,使计量出现偏差。1999年8月4日,在桩西联合站用一台0.2级的新罗茨流量计,对桩1线油的0.5级罗茨流量计进行在线测量比对,测算出的平均计量误差为2.3%。
(2)电磁流量计的使用情况。在桩西联合站、桩1等站高含水原油计量中的电磁流量计,使用一年来,运转情况良好。电磁流量计使用一年后,相对误差基本控制在允许的范围内,精度比较可靠,在高含水油计量具有一定的推广应用价值。