埕島油田電磁流量計常見故障及處理
埕島油田電磁流量計常見故障及處理
摘要：本文介紹了電磁流量計工作原理，并就埕島油田電磁流量計大面積故障的原因進行診斷分析，提出相應削減措施及一些電磁流量計
改進方面的內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：埕島油田；電磁流量計；故障；原因；改進
一、埕島油田電磁流量計的使用現(xiàn)狀
埕島油田生產(chǎn)方式主要以無人職守的衛(wèi)星平臺為主，其注水量的控制主要靠調(diào)節(jié)電磁流量計來實現(xiàn)。埕島油田注水流量計采用的是德國科隆公司生產(chǎn)的型號為 IFM4080K/F型電磁流量計。該電磁流量計自 1998年投入使用后，由于受到海上潮濕、鹽霧、平臺晃動等不利工況影響，特別是埕島油田注水水源是處理后的海水（懸浮物含量高、含氧量高，含鹽量高），導致部分衛(wèi)星平臺電磁流量計損壞嚴重，諸如 CB25D-6注水井注水流量計顯示數(shù)值偏大，CB1A-4注水井注水流量計出現(xiàn)零點漂移，CB6B-5D注水井注水流量計顯示滿量程等一系列問題。
二、電磁流量計工作原理
電磁流量計又稱做 EMF，EMF的基本原理是法拉第電磁感應定律，即導體在磁場中切割磁力線運動時在其兩端產(chǎn)生感應電動勢。如圖 1所示，導電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內(nèi)流動，與流動方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應電勢，電動勢的方向按“弗來明右手規(guī)則”，其值如下式：
E=KBVD（1）
式中： E——
—感應電動勢，即流量信號，V； K——
—儀表常數(shù)； B——
—磁感應強度，T； D——
—測量管內(nèi)徑，m； V——
—平均流速，m/s。
測量流量時，流體流過垂直于流動方向的磁場，導電性液體的流動感應出一個與平均流速（即體積流量）成正比的電壓，此電壓通過兩個與液體直接接觸的電極檢出，傳至放大器，然后轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的輸出信號。
三、海上電磁流量計常見故障原因分析及處理
1．海上電磁流量計常見故障
在海上這一特殊環(huán)境下，潮濕、鹽霧等原因使流量計銹蝕嚴重，且注水的水源是海水，與淡水相比，對流量計腐蝕更強、易出現(xiàn)問題。目前，電磁流量計在現(xiàn)場實際使用過程中，主要出現(xiàn)以下幾種故障現(xiàn)象：
①無流量信號；②輸出晃動；③零點漂移；④流量顯示值與實際值不符； ⑤輸出信號滿量程。
2．故障原因分析及處理
（1）無流量信號輸出現(xiàn)象。這一現(xiàn)象海上電磁流量計經(jīng)常出現(xiàn)，判斷故障的方法為，首先確認己接入電源，再檢查電源各部分，是否是電路方面的原因，一般這種原因較少。排除電路方面的原因后，考慮磁極跟流體能否充分接觸，出現(xiàn)這類情況主要原因是注水水質(zhì)差，含有懸浮固相或污臟體，且海水含鹽度比較高，流量計內(nèi)壁的磁極被附著在上面的雜質(zhì)覆蓋或者因為流量計內(nèi)壁結(jié)垢后覆蓋了磁極所致；還有就是有些流量計年久失修，傳感器零部件或者轉(zhuǎn)換器元件損壞。例如 CB1B-2注水井流量計出現(xiàn)無顯示情況，經(jīng)檢查原因為內(nèi)壁磁極已經(jīng)被垢所覆蓋，已經(jīng)不能正常接觸流體，對流量計內(nèi)壁進行除垢后，流量計恢復正常。針對上述情況，我們定期對電磁流量計進行校驗，并且加強日常的維護、保養(yǎng)工作，包括對儀表內(nèi)壁進行清理，去除污物、垢體，讓流體與磁極充分接觸，提高數(shù)據(jù)準確率；對銹蝕比較嚴重的傳感器零部件或者轉(zhuǎn)換器元件及時更換，確保流量計的正常使用。
（2）輸出晃動現(xiàn)象。
CB20A-9注水井智能電磁流量計曾出現(xiàn)輸出晃動，生產(chǎn)平臺上受外界電磁干擾的狀況比較少，被外界雜散電流等電、磁干擾的可能性比較小，一般在注水壓力比較小的情況下，水不能充滿整個管線或者管線內(nèi)含有大量氣泡時，如實反應了流量計內(nèi)部液體的流動狀況，就會出現(xiàn)流量計輸出晃動現(xiàn)象，再者當管道內(nèi)水含有電導率不均勻的顆粒或纖維時也會出現(xiàn)這種情況，而不是流量計本身出現(xiàn)了故障。我們在電磁流量計安裝時必須保證電極所在平面與地面偏心平行，并且盡量避免由于電磁流量計上游的設(shè)備操作所產(chǎn)生的氣泡帶入流量計。同時應當使流量計有良好的工作接地，即將通過電磁流量計內(nèi)的流體可靠接地,使流體電位與地電位相同,實現(xiàn)傳感器的基準電位、轉(zhuǎn)換器 /放大器的基準電位與被測流體電位相同。工作接地應堅持“單點接地”,不能用公共接地線接地,接地應盡量遠離電器接地、避雷接地以及其它設(shè)備的保護接地。在條件允許的情況下，盡量提高中心二號平臺注水水質(zhì)，即盡量減少水質(zhì)對流量計的影響。
（3）出現(xiàn)零點漂移現(xiàn)象。海上許多流量計都出現(xiàn)過類似情況，諸如 CB1A-4注水井流量計，通過對現(xiàn)場的檢查、分析，發(fā)現(xiàn)為線路信號絕緣出現(xiàn)問題。信號回路絕緣下降會形成零點不穩(wěn)，也可能因為信號電纜及其接線端子絕緣下降或破壞引起。由于海上環(huán)境十分嚴酷，儀表蓋、導線連接處密封不慎，彌漫著潮氣鹽霧或粉粒塵埃侵入儀表接線盒或電纜保護層，都會使使絕緣值下降，接地電位變動或者接地不完善也會使流量計產(chǎn)生零點漂移。在日常維護過程中，使用黃泥對儀表蓋進行密封，對導線用絕緣膠帶纏好，可以有效避免此類情況的發(fā)生；同時應使流量計處于良好的接地狀態(tài)，避免出現(xiàn)電位變動。
（4）流量顯示值與實際值不符。這類問題在流量計的現(xiàn)場應用中出現(xiàn)的頻率非常高，CB25D-6注水井流量計流量顯示數(shù)值偏大，經(jīng)現(xiàn)場判斷是由于傳感器極間電阻變化和電極絕緣下降引起的，由于現(xiàn)場環(huán)境較惡劣，潮濕、高鹽度的空氣侵入流量計的內(nèi)部，使流量計部分零部件銹蝕，而引起傳感器極間電阻變化和電極絕緣下降所致。由于流量計內(nèi)部元件受潮，部分零件被氧化所致，對于內(nèi)部元件腐蝕特別嚴重的流量計建議進行更換，有些僅僅是浸水受潮的，可以用熱吹風排除潮氣即可恢復絕緣。
（5）輸出信號滿量程。正常的流量及輸出電流為 4-20mA，輸出信號滿量程了，即為電流值超過了 20mA，典型的例子是 CB6B-5注水井流量計，打開接線盒就會發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部接線柱已經(jīng)被氧化，銹蝕嚴重，使其電阻發(fā)生了變化，導致實際輸出的電流偏大，顯示為滿量程。加強日常維護，做好流量計密封工作，同時在有可能的情況下為流量計定做防雨罩，防止由于雨水淋入流量計內(nèi)部而導致的接線柱銹蝕問題。
四、海上電磁流量計的改進設(shè)想
（1）為方便智能電磁流量計定期清洗除垢，對電磁流量計進行改造，改
造后的電磁流量計增加了一旁通，且流電磁量計兩端各增加一盲板，實現(xiàn)在不產(chǎn)且流量計不需拆除的情況下，使用藥劑就能對流量計進行清洗除垢，增加數(shù)據(jù)顯示精確度。
（2）目前埕島油田使用的電磁流量計須現(xiàn)場手動進行注水量調(diào)節(jié)，效率較低，且有些平臺還在使用組合式流量計，非常麻煩。建議將流量計統(tǒng)一更換為流量自控儀系列，實現(xiàn)控制控室遠程調(diào)控。自動控制流量計已在 CB4A平臺使用，主要優(yōu)點如下：
（1）可以現(xiàn)場手動調(diào)節(jié)流量也可以遠程自動調(diào)節(jié)流量，控制控室可以進行遠程流量調(diào)節(jié)，在原來流量計冬天海況差不能進行注水調(diào)節(jié)的情況下，這種流量計解決了這一問題。提高了效率。
（2）這種流量計具備了太陽能綠色能源供電技術(shù)，無需外接電源即
可實現(xiàn)計量、控制、遠程輸出與遠程控制等各項功能。
（3）壓力控制型高壓流量自控儀具有進出口壓力檢測功能。當表前壓力低于表后壓力時，能夠自動關(guān)閉閥門，防止倒流，當壓力恢復到表前壓力高于表后壓力，閥門自動打開，按原來的設(shè)定流量進行控制。
五、結(jié)束語
電磁流量計所具有的測量精度高、穩(wěn)定性好等特點,已經(jīng)在海上平臺得到廣泛應用，為海上無人值守平臺實現(xiàn)自動化控制和準確計量提供了有力的技術(shù)保證,但海上注水流量計面臨潮濕、鹽霧、注水水質(zhì)差等不利因數(shù)影響很大。只有對電磁流量計做到全面維護，定期檢定，精心保養(yǎng)，才能限度的發(fā)揮儀表的性能，使之計量準確，以滿足油田生產(chǎn)的需要。--擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節(jié)流裝置、節(jié)流孔板、限流孔板等流量產(chǎn)品，更多有關(guān)電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網(wǎng)站：
