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      渦街流量計同心集成測試工藝中全量程測試方法研究

      渦街流量計同心集成測試工藝中全量程測試方法研究

      時間:2019-10-22 09:23:26
      摘要:同心集成分注工藝的測試水平高低將影響分注工藝成功率或生產效果,然而目前在測試過程中出現諸多問題也影響測試工作的完成。本研究針對同心集成測試工藝在應用過程中提出的缺陷和問題,改善測試儀器的結構,研究適應性更強的全量程測試方法和流量計,節約流量計成本的同時增加測試的精度和可靠性。對于于保持油田的注采平衡,保持油田的穩產、高產,防止油層過早衰竭等具有十分重大的意義。
      隨著油田的發展,注水井將會日益增多,優化現有的同心集成分注測試工藝技術,并以此為基礎做出改進和突破,產生的經濟效益是顯而易見的,并且對于保持油田的注采平衡,保持油田的穩產、高產,防止油層過早衰竭等具有十分重大的意義。
      1 全量程測試簡介
      1.1 渦街流量計
      原先使用的流量計采用的是全集流測試方式,也就是流體全部(假設無自然漏失)通過儀器內通道,所以儀器本身的量程無法改變。全量程采用的是部分集流的測試方式,流體一部分通過儀器內通道,另一部分則從儀器上事先設計的通道“人為漏失”,通過調節“人為漏失”的量的大小 ,從而改變流量計的量程,達到“全量程”的目的。通過改變輔助分流孔的個數,改變“人為漏失”的大小,從而改變整支儀表的量程。
      1.2 渦街流量計的改進
      采用部分集流的測試方式,就必須留出足夠的空間分流,由于空間有限(配套使用的封隔器內徑限定),對于儀表的要求就特別苛刻。筆者通過對早期的方案設計進行研究和改進,研制出的流量計取消了跨梁(32mm減至24mm),縮短了傳感器長度(24mm減至18mm),精簡了電子元件,相比原流量計,體積大大減小,更加方便攜帶和操作,堪稱是世界上非常小的整裝渦街流量計。
      1.3 全量程測試工藝性能指標
      (1)適應套管:7″;
      (2)適應油管:3-1/2” EUB*P;
      (3)單層量程范圍:50~500m 3 /d
      (4)適應井況:深度<4000m,斜度<60°;
      (5)滿足注水層位:4層;
      (6)滿足總注入量:1000m 3 /d;(目前南方單井非常高總注量700m 3 /d左右,量程已滿足)
      (8)耐溫等級:120℃;
      (9)耐壓等級:35MPa。
      2 渦街流量計室內功能實驗
      2.1 實驗目的
      以電磁流量計為基準,校核渦街流量計測試的精準度;詳細記錄電磁流量計和渦街流量計同一時間測試的數據,然后進行數據處理,建立渦街流量計在500m 3 量程、300m 3 量程、200m 3 量程、100m 3 量程的試用模板;檢驗全量程總流量表與分表測試數據是否一致。
      2.2 實驗方法和步驟
      渦街流量計通過分流孔可以調節流量計的測試量程,目前使用的流量計量程主要是500m 3 /d、300m 3 /d、200m 3 /d這三種,那么渦街流量計則分500m 3 /d、300m 3 /d、200m 3 /d、100m 3 /d這4個量程的來進行實驗,(100方/天量程的是將分流孔全部堵死,主要用來測試總表與分表測試數據是否一致)每個量程都按以下的實驗步驟進行操作:
      A、地面進行流量計初步測試,如測試正常進行下一步;
      B、調校并組裝好流量計,注意記錄流量計開始工作的時間;
      C、將流量計放入實驗裝置中,確保流量計裝入到位;
      D、連接好實驗流程,將流程中充滿液體,并低壓驗漏,無滲漏穩壓5min為合格;
      E、泄壓為0,靜置5min,測試流量計零點;
      F、按照渦街流量計量程的10%、20%、50%、100%4個節點來調節離心泵注入流量,每個節點保持穩定運行3min,按記錄表進行相關記錄(渦街流量計的量程調節成100m 3 /d時,采取50m 3 /d、70m 3 /d、100m 3 /d的注入量);
      G、重復F步驟3次;H、緩慢泄壓,取出渦街流量計,進行數據回收、處理。
      2.3 實驗過程
      (1)由于是對全量程測試儀器第一次進行功能實驗,為防止流量計被過大流量沖壞,所以在分流短節上開了8孔,按理論計算值,全量程測試儀器的量程應在650m 3 /d左右。
      由測試數據來看,測試效果并不理想,取得的數據比較紊亂,在泵排量達到200m3/d后,數據開始隨著排量增大而下滑,而且在泵排量200m3/d至300m3/d的時候,數據上升劇烈,并不符合常理,分流量計的頻率也接近使用的極限值。原因可能是流量計已超量程使用。
      (2)第二次功能實驗在分流短節上開了9孔進行測試;為找出數據上升劇烈的原因,在泵排量200m 3 /d至300m 3 /d這個區間,按每10m 3 /d的流量節點遞增測試。第二次取得的測試數據依然紊亂,比第一次測試結果更加無規律。經廠家檢測后,核實該數據為真實數據,并不是超量程測試的無效數據。
      (3)使用排除法,一步步排除有可能出現的問題。第三次測試,使用原同心集成使用的流量計進行實驗。檢驗實驗流程是否存在問題。測試數據良好,曲線呈平整的階梯狀,實驗流程雖然不可避免的有微小滲漏,但不影響測試的結果。
      (4)全量程測試儀器第四次功能實驗將分流短節上的分流孔全部堵死,檢驗單表工作是否正常:
      (5)全量程測試儀器第5次功能實驗在分流短節上開了1孔進行測試。測試流量非常大值到200m 3 /d。
      (6)全量程測試儀器第六次功能實驗在分流短節上開了2孔測試。流量非常大值到250m 3 /d。分表第6次測試出來的數據呈平整階梯狀,流量計工作正常,證實在分流短節開2孔的情況下,滿足流量計使用要求,可以正常使用。
      (7)全量程測試儀器第7次功能實驗在分流短節上開了3孔。測試流量非常大值到350m 3 /d。分表第七次測試出來的數據呈平整階梯狀,流量計工作正常,證實在分流短節開3孔的情況下,滿足流量計使用要求,可以正常使用。
       (8)全量程測試儀器第8次功能實驗在分流短節上開了4孔。測試流量非常大值到400m 3 /d。分表第8次測試出來的數據呈平整階梯狀,流量計工作正常,證實在分流短節開4孔的情況下,滿足流量計使用要求,可以正常使用。
      (9)全量程測試儀器第9次功能實驗在分流短節上開了5孔。測試流量非常大值到500m 3 /d。分表第9次測試出來的數據呈平整階梯狀,流量計工作正常,證實在分流短節開5孔的情況下,滿足流量計使用要求,可以正常使用。
      (10)全量程測試儀器第10次、十一功能實驗在分流短節上分別開了6孔、7孔,測試流量非常大值到500m 3 /d。流量計的測試精度已經受到影響甚至出現大幅度的跳動。
      3 結束語
      實驗得出的數據看出,在分流孔打開6個時,測試的曲線開始波動并出現明顯毛刺,全量程測試儀器測試的數據精度受到影響;而在分流孔打開6個以上時,會由于分流過大,渦街流量計的渦街發生器兩端沒有了壓降,即產生渦街能量的流水不經過表里的渦街發生器,全部通過分流孔,沒有產生渦街信號,或流入流量計的水流在旋渦發生體周圍的邊界層變成紊流,不符合流量計使用要求,并且不穩定,測試得出的數據是紊亂并且無效的;在分流孔打開6個以下時,測試得出的曲線是線性的,而且隨注入流量的變化呈現平整的的階梯狀,曲線是有效并且精確的。因此說明,在分流孔打開6個以下時,全量程測試工具的測試方法及結構是可行的。
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