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涡街流量计同心集成测试工艺中全量程测试方法研究

涡街流量计同心集成测试工艺中全量程测试方法研究

时间:2019-10-22 09:23:26
摘要:同心集成分注工艺的测试水平高低将影响分注工艺成功率或生产效果,然而目前在测试过程中出现诸多问题也影响测试工作的完成。本研究针对同心集成测试工艺在应用过程中提出的缺陷和问题,改善测试仪器的结构,研究适应性更强的全量程测试方法和流量计,节约流量计成本的同时增加测试的精度和可靠性。对于于保持油田的注采平衡,保持油田的稳产、高产,防止油层过早衰竭等具有十分重大的意义。
随着油田的发展,注水井将会日益增多,优化现有的同心集成分注测试工艺技术,并以此为基础做出改进和突破,产生的经济效益是显而易见的,并且对于保持油田的注采平衡,保持油田的稳产、高产,防止油层过早衰竭等具有十分重大的意义。
1 全量程测试简介
1.1 涡街流量计
原先使用的流量计采用的是全集流测试方式,也就是流体全部(假设无自然漏失)通过仪器内通道,所以仪器本身的量程无法改变。全量程采用的是部分集流的测试方式,流体一部分通过仪器内通道,另一部分则从仪器上事先设计的通道“人为漏失”,通过调节“人为漏失”的量的大小 ,从而改变流量计的量程,达到“全量程”的目的。通过改变辅助分流孔的个数,改变“人为漏失”的大小,从而改变整支仪表的量程。
1.2 涡街流量计的改进
采用部分集流的测试方式,就必须留出足够的空间分流,由于空间有限(配套使用的封隔器内径限定),对于仪表的要求就特别苛刻。笔者通过对早期的方案设计进行研究和改进,研制出的流量计取消了跨梁(32mm减至24mm),缩短了传感器长度(24mm减至18mm),精简了电子元件,相比原流量计,体积大大减小,更加方便携带和操作,堪称是世界上非常小的整装涡街流量计。
1.3 全量程测试工艺性能指标
(1)适应套管:7″;
(2)适应油管:3-1/2” EUB*P;
(3)单层量程范围:50~500m 3 /d
(4)适应井况:深度<4000m,斜度<60°;
(5)满足注水层位:4层;
(6)满足总注入量:1000m 3 /d;(目前南方单井非常高总注量700m 3 /d左右,量程已满足)
(8)耐温等级:120℃;
(9)耐压等级:35MPa。
2 涡街流量计室内功能实验
2.1 实验目的
以电磁流量计为基准,校核涡街流量计测试的精准度;详细记录电磁流量计和涡街流量计同一时间测试的数据,然后进行数据处理,建立涡街流量计在500m 3 量程、300m 3 量程、200m 3 量程、100m 3 量程的试用模板;检验全量程总流量表与分表测试数据是否一致。
2.2 实验方法和步骤
涡街流量计通过分流孔可以调节流量计的测试量程,目前使用的流量计量程主要是500m 3 /d、300m 3 /d、200m 3 /d这三种,那么涡街流量计则分500m 3 /d、300m 3 /d、200m 3 /d、100m 3 /d这4个量程的来进行实验,(100方/天量程的是将分流孔全部堵死,主要用来测试总表与分表测试数据是否一致)每个量程都按以下的实验步骤进行操作:
A、地面进行流量计初步测试,如测试正常进行下一步;
B、调校并组装好流量计,注意记录流量计开始工作的时间;
C、将流量计放入实验装置中,确保流量计装入到位;
D、连接好实验流程,将流程中充满液体,并低压验漏,无渗漏稳压5min为合格;
E、泄压为0,静置5min,测试流量计零点;
F、按照涡街流量计量程的10%、20%、50%、100%4个节点来调节离心泵注入流量,每个节点保持稳定运行3min,按记录表进行相关记录(涡街流量计的量程调节成100m 3 /d时,采取50m 3 /d、70m 3 /d、100m 3 /d的注入量);
G、重复F步骤3次;H、缓慢泄压,取出涡街流量计,进行数据回收、处理。
2.3 实验过程
(1)由于是对全量程测试仪器第一次进行功能实验,为防止流量计被过大流量冲坏,所以在分流短节上开了8孔,按理论计算值,全量程测试仪器的量程应在650m 3 /d左右。
由测试数据来看,测试效果并不理想,取得的数据比较紊乱,在泵排量达到200m3/d后,数据开始随着排量增大而下滑,而且在泵排量200m3/d至300m3/d的时候,数据上升剧烈,并不符合常理,分流量计的频率也接近使用的极限值。原因可能是流量计已超量程使用。
(2)第二次功能实验在分流短节上开了9孔进行测试;为找出数据上升剧烈的原因,在泵排量200m 3 /d至300m 3 /d这个区间,按每10m 3 /d的流量节点递增测试。第二次取得的测试数据依然紊乱,比第一次测试结果更加无规律。经厂家检测后,核实该数据为真实数据,并不是超量程测试的无效数据。
(3)使用排除法,一步步排除有可能出现的问题。第三次测试,使用原同心集成使用的流量计进行实验。检验实验流程是否存在问题。测试数据良好,曲线呈平整的阶梯状,实验流程虽然不可避免的有微小渗漏,但不影响测试的结果。
(4)全量程测试仪器第四次功能实验将分流短节上的分流孔全部堵死,检验单表工作是否正常:
(5)全量程测试仪器第5次功能实验在分流短节上开了1孔进行测试。测试流量非常大值到200m 3 /d。
(6)全量程测试仪器第六次功能实验在分流短节上开了2孔测试。流量非常大值到250m 3 /d。分表第6次测试出来的数据呈平整阶梯状,流量计工作正常,证实在分流短节开2孔的情况下,满足流量计使用要求,可以正常使用。
(7)全量程测试仪器第7次功能实验在分流短节上开了3孔。测试流量非常大值到350m 3 /d。分表第七次测试出来的数据呈平整阶梯状,流量计工作正常,证实在分流短节开3孔的情况下,满足流量计使用要求,可以正常使用。
 (8)全量程测试仪器第8次功能实验在分流短节上开了4孔。测试流量非常大值到400m 3 /d。分表第8次测试出来的数据呈平整阶梯状,流量计工作正常,证实在分流短节开4孔的情况下,满足流量计使用要求,可以正常使用。
(9)全量程测试仪器第9次功能实验在分流短节上开了5孔。测试流量非常大值到500m 3 /d。分表第9次测试出来的数据呈平整阶梯状,流量计工作正常,证实在分流短节开5孔的情况下,满足流量计使用要求,可以正常使用。
(10)全量程测试仪器第10次、十一功能实验在分流短节上分别开了6孔、7孔,测试流量非常大值到500m 3 /d。流量计的测试精度已经受到影响甚至出现大幅度的跳动。
3 结束语
实验得出的数据看出,在分流孔打开6个时,测试的曲线开始波动并出现明显毛刺,全量程测试仪器测试的数据精度受到影响;而在分流孔打开6个以上时,会由于分流过大,涡街流量计的涡街发生器两端没有了压降,即产生涡街能量的流水不经过表里的涡街发生器,全部通过分流孔,没有产生涡街信号,或流入流量计的水流在旋涡发生体周围的边界层变成紊流,不符合流量计使用要求,并且不稳定,测试得出的数据是紊乱并且无效的;在分流孔打开6个以下时,测试得出的曲线是线性的,而且随注入流量的变化呈现平整的的阶梯状,曲线是有效并且精确的。因此说明,在分流孔打开6个以下时,全量程测试工具的测试方法及结构是可行的。
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