相关产品推荐更多 >>
电磁泥浆流量计在油田固井的开发应用
点击次数:1976 发(fā)布时间:2020-08-12 16:18:52
摘要:基于(yú)目前油田固井泥浆流量计在实际施工应用过程中存在的(de)缺陷问(wèn)题,文(wén)章分(fèn)析了固井泥浆(jiāng)流量计的开发应用现状以(yǐ)及新(xīn)型固井泥浆流量计软(ruǎn)硬件的开发技(jì)术,并根据测量应用实例阐述了设备应用要点。其(qí)目的是为相关建设者提供(gòng)一些理论依据。结果表明,新型泥浆流量计在固井建设中应用效果,是在优化流量计软硬件系统开发技术的控制效果下提供保障的。
随着我国市场经济发展进程的不断(duàn)加快,油田资源的开发建设对固井泥浆流量计的应用效果需求越来越大。然(rán)而(ér),受(shòu)泥浆携带杂物以及固井泥浆流量(liàng)计自身物理性(xìng)质及成份涉及范围较大影响,使其耐压性能、精度以及固(gù)定安装质量(liàng)很难得到有效控制。针(zhēn)对这一问题,相关建设人员(yuán)应从固井泥浆流量计的开发(fā)应用现状出发,并(bìng)将新型固(gù)井泥浆流量计的软硬件(jiàn)开发技术应(yīng)用于实(shí)践,从而提高油田固井(jǐng)控制(zhì)泥浆流量的(de)效率。这是实(shí)现油田行业健康稳定发展(zhǎn)目(mù)标的(de)重要课题内容,相关(guān)建设人员应将其重视起来。
1、固井泥浆流(liú)量计的(de)开发应用现(xiàn)状
研究表明,固井泥浆(jiāng)具有(yǒu)物理性质及成份范围涉及(jí)较(jiào)大(dà)特点,这就给检(jiǎn)测仪(yí)器和检测技术的应用带(dài)来一定影响。
具体来说,科(kē)里奥(ào)利质量流量计具有较高的计量精度(dù),但其对外界环境的振动感知能力较高且耐压性能不高,因此,相关(guān)人员对其进行的固定安装施工(gōng)需要面临设备失效风险。与科里奥利质量(liàng)流量计相同,超声流量计也受物理性质和成份问题影响,这就使其在实际固井施(shī)工中的推(tuī)广十(shí)分困难。为此,各(gè)个固井油田的开发(fā)建设采用涡轮(lún)流量计来进行固井泥浆流量的现场测量,然而,虽然其精度为 3%的流量满足设计使用需求,但该设备会受泥浆杂物的影响(xiǎng)而出(chū)现卡堵现象(xiàng)。与此(cǐ)同(tóng)时,涡轮流量计对轴(zhóu)承的冲洗保(bǎo)养需求较高,且(qiě)使用耐久(jiǔ)性十分有限,这就在很大程度上降低了固井泥浆流量测量的工作效(xiào)率。随着我国油田开发力度(dù)的(de)不断加(jiā)大,对泥浆流量测量技(jì)术水平应用(yòng)的需(xū)求越来越大。为此,相关建设人(rén)员应加大新(xīn)型泥浆流量计的开发应用研究力度,从而提高测量施工现场泥浆流量的准(zhǔn)确性。
2、新型固井泥浆流量(liàng)计的软硬件开发技术
2.1软件(jiàn)系(xì)统开发技术
新型固(gù)井泥浆流量计软件系统的开发技术,就是采用模块化设计方法,以实现测量模块、控制模块(kuài)、空管检测模块以及解析软件的作用目标(biāo)。其中测(cè)量模块主要(yào)作用于泥浆流量测量信号的调整,从而计算泥浆(jiāng)的流速、累(lèi)计流量和瞬时流量。而控制模块,技术人员应将其作为主仪表的主程序,以实现流量信号的收集和处理以(yǐ)及仪表参数设定状态显示等。空管检测模块用于设定使(shǐ)用实际环境的地磁幅值,检测测量管是否处于(yú)空管状态。解(jiě)析软件则用于将计(jì)量数据自(zì)动生成固井施工所(suǒ)需的各种报表和图标。
2.2硬件系统开(kāi)发技术
新型固井电磁泥浆流量计的硬件部(bù)分是由电(diàn)源电路、传感器(qì)、信(xìn)号采集处理电路、励磁电路以及接口电路共同组成。如图 1 所示,为电磁流量计硬件总体结构。
随着我国市场经济发展进程的不断(duàn)加快,油田资源的开发建设对固井泥浆流量计的应用效果需求越来越大。然(rán)而(ér),受(shòu)泥浆携带杂物以及固井泥浆流量(liàng)计自身物理性(xìng)质及成份涉及范围较大影响,使其耐压性能、精度以及固(gù)定安装质量(liàng)很难得到有效控制。针(zhēn)对这一问题,相关建设人员(yuán)应从固井泥浆流量计的开发(fā)应用现状出发,并(bìng)将新型固(gù)井泥浆流量计的软硬件(jiàn)开发技术应(yīng)用于实(shí)践,从而提高油田固井(jǐng)控制(zhì)泥浆流量的(de)效率。这是实(shí)现油田行业健康稳定发展(zhǎn)目(mù)标的(de)重要课题内容,相关(guān)建设人员应将其重视起来。
1、固井泥浆流(liú)量计的(de)开发应用现(xiàn)状
研究表明,固井泥浆(jiāng)具有(yǒu)物理性质及成份范围涉及(jí)较(jiào)大(dà)特点,这就给检(jiǎn)测仪(yí)器和检测技术的应用带(dài)来一定影响。
具体来说,科(kē)里奥(ào)利质量流量计具有较高的计量精度(dù),但其对外界环境的振动感知能力较高且耐压性能不高,因此,相关(guān)人员对其进行的固定安装施工(gōng)需要面临设备失效风险。与科里奥利质量(liàng)流量计相同,超声流量计也受物理性质和成份问题影响,这就使其在实际固井施(shī)工中的推(tuī)广十(shí)分困难。为此,各(gè)个固井油田的开发(fā)建设采用涡轮(lún)流量计来进行固井泥浆流量的现场测量,然而,虽然其精度为 3%的流量满足设计使用需求,但该设备会受泥浆杂物的影响(xiǎng)而出(chū)现卡堵现象(xiàng)。与此(cǐ)同(tóng)时,涡轮流量计对轴(zhóu)承的冲洗保(bǎo)养需求较高,且(qiě)使用耐久(jiǔ)性十分有限,这就在很大程度上降低了固井泥浆流量测量的工作效(xiào)率。随着我国油田开发力度(dù)的(de)不断加(jiā)大,对泥浆流量测量技(jì)术水平应用(yòng)的需(xū)求越来越大。为此,相关建设人(rén)员应加大新(xīn)型泥浆流量计的开发应用研究力度,从而提高测量施工现场泥浆流量的准(zhǔn)确性。
2、新型固井泥浆流量(liàng)计的软硬件开发技术
2.1软件(jiàn)系(xì)统开发技术
新型固(gù)井泥浆流量计软件系统的开发技术,就是采用模块化设计方法,以实现测量模块、控制模块(kuài)、空管检测模块以及解析软件的作用目标(biāo)。其中测(cè)量模块主要(yào)作用于泥浆流量测量信号的调整,从而计算泥浆(jiāng)的流速、累(lèi)计流量和瞬时流量。而控制模块,技术人员应将其作为主仪表的主程序,以实现流量信号的收集和处理以(yǐ)及仪表参数设定状态显示等。空管检测模块用于设定使(shǐ)用实际环境的地磁幅值,检测测量管是否处于(yú)空管状态。解(jiě)析软件则用于将计(jì)量数据自(zì)动生成固井施工所(suǒ)需的各种报表和图标。
2.2硬件系统开(kāi)发技术
新型固井电磁泥浆流量计的硬件部(bù)分是由电(diàn)源电路、传感器(qì)、信(xìn)号采集处理电路、励磁电路以及接口电路共同组成。如图 1 所示,为电磁流量计硬件总体结构。

图中的励(lì)磁电(diàn)路工作内容是控制仪表的工(gōng)作磁场。其作用原理为 :单片机 MSP430F2418 定时器产生(shēng)了双频矩形波(bō),并经光耦隔离后与两片(piàn)场效应管组成了开关电路,从而实现了泥浆流量计使用的通断功能。另一个电路 DH902 是恒流管,其为设备使用提供恒定的励磁电流。具体来说,当 MCU 定时器的(de)脉(mò)冲(chōng)宽度调制(zhì)(PWM)输出后,经过滤波就能(néng)有效控制励磁电流(liú)的(de)幅值,进(jìn)而产出双频矩形波。如图 2 所示(shì),为电磁泥浆流量(liàng)计励磁电(diàn)路图。

而(ér)对于信号调理电路来说,当电*输出的感应电(diàn)动势信号(hào)为微伏,甚至是毫伏级交变信号时,技术人员(yuán)就能(néng)通过滤波除去部分的高频信号。这样一来,就能利用高阻抗放大器对其进行放大,从(cóng)而从(cóng)两(liǎng)级带通滤波器中取出高频和低频信号。
3、新型固井泥浆流(liú)量计应用实例
以内径为 DN50 的电磁泥浆(jiāng)流量计应用固井测量过程为例,技术(shù)应用人员将高(gāo)压由壬接(jiē)入泥浆管线。此过程,测量人员要将其与串接的涡轮流量计进行分析比较,以实现(xiàn)标准计量罐测试的准确性目标。设备应用人(rén)员将计(jì)量钻井泥浆(jiāng)的密度范围控制在 1.15~2.50 g/cm3之间,而对于固井施工现(xiàn)场一次性替浆量,技术人员应将其控制在 18~160 m3之间,替浆瞬时流量(liàng)则应控制(zhì)在 0.2~2.8 m3/min 之间。如表 1 所示,为某固井(jǐng)采用计量罐、电磁流量计以及涡轮流量计的数据对比(bǐ)。
3、新型固井泥浆流(liú)量计应用实例
以内径为 DN50 的电磁泥浆(jiāng)流量计应用固井测量过程为例,技术(shù)应用人员将高(gāo)压由壬接(jiē)入泥浆管线。此过程,测量人员要将其与串接的涡轮流量计进行分析比较,以实现(xiàn)标准计量罐测试的准确性目标。设备应用人(rén)员将计(jì)量钻井泥浆(jiāng)的密度范围控制在 1.15~2.50 g/cm3之间,而对于固井施工现(xiàn)场一次性替浆量,技术人员应将其控制在 18~160 m3之间,替浆瞬时流量(liàng)则应控制(zhì)在 0.2~2.8 m3/min 之间。如表 1 所示,为某固井(jǐng)采用计量罐、电磁流量计以及涡轮流量计的数据对比(bǐ)。

表中 12 口固(gù)井进行泥浆流量计测量应用结果可以(yǐ)看出,仪表计量误(wù)差小于 1%,且在流速 2.0 m/s以下,测试的流(liú)量越少其可能带(dài)来的(de)误差影响就越高。当测试流量处在 1.0 m/s 上下时,计量精度已经降到了(le) 3%。由此可以判断,不同固井泥浆流量计的使用误差是由于零点漂移引起的,这(zhè)就与室内试验的清水(shuǐ)标定结果相一致。而 DN50 测(cè)量管的使用,则(zé)应采用双频矩形波作为实际作用的励(lì)磁(cí)信号。这样一来,就能有效避免或防止固井泥浆的流动噪声或是作业现场的机械(xiè)振(zhèn)动(dòng)问题,对计量泥浆流量的精度早晨影响。
综上所述,新型固井泥浆流量(liàng)计的开发应用不(bú)仅能(néng)缓解(jiě)石油资源开发建设的效率,还能提高泥浆(jiāng)量测量的精度。为此,研究人员应在(zài)明确固井电磁泥浆流(liú)量(liàng)计软硬件系统开发(fā)技术后,将其作用于实践。事实(shí)证明,泥浆流量计测量的准确性与流速、流量大小有关,即测(cè)试(shì)的流量越少其可能(néng)带来的误差影响就越高。
此(cǐ)外,还有部分使用误差是由于零点漂移引起的。由此可见,电(diàn)磁(cí)泥浆流量计的应用将在很大(dà)程度上(shàng)降低施工作业环境复杂以及自身性能情况,对测量精(jīng)度结果的影响。
综上所述,新型固井泥浆流量(liàng)计的开发应用不(bú)仅能(néng)缓解(jiě)石油资源开发建设的效率,还能提高泥浆(jiāng)量测量的精度。为此,研究人员应在(zài)明确固井电磁泥浆流(liú)量(liàng)计软硬件系统开发(fā)技术后,将其作用于实践。事实(shí)证明,泥浆流量计测量的准确性与流速、流量大小有关,即测(cè)试(shì)的流量越少其可能(néng)带来的误差影响就越高。
此(cǐ)外,还有部分使用误差是由于零点漂移引起的。由此可见,电(diàn)磁(cí)泥浆流量计的应用将在很大(dà)程度上(shàng)降低施工作业环境复杂以及自身性能情况,对测量精(jīng)度结果的影响。
上一篇:双曲线无脊薄壁堰在井口(kǒu)泥浆(jiāng)流(liú)量测量(liàng)的应用
下一篇:工作面注浆及漏浆远距离系统研究