海中油田如使用电磁流量计会出现哪些问题

　　埕岛油田于2000年7月开始注水。到目前为止，石油生产处有33口注水井，日注水量达到3,400立方米。用于测量井口注水量的仪器是电磁流量计。总共有33个电磁流量计，所有这些都是德国科隆的IFM 4080电磁流量计。其可靠的质量，稳定的性能，高测量精度和良好的零稳定性已广泛应用于海上。但是，流量计是进口产品，难以维护。

1、流量计失效的几个原因

（1）内壁粘合层

　　由于电磁流量计对悬浮固体或污垢的测量远大于其他流量计，因此内壁粘附层失效的可能性相对较高。如果粘附层的导电率接近液体导电率，则仪表可以正常输出信号，但只改变流动面积，形成测量误差的隐藏故障;如果是高导电性粘合层，则电极之间的电动势将短路;如果是绝缘粘附层则电极表面绝缘以断开测量电路。后两种现象会使仪表无法操作。

（2）雷击

　　雷击导致线路中的瞬时高压和浪涌电流进入仪表会损坏仪表。引入雷电损伤计有三种方式：电源线，传感器和转换器之间的流量信号线，以及激励线。从控制室电力线引入高电压和浪涌电流的概率最大，而另外两个则较少。

（3）环境条件

　　如果安装不好，流量计安装在容易保留气体的高点;截止截止阀的截断导致水流产生噪音和脉冲;接地系统不完善，近海管道是阴极保护管道，容易产生大的保护电流。流量计容易受到管道中的杂散电流的影响。

（4）转换器放大器电路故障

　　由流体产生的感应电动势非常弱，有时甚至低至毫伏。信号主要由放大器电路放大，然后进行处理。如果放大器电路出现故障，电磁流量计将无法正常工作。

（5）流体方面

　　含有均匀分布的细小气泡的液体通常不会影响正常测量。测量的体积流量是液体和气体的总和;如果气泡增加，输出信号将波动，如果气泡大到足以流过电极以覆盖整个电极表面，则电极信号环瞬间断开，输出信号将产生更多波动。

2、故障检查和解决测量

2.1、检验方法和检验内容

　　通常，检查包括电磁流量计本身的传感器和转换器，连接两者的电缆，电磁流量计的过程管道以及仪器连接电缆的下（后）位置。

经常使用的检验方法或方法以及检验内容如下：

（1）常规检查方法：1阻力法; 2现行方法; 3电压法; 4波形方法。

（2）替代方法

　　转换器和传感器之间的可互换性以及转换器的内部电路板部件用于以替代方式确定故障的位置。

（3）信号跟踪方法

　　用模拟信号器代替传感器，以在液体不流动的条件下提供流量信号以测试电磁流量转换器。

　　检查从显示仪表是否正常工作以及反向流量信号传输的方向开始。转换器使用模拟信号器进行测试，以确定转换器及其后位置计或转换器的上部传感器是否发生故障。如果转换器出现故障，如果是有条件的，可以方便地从转换器或转换器电路板借用以进行调试。如果需要更换传感器，则必须停止运行，关闭管道系统，并且工作量很大。只有在完成其他检查后，最后拆下管道，检查传感器测量管的内部状况或更换。

2.2、故障检查原则

　　首先，根据过程进行初步调查和判断，然后仔细检查并尝试消除故障。该过程中列出的检查顺序的顺序是：1可以观察或要求理解不需要大的操作，也就是说，很容易变得困难; 2.根据以往现场维修经验，故障频繁发生; 3检查自己高阶的顺序是提前的。如果初步调查证实它是后者失败的原因，可以事先仔细检查。根据以上原则对以下故障检查进行排序。

2.3、输出晃动故障检查和解决方案

　　输出晃动可以大致归纳为以下原因：

（1）流动本身是波动的或脉动的，它不是电磁流量计的故障，而只是如实反映流动状态;

（2）管道末端充满液体或含气泡的液体;

（3）外部杂散电流和其他电磁干扰;

（4）转换器放大器电路故障。

　　以下各节讨论了上述故障原因的检查方法和措施：

（1）检查流量计传感器的管道是否安装了脉动干扰资源。如果流量本身波动，仪器输出摇摆就是波动率的真实反映。可以检查管道的波动源，包括是否正确选择仪器下游的控制阀的流量特性和尺寸。如果选择不正确，阀门可能会振动;其他干扰源可能导致流量波动。例如，传感器的入口突出到循环通道中。垫圈条悬挂在液流等中。检查完成后，可以有针对性地采取措施。

（2）调查管道液体是否充满以及液体是否含有气泡。这种类型的故障主要是由于管网工程设计不良造成的，这使得传感器的测量管未充满液体或传感器安装不正确。液体含有气泡状气体，有两种从外部吸入并将溶解的气体（空气）转化为液体中的自由气泡的方式。液体中的气泡数量很少，气泡的直径远小于电极的直径。虽然液体的体积减小，但电磁流量计的输出不会动摇;较大的气泡可以通过摩擦电极覆盖整个电极，使流量信号回路当电路瞬间打开时，输出信号更加震动。

（3）检查传感器是否良好接地。平台注水管道都是阴极保护管道，有时产生大的阴极保护电流。如果流量计未良好接地，则会对流量计造成电气干扰。安装船用电磁流量计时，需要安装接地环，管道牢固接地，接地电阻不大于10Ψ。检查流量计接地是否完好，接地电阻是否大于10Ψ，并有针对性地更换。

（4）检查放大电路。转换器的两个信号端子短接到接地端子。如果转换器的显示值可以正常复位为零，则放大器电路正常。否则，如果放大器电路出现故障，则必须更换放大器板或更换转换器。

2.4、零点不稳定故障检查和解决方案

（1）检查管道是否已满，液体中是否有气泡。管道未充满液体或液体含有气泡。管网工程设计较差，因此传感器的测量管未充满液体或传感器未正确安装。请参阅“输出晃动故障检查和解决方案中管道输出充满液体”。或者液体中含有气泡。“

（2）检查流量计的上游和下游截止阀和调节阀是否可以关闭。如果阀门不紧，则修理或更换阀门。有时，场景判断微小的流动移动非常困难，并且该过程可以改进为图1的形式。在流量传感器2之前和之后，在截止阀1和4之间设置小直径泄漏监测阀3，以观察是否或没有泄漏量。

电磁流量计双阀关闭泄漏监测流程图

（3）检查传感器接地是否完好，接地电位是否发生变化。接地不完善，因此流量计受到管道杂散电流的影响，因此零点不稳定。可以根据“输出晃动故障检查和解决方案”中的“外部杂散电流等，以及磁干扰”来检查检查方法。

　　检查地电位，使变频器的工作接地端子和保护接地端子短路，并确定零点变化是否存在地电位。如果零点变化超过允许值，则地电位会发生变化，因此请与制造商联系以解决问题。

（4）研究信号线绝缘。信号回路的绝缘将形成零点不稳定性。信号电路绝缘性降低的原因是封装电极部分的绝缘性降低，信号电缆及其端子的绝缘性降低或破坏。信号回路绝缘电阻检查分别根据电缆侧和流量传感器侧进行，并用兆欧表进行测试。找出下降的原因并进行有针对性的改变。

（5）检查电极接触电阻和电极绝缘电阻。充满液体测量电力杆的表面与液体之间的接触：流量传感器移除信号线连接，并且通过万用表测量每个电极的接地电阻。两个电极对地的电阻之间的差异应在10％和20％之间。空管测量电极绝缘：将测量管放空，用干布擦干内表面，完全干燥后，用H 500V直流兆欧表测量每个电极与地面之间的电阻。电阻必须高于100MΨ。如果不符合要求，将发送给制造商进行维修。

2.5、流量的测量值与实际值不匹配。

（1）检查转换器设定值并检查零点和满量程值。首先检查匹配的传感器和转换器的GK值是否正确，因为这种不匹配事件经常发生，您需要检查诸如口径，量程和测量单位等设置，并检查转换器零点和量程。设置错误并更改设置。

（2）检查管道填充情况及是否含有气泡。请参阅“输出振动故障检查和解决方案”中的“填充液体或含有气泡的液体的管道末端”。

（3）检查信号线系统。检查连接电缆是否正确匹配，连接是否正确，绝缘是否降低。您可以详细检查是否存在以下五个问题。切断连接的整个电缆并再次切割。连接，连接后使用一级吸收水分，绝缘下降;信号线的末端未经处理，内屏蔽，外屏蔽和信号芯相互短路，或短接到外壳;没有指定型号（或连接电缆;传感器和转换器相距很远，屏蔽电缆未按规定驱动;信号电缆需要2芯双屏蔽驱动屏蔽。

（4）研究传感器的上游流量并检查传感器以测量通道内壁的状况。传感器的上游流动状况通常受到安装空间的限制，并且偏离了规定的要求。例如，靠近扰流板并且没有足够长度的直管段的流管将引入影响测量精度的因素。必须改变传感器的安装位置并增加直管的长度。检查内壁粘合层。如果测量管内壁上有粘附层，则更改流通面积，使测量值与实际值不匹配。

（5）检测电极与液体和电极绝缘之间的接触电阻。有关该方法，请参阅“零点不稳定故障检查和解决方案”中的“检查电极接触电阻和电极绝缘电阻”。

2.6、流量输出信号超丰满度值

（1）确定转换器或转换器之前的故障原因。首先在管道系统和流量传感器中通过水，转换器将处于静态和无流动状态。信号端子短接到功能或保护接地端子，以查看转换器输出信号是否达到零。如果它可以达到零，则可以判断故障是在转换之前而不是在转换器本身中。下一步是先检查连接电缆和传感器;如果不能达到零，检查重心应在转换器中，并根据检查结果判断更换板。或转换器。

（2）确认信号电缆的完整性，两个电极与液体完全接触。如果信号回路断开，输出信号将过满，因此该检查项目主要是验证流量信号回路是否完整且畅通无阻。信号电路包括电缆及其连接端子，流量传感器的一对电极和电极之间的液体。除了检查电路的开关外，还应验证电缆类型，每个触点的正确连接以及绝缘是否符合要求。流量传感器电极的末端与液体接触，两个电极与液体接触或者一个电极的末端接触，信号电缆也断开。必须修改流量传感器以能够填充液体等。 。

（3）检查转换器设置的正确性并检查零点和满点。独立的电磁流量计出厂时，转换器和传感器口径，流量和设定参数用于实际流量校准，传感器和转换器必须一一对应。因此，首先检查匹配是否正确，GK值是否一致，然后检查转换器仪表是否恒定且每个参数是否一致，然后使用模拟信号器检查零点。

（4）检查液体是否有电气干扰。在没有激励电流的情况下，用万用表在两个电极处检测干扰电位。这种故障现象经常发生在阴极保护管道上。将电磁流传感器与管道隔离的措施可用于使电极和液体处于相同的电位。

（5）检查转换器本身。由转换器本身的故障引起的输出信号超饱满度值的原因是复杂的，并且它可以由转换器中的每个单元线中的某个链路引起。现代电磁流量计的电路板可分为可互换和独立的单元，测试电路板由试验替换。

2.7、没有流量信号

（1）检查电源故障。首先确认已连接电源，然后检查电源。检查主电源和励磁电流保险丝。如果新保险丝连接到指定的电流值然后再打开并烧断，则必须找到故障。检查电源电路板各输出电压是否正常，或者尝试更换整个电源电路板。

（2）检查连接电缆系统是否有故障。检查连接励磁系统和信号系统的电缆是否连接正确，连接是否正确。

（3）检查液体流动方向和管内液体填充情况。液体流动方向必须与传感器外壳上的箭头方向一致。对于罐头如果方向不一致，仍然可以测量正向和反向测量的电磁流量计，但设定的显示流量与正负方向不匹配，必须进行校正。

（4）检查传感器的完整性和测量管内壁的状况。传感器的常见故障包括励磁线圈的绝缘线圈和内壁的粘附。由于海上特殊环境，传感器电缆密封或端子盖垫片有时不能满足密封要求，并浸入水或湿气中，导致绝缘线圈电路绝缘下降。接线盒的绝缘是潮湿的，热空气可以用来恢复绝缘。将线圈蘸湿并将可拆卸的外壳盖放入烘箱中并在适当的温度下干燥。对测量管内壁的最可靠检查粘附在绝缘层或导电层上。离线直接观察传感器的移除，但工作量很大。在线间接检查方法，即测量电极的接触电阻和电极的极化电压，可用于估计粘附层的状态。 。如果内壁具有粘合层，则必须用弱酸清洁测量管。

（5）检查转换器自身的障碍物，并使用电路板备件和替代方法尝试消除故障。

3、条建议

（1）改进安装方式

　　目前，流量计的安装过程是预先拧紧管道法兰和流量计，然后将其与注水井口和注水管道焊接在一起。这种方法的缺点焊接产生的高温通过阀门和法兰传递到流量计。如果温度过高，流量计的传感器衬里可能会被腐蚀，甚至电极也会熔化，导致信号输出波动很大。建议在确保良好密封的前提下，将阀门和管道分别焊接到井口和阀门上。流量计安装是最后一道工序，以避免衬里和电腐蚀。

（2）改进安装过程

　　受海况影响，中心2号注水站的水质往往不能通过水质。同时，由于注水箱的油盖损失，容易在传感器内壁上产生粘附层，甚至覆盖电极，使流量计不能正常工作。输出信号晃动是Cheng岛油田电磁流量计最常见的现象。因此，建议改进流程，如图2所示。在流量计前安装精细过滤器，过滤杂质并定期清洁;安装传感器清洁过程并使用刮刀清除装置或弱酸清除传感器附着层。

海水过滤电磁流量计，传感器清洗流程图

（3）完善管理机制

　　目前，公司的计量管理机制不健全，没有专职的计量管理人员，人员变动大，不稳定，不利于计量管理。建议设置专用的流量计管理站。位置，专门从事流量计的日常维护，故障维修等，并且位置是争取稳定，人员变动小，使管理人员能够尽快成为人才。

（4）测试仪器设备

　　电磁流量计的特殊检查项目繁琐且使用许多仪器。 目前，公司普遍缺乏检测仪器，需要配备多套模拟信号器，示波器和惠斯通电桥，以提高故障检测的成功率。

（5）员工培训

　　电磁流量计是进口产品，使用方便，精度高，日常维护简单。 由于员工从未进行过专门培训，故障检查很困难，只能更换故障，造成大量资金浪费。 建议组织特殊培训，以改善员工故障检查功能。

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