阻抗式過環(huán)空找水儀校準問題分析

姜兆宇 楊韻桐

(1.大慶油田測試技術服務分公司 黑龍江 大慶 163513;2.東北石油大學 黑龍江 大慶 163318)

0 引 言

阻抗式過環(huán)空找水儀是大慶測試技術服務分公司實現高含水測量專門研究的儀器［1］，已取得良好效果［2］。通過調研發(fā)現，絕大多數文獻［3、4］是阻抗式過環(huán)空找水儀原理、結構和應用情況，目前還沒有校準影響因素方面的相關文獻，為了實現提高阻抗式過環(huán)空找水儀校準效率，通過現場邊校準邊維修找出了校準的影響因素。

1 維修過程中遇到的問題

阻抗式過環(huán)空找水儀在整個維修過程中校準前發(fā)現典型問題9 項，校準過程中共發(fā)現典型問題5 項，發(fā)現問題統計表見表1。

從表1 可以看到，儀器故障主要集中在集流傘總成，渦輪流量計、含水率計三個主要部件，下面將對出現的故障進行總結分析。

2 集流傘布寬度對校準精度的影響

2.1 集流傘布寬度對校準精度的影響

目前使用的傘布寬度在186 mm，寬度偏小，傘筋穿出孔開口偏上，傘筋穿出孔開孔位置偏移。傘布寬度過小將無法達到技術文件規(guī)定的集流傘開度，即開傘后，傘布與套管規(guī)接觸長度達不到30 mm ～50 mm，會造成較大漏失，在日常工作中還發(fā)現因集流傘傘布過小而導致的流量校準不合格的情況［5］。同時，傘布過大也會因傘布無法繃直而導致漏失量大。如圖1 所示為傘筋穿出孔開口偏上，圖2 中下面集流傘的傘布明顯比上面集流傘的傘布大3 mm ～4 mm。圖3 中可以看出由于集流傘偏大導致大量液體從上面兩個傘筋中間流過。

表1 儀器校準前后故障統計表

圖1 傘筋穿出孔開口偏上

圖2 傘布大小對比圖

圖3 集流傘偏大導致漏失

在維修過程中還發(fā)現了因集流傘傘筋穿偏導致集流傘漏失量大的情況。在工作過程中進行含水率標定時發(fā)現儀器混相值輸出頻率偏低。觀察井筒時發(fā)現儀器集流傘存在較大的漏失，集流器與儀器傳感器總承筒子連接處有大量油泡漏失。觀察和拆卸儀器后維修時，發(fā)現集流傘在縫合處傘筋出口存在偏孔，導致傘筋穿偏，使集流傘部分傘布無法繃直造成明顯的漏失，如圖4所示。圖4 為同一個集流傘兩個不同角度下拍攝的，從右圖中可以清楚地看出由于傘筋穿偏導致的集流傘漏失。原因為在穿集流傘傘布縫合處的傘筋時往往會有兩個孔，如果穿其中一個孔，會使另外一側的流道變大，造成大量液體漏失。建議在穿集流傘縫合處傘筋的時候，盡量選擇趨于居中的進行穿傘筋，如找不到比較居中的孔，對集流傘進行重新開孔。

圖4 傘筋穿偏導致的集流傘漏失

在檢查儀器過程中首先發(fā)現集流傘寬度不夠大，可以發(fā)現在儀表室的傘布寬度不一致，186 mm ～195 mm 不等。

2.2 傘布大小不一的主要原因是標準不統一

經過資料搜集，目前與阻抗式過環(huán)空找水儀組裝維修相關的標準共有五項:

JW/DLTS 202 -2010 阻抗式產出剖面測井儀組裝操作規(guī)程;

JW/DLTS 528 -2010 阻抗式產出剖面測井儀檢驗規(guī)程;

JW/DLTS 502 -2007 阻抗式含水率計零流量檢驗方法;

Q/SY DQ3056 -2010 阻抗式產出剖面測井儀(HK)

Q/SY DQ0427 -2005 阻抗式過環(huán)空組合測井儀維修、校準、及現場操作規(guī)程

有關集流傘大小的規(guī)定，涉及集流傘寬度、周長、套管規(guī)接觸段長度的規(guī)定共有以下幾種說法，各標準規(guī)定見表2。

表2 各標準對集流傘開度規(guī)定統計

從表1 中可以看出這幾項標準對集流傘布寬度的要求共有兩個區(qū)間范圍，一個是:207.5 mm ～210 mm，另一個是:196.25 mm ～199.39 mm。這兩個區(qū)間范圍沒有交集?？梢钥闯龈鱾€標準的不統一為集流傘開度的調節(jié)帶來問題，同時集流傘傘布出廠寬度的不一致導致了集流傘開度不具有統一性，各種集流型儀器如果不能達到集流效果，那么會大大影響流量測量準確性。結合現場實際情況，無論哪一種規(guī)定給出的標準都偏大，使用寬度為190 mm ～193 mm 的集流傘在124.5 mm 的套管規(guī)中調節(jié)開度使傘片緊貼套管壁，接觸段長度達到35 mm～40 mm，就可以在模擬井筒中獲得很好的集流效果，同時也導致限位開關位置接近極限，無法有效固定，集流傘電機在開收傘末端工作電流過高的情況。因此通過試驗認為在加工集流傘傘布時傘布寬度應控制在190 mm ～193 mm。

3 含水率計故障對校準精度的影響

含水率計故障有含水率計接線錯/接線斷;含水靜態(tài)刻度不合格;全水值輸出頻率異常。

全水值輸出頻率過高。含水率標定過程中發(fā)現儀器全水值輸出頻率偏高與全水值一致。在拆卸儀器過程中發(fā)現儀器含水率計內部有兩根接線軟管。懷疑是接線軟管吸附聚集油泡，油泡無法排除導致儀器全水值輸出頻率偏高，如圖5 所示兩根接線軟管在含水率計內部。

圖5 含水率計內部的接線管

4 中心管密封程度

圖6 中心管尺寸的測量

在試驗的過程中發(fā)現，中心管密封程度嚴重影響儀器校準的合格率，原因在于不同批次的中心管和薄壁筒配合起來會有偏差，測量尺寸如圖6 所示。通過灌水和透光發(fā)現薄壁筒與中心管配合間隙較小的有較好的封閉效果，在儀器標定過程中全水值輸出波動小，反之儀器全水值輸出波動大。在試驗的過程當中有兩種方法可以檢查中心管密封程度，其一可以在陽光下看中心管與薄壁筒是否有光從其縫隙中漏出;其二可以通過灌水試驗，如果有大量的水從中心管和薄壁筒的縫隙中漏出，說明中心管的密封程度不好。在對儀器校準后獲得的含水率圖版進行研究發(fā)現，薄壁筒與中心管封閉效果好的儀器在大流量下含水指數曲線較為平直，封閉效果較差的儀器大流量含水指數存在上翹的情況，通過對圖版進行分析，認為這是在大流量下儀器全水值輸出偏高導致的。

5 結論與建議

本文總結了阻抗式過環(huán)空找水儀在校準過程中遇到的故障及其相應的維修方法，為以后快速的找出故障點進而進行相應的維修提供技術參考。通過現場邊校準邊維修，找到了影響校準效率的主要因素:集流傘布大小、含水率計故障、中心管薄壁筒密封程度。傘布寬度在190 mm ～193 mm、集流傘開度與套管規(guī)接觸段長度在30 mm ～50 mm 比較合適，中心管與薄壁筒裝完傘不透光時比較合適。建議將現有的關于阻抗式過環(huán)空找水儀組裝維修的五項標準進行統一規(guī)范，制定出適合現場實際維修校準的新標準，提高阻抗式過環(huán)空找水儀的校準效率。

［1］劉興斌.井下油/水兩相流測量［D］.哈爾濱工業(yè)大學博士學位論文，1996.

［2］胡金海，劉興斌，張玉輝，等.阻抗式產液剖面測井儀［J］.石油科技論壇，2011.49(01):62 -64.

［3］胡金海，劉興斌，張玉輝，等. 阻抗式含水率計及其應用［J］.測井技術，1999，23(增刊):511 -514.

［4］黃春輝，胡金海，單宏寬，等.提高過環(huán)空測井解釋精度的方法研究［J］.石油儀器，2011，25(4):73 -75.

［5］柴金剛，王純玲，胡金海.阻抗式過環(huán)空找水儀含水率現場問題及建議［J］.石油儀器，2010，24(5):67 -69.