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E+H超聲波流量計(jì)在油田污水計(jì)量中的應(yīng)用
閱讀：1079 發(fā)布時(shí)間：2011-9-9E+H超聲波流量計(jì)在油田污水計(jì)量中的應(yīng)用：
1.勝利油田污水計(jì)量現(xiàn)狀
油田污水回注計(jì)量是對油井進(jìn)行合理配注的關(guān)鍵環(huán)節(jié),，油田生產(chǎn)中每天產(chǎn)生大量的工業(yè)污水，由各聯(lián)合站通過計(jì)量儀表將這些污水回注,，如果計(jì)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確將會造地質(zhì)產(chǎn)水量,、污水處理量和注水量三者不吻合的現(xiàn)象，影響了注采方案的實(shí)施,。目前勝利油田有在用大口徑注水流量計(jì)500臺左右,，這些流量計(jì)在污水計(jì)量中起著十分重要的作用。但由于勝利油田還不具備檢定大口徑流量計(jì)的能力,，所以許多用戶只能將儀表拆卸下來送到油田以外進(jìn)行檢定,，這種方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力有時(shí)還耽誤生產(chǎn),。有的用戶因工藝流程的原因無法拆卸儀表,，造成了儀表使用多年而無法檢定的狀況。為此，我們經(jīng)過現(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)論證,，提出了采用超聲波流量計(jì)對油田大口徑污水計(jì)量儀表進(jìn)行在線測試的方法來解決大口徑污水流量計(jì)的檢定問題,。
2.超聲波流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn)
2.1 工作原理超聲波按測量原理分類有：傳播時(shí)間法、多普勒效應(yīng)法等,，目前廣泛應(yīng)用的是傳播時(shí)間法它的基本原理如圖所示,。
高頻聲脈沖從上游換能器A傳送到下游接收換能器B的時(shí)間為 
而從下游換能器B傳送到上游接收換能器A的時(shí)間為
式中，L——聲道距離,；C——液體中的聲速,；——聲道和管道軸向的夾角；V——管道中平均軸向流速,。
由上式可推導(dǎo)出
可以看出流體流速V與時(shí)間差有關(guān),，測出tBA-tAB即可得到流速V。
2.2 特點(diǎn)
（1）超聲波流量計(jì)的流量測量準(zhǔn)確度幾乎不受被測流體溫度,、壓力,、密度、電導(dǎo)率等參數(shù)的影響,，可制成非接觸及便攜式測量儀表,。
（2）超聲波流量計(jì)可適應(yīng)多種管徑測量和多種流量范圍測量，同其它原理的流量計(jì)相比,，超聲波流量計(jì)一般量程比可達(dá)300：1,，不產(chǎn)生壓損，全線性測量范圍以及低維護(hù)量的特點(diǎn),。
（3）超聲波流量計(jì)由內(nèi)置電池操作,，適合在無外接電源條件下的場合使用。
（4）超聲波流量計(jì)對管道材質(zhì)要求較低,，管道材料可以是金屬,、塑料、玻璃等材質(zhì)制成的,。
3.應(yīng)用超聲波流量計(jì)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)量的方法
3.1 探頭位置的選擇,。流量計(jì)上游應(yīng)的直管段長度應(yīng)在10D以上，下游的直管段長度不低于5D,，如果安裝點(diǎn)上游有彎頭應(yīng)保證30D的直管段長度,。安裝探頭應(yīng)盡量水平安裝同時(shí)應(yīng)使兩個探頭在同一軸線上，同時(shí)應(yīng)盡量選用廠家配套的偶合劑,。
3.2 在流量計(jì)前段裝有1米左右不銹鋼的直管段,。由于水質(zhì)差的原因，普通碳鋼的管道內(nèi)壁很容易結(jié)垢,，從而影響聲波信號的準(zhǔn)確接收,。所以根據(jù)油田污水計(jì)量的特點(diǎn),，可以采取在探頭安裝點(diǎn)加上1米的不銹鋼管段，這樣的做不僅可以保證壁厚的測量精度,，同時(shí)可以zui大限度地保證信號接收強(qiáng)度,，從而準(zhǔn)確測量。
3.3 合理地選用超聲波流量計(jì),。目前,，超聲波流量計(jì)的種類很多，如果選型不當(dāng),，會造成測量精度不高,，甚至流量無法測量等結(jié)果。
（1）時(shí)差法超聲波流量計(jì)是目前應(yīng)用范圍的超聲波流量計(jì),。它主要用來測量潔凈的液體流量,，在自來水和工業(yè)用水領(lǐng)域，得到廣泛應(yīng)用,。此外它也可以測量雜質(zhì)含量不高的均質(zhì)流體,，如污水等介質(zhì)的流量,，而且精度可達(dá)±1.5%,。實(shí)際應(yīng)用表明，選用時(shí)差式超聲波流量計(jì),，對相應(yīng)流體的測量都可以得到滿意的結(jié)果,。
（2）多譜勒式超聲波流量計(jì)只能用于測量含有適量顆粒或氣泡的流體,，要注意它對被測介質(zhì)要求比較苛刻,，不能是潔凈水，同時(shí)雜質(zhì)含量要求相對穩(wěn)定,，才可以正常測量,，否則，在實(shí)際運(yùn)用中會出現(xiàn)較大的測量誤差,。
4.超聲波流量計(jì)現(xiàn)場應(yīng)用中應(yīng)注意的幾個問題
4.1參數(shù)的準(zhǔn)確測量,。根據(jù)超聲波的測量原理可以看出，管道的外徑和壁厚的測量值都與流速有關(guān),，所以測量時(shí)應(yīng)保證外徑和壁厚準(zhǔn)確,。測量外徑應(yīng)選擇游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量，測量壁厚時(shí)應(yīng)多選擇幾個測量點(diǎn)進(jìn)行測量,，然后取其平均值作為壁厚參數(shù)輸入,。
4.2 探頭的正確安裝。
（1）探頭的安裝位置應(yīng)滿足直管段的要求,，*D,，后5D。
（2）確定探頭正確的安裝方式。超聲波流量計(jì)應(yīng)用zui多的方式有二種探頭安裝方式,，即z法和V法,。z法一般用于大口徑的管道測量，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是信號損失小,，缺點(diǎn)是聲程短不適用于小口徑管道測量,；V法一般適用于小口徑管道測量，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是聲程較長,，可得較佳時(shí)間分辨能力,。在水平管道上傳感器裝在管道截面積“9點(diǎn)或3點(diǎn)鐘”的位置，這樣可避免其他安裝方式位置時(shí)氣泡集于頂部,，顆粒沉于底部流動給測量帶來的影響,。
（3）探頭安裝處管線表面應(yīng)光滑，并涂有適量的超聲波耦合劑,，保證探頭和管壁之間沒有縫隙,。耦合劑太少或使用太稀的耦合劑都會造成測量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
（4）探頭應(yīng)捆綁牢固使其與管道外壁緊緊接觸并保證其不會移動,，否則會造成聲波的衰減導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確,。
4.3 定期去除測量管段內(nèi)壁的結(jié)垢由于污水計(jì)量中管道內(nèi)壁長時(shí)間形成的污垢很容易影響超聲波測量的準(zhǔn)確性，所以對于安裝了不銹鋼測量管段的用戶,，可以定期拆卸不銹鋼測量管段進(jìn)行清洗,，這樣可以保證用超聲波流量計(jì)測量管道流量時(shí)的準(zhǔn)確，zui大限度地降低由于管道內(nèi)壁結(jié)垢等原因所帶來的影響,。
5.結(jié)語
5.1 運(yùn)用超聲波流量計(jì)可以實(shí)現(xiàn)污水流量計(jì)的在線測量,，不影響用戶的正常生產(chǎn)。
5.2 便攜式多普勒超聲波流量計(jì)由于體積小,、易于攜帶,、安裝方便等特點(diǎn)，與以往的離線檢定相比省去了被檢污水流量計(jì)的拆遷,、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié),，有些大口徑污水流量計(jì)在設(shè)計(jì)安裝時(shí)未考慮以后的檢定問題，所以根本無法進(jìn)行離線檢定,，采用超聲波流量計(jì)進(jìn)行在線檢測可以為用戶節(jié)省很多的費(fèi)用,。