脈衝（chōng）互感式接箍檢測器（qì）在（zài）汙水處理流量計的應用
點擊（jī）次數：2176 發布（bù）時間：2020-08-10 07:58:55
摘要：在汙水處理流量計測井中，套管（guǎn）的接箍曲線（xiàn）作為常規的測（cè）井資料進（jìn）行測量，用於測井曲線深度校（xiào）正。由於汙水處（chù）理流量計的測井工藝所限，使汙（wū）水處理流量計中磁（cí）性定位器的測井（jǐng）效果一直不好，影響測井資（zī）料質量。文章簡述了磁性定位器和脈衝互感式接箍檢測器的測井原理，說明了傳統磁性定位器存（cún）在的弊端和脈衝互感式接箍檢測器的技術特點，並通過測井對比試驗，展示了用脈衝互感式接（jiē）箍檢測器取代汙水處理流量計中磁性定位器的應用效果。
汙水處理流量計測井儀用（yòng）於聚（jù）合物驅注（zhù）入剖麵（miàn）測井，在（zài）油田生產開發（fā）中發（fā）揮著重要作用。然而，在汙水處理流量計測井中磁性定位器不能錄取到（dào）合格的磁性定位曲線，這個問題多年來一直是困擾在從事汙水處理流量計測井的現場（chǎng）操作人（rén）員和從事汙水處理流量計測井資料解釋人員的一個難題。為了解決（jué）這個難題，我們從磁性定位器的測井（jǐng）原理入手，找出磁性定位器在電磁（cí）流量測井工（gōng）藝中所存在的弊端。傳統磁性（xìng）定位器采用磁鋼（gāng）加線圈的方法，通過儀器相對井（jǐng）壁移動，實現在接（jiē）箍位置檢測線圈中的磁場（chǎng）重新分布，被動地使接收線圈產（chǎn）生感生電動（dòng）勢，從而達到檢測接箍的目的，這種方法受測速和儀器居中等因素的影響而無法克服。脈衝互感式接箍檢測器（qì）采用主動的脈（mò）衝磁激勵互感方法，達到檢（jiǎn）測（cè）套管接箍（gū）的目的。這種方法受測速和居中的影響很小，不僅滿足一般測井的（de）需要，也比較適用於電磁流量測井工藝中。
1、傳（chuán）統磁性定位器測井原理
常規（guī）磁性定位器是由兩個永久磁（cí）鋼和一（yī）個檢測線圈組成，當儀器沿井身移動（dòng）時，由於儀器周圍介質的磁阻（zǔ）發（fā）生變（biàn）化，使通過（guò）線圈的磁力線（xiàn）重新分布，磁通密度發生變化，使線圈（quān）中產生感應電動勢（shì），大小根據電磁感應定律為：
即感應電動勢等於磁通量的（de）時間變化率的負值，它的大小與介質磁阻的變化、測速、磁場強度及線圈尺寸有關。
2、傳統磁性定位器存在弊端
2.1儀器居中的影響
當測井（jǐng）工藝要求下井（jǐng）儀器居中測（cè）井時，儀器距井壁有一定的距離，在測井速度一定的情況下，儀（yí）器通過接箍時檢測線圈內磁（cí）通量變化量要比貼靠井壁時（shí）的磁通量變化（huà）量小，線圈輸出感（gǎn）生電動勢的幅度低（dī），減小了信噪比，降低了磁（cí）性定位器對接箍（gū）的分辨率。
2.2管柱內徑的影響（xiǎng）
同樣（yàng）是在居中和測井速度一定的情況下，在直徑大的管柱內測井時，線圈中磁通量的變化（huà）量要比在直徑小的管柱內小，線圈輸出的感生電動勢幅度降低，輸出信號（hào）的信噪（zào）比小，接箍的分（fèn）辨率差。
2.3測井速度的影響
不管是貼（tiē）近井壁的測井工藝還是居中（zhōng）的測井工藝，如（rú）果測井速度（dù）快，磁（cí）性定位器通過接箍時，其線圈內部磁通量變化率大，輸出感生電動勢高；反之測井速度慢，磁通量變化率小，輸出感生電動勢（shì）低（dī）。因此，測井速度不同、磁性（xìng）定位器的分辨率也不（bú）同。
在測（cè）井過程中，當管柱狀況、測井速度、靠近井壁和（hé）儀器居（jū）中等因素發生變化（huà）時，這種磁性定位器（qì）對接箍的分辨（biàn）率也隨之發（fā）生變化（huà），改（gǎi）變了信噪比，影（yǐng）響測井（jǐng）資料的質量。這就是磁鋼加線圈檢測方（fāng）法的弊端所在。
3、脈衝互感式接箍檢測器測井（jǐng）原理
脈衝互感式接（jiē）箍檢測器的（de）物理基礎是法拉*電（diàn）磁感應定律，其檢測方法是：給傳感器激勵（lì）線圈提供一個直流電脈衝，在脈衝維持期，激勵線圈周圍（wéi）產生一個穩定磁場，當直流（liú）脈衝（chōng）停（tíng）止後，這個穩定（dìng）磁（cí）場在油管和套管中便產生沿套管壁旋轉的環形感生電流，該感生電流在套管內部產生次生磁場，這個次生磁場便使傳感器檢測線圈產生一個**間而衰減（jiǎn）的感生電動勢。當激勵（lì）線圈的直流電流一定時，檢測（cè）線圈中感生電動勢（shì）的大小和線圈周圍（wéi）油管（guǎn）或套管的厚度、形狀（zhuàng）、幾何位置以及磁導率、電導率有關。當管柱的幾何位置、磁導率、電導率相對不變時，而在接箍位置管柱的形狀(厚度增加)有明顯的變化，降低了磁阻，增加了沿套管壁旋轉的（de）環形（xíng）感生電流強度，由感生電流產生的次生磁（cí）場（chǎng）強度（dù）加強，提高了檢測線圈中感生電動勢的幅度，因此對檢測線圈感生電動勢的處理和記錄，便可獲得接箍曲線。
4、脈（mò）衝互感式接箍檢測器技術特（tè）點
(1)在儀器居中和測井（jǐng）速度比（bǐ）較慢(50m/h～100m/h)的條件下（xià），該（gāi）儀器對油套管接箍具有（yǒu）較好的分（fèn）辨率，因此，可應用到低速（sù）居中的（de）測井工（gōng）藝中（zhōng）。
(2)該儀器能夠（gòu）對管柱（zhù）周身狀況進行（háng）檢查，能夠定性地給出管柱的變形、腐蝕、裂縫、管壁（bì）厚度和內徑變化（huà）等信息。(3)適應於範圍較寬的測井速度(50m/h～1200m/h)。
(4)適應於管柱直徑:50mm～320mm。
(5)適應於管壁厚度:3mm～12mm。
5、測（cè）井對比試驗
為了能充分說明脈衝互感式接箍檢測器在汙水處（chù）理流量（liàng）計中的應用效（xiào）果，我們分別在三種（zhǒng）不同管（guǎn）柱類型的井中進行了測井對比試（shì）驗。試驗過程是先用帶有磁性定位器的汙水處理（lǐ）流量計進行測井，磁性定位器用模擬（nǐ）量輸出；然後（hòu）用脈衝互感式接箍檢測器替換汙水處理（lǐ）流量計計中的磁性（xìng）定位器，檢測器用正脈衝輸出，分別以100m/h、500m/h、800m/h和1200m/h的測速進行（háng）測井，錄取（qǔ）多條曲線。從測井結果看，脈衝互感（gǎn）式接箍（gū）檢測器分辨率比較高（gāo），曲線重複性比（bǐ）較好（hǎo）。
5.1在套管井中測井對比試驗
圖（tú）1是在拉15-丙XXX套管井中的測井曲線對比圖。
測井條件是（shì）套（tào）管內徑124.6mm，平均測速90m/h，儀（yí）器居中測（cè）井。圖1中右側是原磁性定（dìng）位器測井曲線（xiàn），左側是用（yòng）脈衝互感式接箍檢測器替換汙水處理流量計中（zhōng）磁性定位器後的測井曲線。左側曲線（xiàn）套管接箍顯示清楚，管外扶正器也從曲線中顯示出來，在799m～803m之間是（shì）個套管短接。右側曲線有幹擾，接箍（gū）多處丟失，如果沒（méi）有對比是（shì）很難確定曲線（xiàn）上哪個是接箍。
5.2在配（pèi）注中（zhōng）測井對（duì）比試驗
圖2是在（zài）中40-PXX配注井中（zhōng）的測井曲線。測試條件是儀（yí）器（qì）在油管和配注工具內居中測井。左側是原磁性定位曲線，測井速度（dù）90m/h，曲線幹擾嚴重，無法辨別出接箍和工具（jù）的設置情（qíng）況。右側是更（gèng）換後的接箍曲線，測井速度1200m/h，在 997m以上是油管段，各接箍位置清楚，在997m以下是工（gōng）具段，各工（gōng）具顯示清楚。在1006m～1007m和1032m～1034m兩處是Φ114mm封堵器；在1016m～1018m和1043m～1045m兩（liǎng）處分別是Φ54mm和Φ56mm的配水器短接，因其內徑小而幅度高；1018m～1023m是5個配接短接（jiē）。
5.3在籠統（tǒng）聚驅井中測井對比試驗（yàn）
圖3是在中31- PXX籠統聚驅井中的（de）測井曲線。測試條件是井內既有油管又有套管。在1124m以上是內徑為62mm油管段 ，以下是內徑為124.6mm的套管段，儀器居中測井。左側是原磁性定位曲（qǔ）線，在油管段測（cè）速是900m/h，曲線有部分幹擾；在套管（guǎn）段測（cè）速是90m/h，接箍曲線幅度低，部分接箍不能確定其具體位置。右側是更換後的接（jiē）箍曲線，測井速度 100m/h，在油管段由於管柱內（nèi）徑小（xiǎo），曲線整體幅度高，接箍顯示清楚，1113m～1115m之間（jiān）是封堵器，1124m處是油（yóu）管（guǎn）喇叭口；在套管段由於（yú）管柱內徑大，曲線整體幅度低，接箍顯示清楚。圖中不僅清楚地顯示出油管和套管的接箍位置，而且（qiě）還能通過管柱內徑的變化反映出不同的管柱結構。
6、結束語
傳統磁性定位器和脈衝互感式接箍（gū）檢測器的物理基礎都是法拉*電磁感應定律（lǜ），但二者（zhě）的檢測方式不同。前者通（tōng）過儀器和井壁的相對移動，使線圈中的磁通量發生變化來（lái）產（chǎn）生（shēng）感生電動勢；後者是通過（guò）激勵線圈在管柱周身產生感（gǎn）生電流，再（zài）由感生電流產生的二次磁場在檢測線圈中產生（shēng）感生電（diàn）動勢。前者是被動的檢測方（fāng）式，後者是主動的檢測方式。測速和居中等影響前者分辨率的因素，對後者幾乎（hū）沒（méi）有影響。通過上述測井對比實（shí）驗，說明脈衝互感式接（jiē）箍檢測器有效地克服（fú）了傳統磁性定（dìng）位器存在的弊（bì）端，並在汙水（shuǐ）處理流量計測井（jǐng）儀中得到了很好的應用，是傳統磁性定位（wèi）器的更新換代產品。
關於汙（wū）水流量計的安裝規範與安裝圖 關於汙水流量計的工作原理及組成部分介紹 汙水流量計的適用範圍特點及如何選型 汙水流量計公稱（chēng）通徑與（yǔ）流量（liàng）範圍對（duì）照圖 汙水流量計電*與襯裏材料選型對照表 汙水流量（liàng）計的外形和安裝尺寸圖示與對照表 汙水流量計的故障（zhàng）檢查與分析匯總 分體式與一體式汙水流量計如何接線圖解 汙水流量計（jì）顯示波動大的原因分析 關於城市生活（huó）汙（wū）水與工業廢水的流量設計分析 用於測量各類汙（wū）水處理排水流量計種類以及選型 智能汙水處理排水流量計優缺點及產生誤差的原因分析 智（zhì）能汙水（shuǐ）管（guǎn）道排水（shuǐ）計量表好（hǎo）與（yǔ）壞有哪7個（gè）重要的檢查要領 影響dn250汙水流量計精（jīng）度的因素有哪三（sān）個方麵 明（míng）渠分體式汙水流量（liàng）計在供水（shuǐ）流（liú）量測量中的縮頸變徑運用分析 dn25汙水管道流量計在自控儀表係（xì）統中的防幹擾策略 如何測量dn25汙水流（liú）量計電*與所測液體介質接觸電阻值 影響漿液型dn25汙（wū）水流量（liàng）計廠家測量因素及解決辦法 dn25汙水專（zhuān）用流量計的特點及與自來水電磁水表的區別 dn250汙水流量計（jì）的（de）結構原理與安裝（zhuāng）注意事項（xiàng）及運行維護 一體型管道汙水流量（liàng）計在（zài）熱鉀堿溶液測量（liàng）中的安裝與使用 造紙廠汙（wū）水流量計的內（nèi）襯（chèn）如何選（xuǎn）擇及對於內襯的加工工藝介紹 造紙（zhǐ）廠汙水排放計量表廠家（jiā）指導分體式傳感器檢定校準方法（fǎ） 造紙（zhǐ）廠汙水排放（fàng）計量表監測數據有效性判別技術研究 關於（yú）國產（chǎn）紡織汙水流量計價格（gé）產業如何提升研發短板的思路 紡織汙水流量計價格在安裝與使用過程中不當操作導（dǎo）致的 正確處理紡織（zhī）汙（wū）水流量計測量過程（chéng）中液體均勻混合問 dn65汙水流量計勵磁係統硬件研製 智能型電磁（cí）汙水流量計（jì）和超聲流量計在汙水處理廠的應用 關於幾種常用的生活汙水流量計價格的性能比較
汙水處理流量計測井儀用（yòng）於聚（jù）合物驅注（zhù）入剖麵（miàn）測井，在（zài）油田生產開發（fā）中發（fā）揮著重要作用。然而，在汙水處理流量計測井中磁性定位器不能錄取到（dào）合格的磁性定位曲線，這個問題多年來一直是困擾在從事汙水處理流量計測井的現場（chǎng）操作人（rén）員和從事汙水處理流量計測井資料解釋人員的一個難題。為了解決（jué）這個難題，我們從磁性定位器的測井（jǐng）原理入手，找出磁性定位器在電磁（cí）流量測井工（gōng）藝中所存在的弊端。傳統磁性（xìng）定位器采用磁鋼（gāng）加線圈的方法，通過儀器相對井（jǐng）壁移動，實現在接（jiē）箍位置檢測線圈中的磁場（chǎng）重新分布，被動地使接收線圈產（chǎn）生感生電動（dòng）勢，從而達到檢測接箍的目的，這種方法受測速和儀器居中等因素的影響而無法克服。脈衝互感式接箍檢測器（qì）采用主動的脈（mò）衝磁激勵互感方法，達到檢（jiǎn）測（cè）套管接箍（gū）的目的。這種方法受測速和居中的影響很小，不僅滿足一般測井的（de）需要，也比較適用於電磁流量測井工藝中。
1、傳（chuán）統磁性定位器測井原理
常規（guī）磁性定位器是由兩個永久磁（cí）鋼和一（yī）個檢測線圈組成，當儀器沿井身移動（dòng）時，由於儀器周圍介質的磁阻（zǔ）發（fā）生變（biàn）化，使通過（guò）線圈的磁力線（xiàn）重新分布，磁通密度發生變化，使線圈（quān）中產生感應電動勢（shì），大小根據電磁感應定律為：
即感應電動勢等於磁通量的（de）時間變化率的負值，它的大小與介質磁阻的變化、測速、磁場強度及線圈尺寸有關。
2、傳統磁性定位器存在弊端
2.1儀器居中的影響
當測井（jǐng）工藝要求下井（jǐng）儀器居中測（cè）井時，儀器距井壁有一定的距離，在測井速度一定的情況下，儀（yí）器通過接箍時檢測線圈內磁（cí）通量變化量要比貼靠井壁時（shí）的磁通量變化（huà）量小，線圈輸出感（gǎn）生電動勢的幅度低（dī），減小了信噪比，降低了磁（cí）性定位器對接箍（gū）的分辨率。
2.2管柱內徑的影響（xiǎng）
同樣（yàng）是在居中和測井速度一定的情況下，在直徑大的管柱內測井時，線圈中磁通量的變化（huà）量要比在直徑小的管柱內小，線圈輸出的感生電動勢幅度降低，輸出信號（hào）的信噪（zào）比小，接箍的分（fèn）辨率差。
2.3測井速度的影響
不管是貼（tiē）近井壁的測井工藝還是居中（zhōng）的測井工藝，如（rú）果測井速度（dù）快，磁（cí）性定位器通過接箍時，其線圈內部磁通量變化率大，輸出感生電動勢高；反之測井速度慢，磁通量變化率小，輸出感生電動勢（shì）低（dī）。因此，測井速度不同、磁性（xìng）定位器的分辨率也不（bú）同。
在測（cè）井過程中，當管柱狀況、測井速度、靠近井壁和（hé）儀器居（jū）中等因素發生變化（huà）時，這種磁性定位器（qì）對接箍的分辨（biàn）率也隨之發（fā）生變化（huà），改（gǎi）變了信噪比，影（yǐng）響測井（jǐng）資料的質量。這就是磁鋼加線圈檢測方（fāng）法的弊端所在。
3、脈衝互感式接箍檢測器測井（jǐng）原理
脈衝互感式接（jiē）箍檢測器的（de）物理基礎是法拉*電（diàn）磁感應定律，其檢測方法是：給傳感器激勵（lì）線圈提供一個直流電脈衝，在脈衝維持期，激勵線圈周圍（wéi）產生一個穩定磁場，當直流（liú）脈衝（chōng）停（tíng）止後，這個穩定（dìng）磁（cí）場在油管和套管中便產生沿套管壁旋轉的環形感生電流，該感生電流在套管內部產生次生磁場，這個次生磁場便使傳感器檢測線圈產生一個**間而衰減（jiǎn）的感生電動勢。當激勵（lì）線圈的直流電流一定時，檢測（cè）線圈中感生電動勢（shì）的大小和線圈周圍（wéi）油管（guǎn）或套管的厚度、形狀（zhuàng）、幾何位置以及磁導率、電導率有關。當管柱的幾何位置、磁導率、電導率相對不變時，而在接箍位置管柱的形狀(厚度增加)有明顯的變化，降低了磁阻，增加了沿套管壁旋轉的（de）環形（xíng）感生電流強度，由感生電流產生的次生磁（cí）場（chǎng）強度（dù）加強，提高了檢測線圈中感生電動勢的幅度，因此對檢測線圈感生電動勢的處理和記錄，便可獲得接箍曲線。
4、脈（mò）衝互感式接箍檢測器技術特（tè）點
(1)在儀器居中和測井（jǐng）速度比（bǐ）較慢(50m/h～100m/h)的條件下（xià），該（gāi）儀器對油套管接箍具有（yǒu）較好的分（fèn）辨率，因此，可應用到低速（sù）居中的（de）測井工（gōng）藝中（zhōng）。
(2)該儀器能夠（gòu）對管柱（zhù）周身狀況進行（háng）檢查，能夠定性地給出管柱的變形、腐蝕、裂縫、管壁（bì）厚度和內徑變化（huà）等信息。(3)適應於範圍較寬的測井速度(50m/h～1200m/h)。
(4)適應於管柱直徑:50mm～320mm。
(5)適應於管壁厚度:3mm～12mm。
5、測（cè）井對比試驗
為了能充分說明脈衝互感式接箍檢測器在汙水處（chù）理流量（liàng）計中的應用效（xiào）果，我們分別在三種（zhǒng）不同管（guǎn）柱類型的井中進行了測井對比試（shì）驗。試驗過程是先用帶有磁性定位器的汙水處理（lǐ）流量計進行測井，磁性定位器用模擬（nǐ）量輸出；然後（hòu）用脈衝互感式接箍檢測器替換汙水處理（lǐ）流量計計中的磁性（xìng）定位器，檢測器用正脈衝輸出，分別以100m/h、500m/h、800m/h和1200m/h的測速進行（háng）測井，錄取（qǔ）多條曲線。從測井結果看，脈衝互感（gǎn）式接箍（gū）檢測器分辨率比較高（gāo），曲線重複性比（bǐ）較好（hǎo）。
5.1在套管井中測井對比試驗
圖（tú）1是在拉15-丙XXX套管井中的測井曲線對比圖。
測井條件是（shì）套（tào）管內徑124.6mm，平均測速90m/h，儀（yí）器居中測（cè）井。圖1中右側是原磁性定（dìng）位器測井曲線（xiàn），左側是用（yòng）脈衝互感式接箍檢測器替換汙水處理流量計中（zhōng）磁性定位器後的測井曲線。左側曲線（xiàn）套管接箍顯示清楚，管外扶正器也從曲線中顯示出來，在799m～803m之間是（shì）個套管短接。右側曲線有幹擾，接箍（gū）多處丟失，如果沒（méi）有對比是（shì）很難確定曲線（xiàn）上哪個是接箍。
5.2在配（pèi）注中（zhōng）測井對（duì）比試驗
圖2是在（zài）中40-PXX配注井中（zhōng）的測井曲線。測試條件是儀（yí）器（qì）在油管和配注工具內居中測井。左側是原磁性定位曲線，測井速度（dù）90m/h，曲線幹擾嚴重，無法辨別出接箍和工具（jù）的設置情（qíng）況。右側是更（gèng）換後的接箍曲線，測井速度1200m/h，在 997m以上是油管段，各接箍位置清楚，在997m以下是工（gōng）具段，各工（gōng）具顯示清楚。在1006m～1007m和1032m～1034m兩處是Φ114mm封堵器；在1016m～1018m和1043m～1045m兩（liǎng）處分別是Φ54mm和Φ56mm的配水器短接，因其內徑小而幅度高；1018m～1023m是5個配接短接（jiē）。
5.3在籠統（tǒng）聚驅井中測井對比試驗（yàn）
圖3是在中31- PXX籠統聚驅井中的（de）測井曲線。測試條件是井內既有油管又有套管。在1124m以上是內徑為62mm油管段 ，以下是內徑為124.6mm的套管段，儀器居中測井。左側是原磁性定位曲（qǔ）線，在油管段測（cè）速是900m/h，曲線有部分幹擾；在套管（guǎn）段測（cè）速是90m/h，接箍曲線幅度低，部分接箍不能確定其具體位置。右側是更換後的接（jiē）箍曲線，測井速度 100m/h，在油管段由於管柱內（nèi）徑小（xiǎo），曲線整體幅度高，接箍顯示清楚，1113m～1115m之間（jiān）是封堵器，1124m處是油（yóu）管（guǎn）喇叭口；在套管段由於（yú）管柱內徑大，曲線整體幅度低，接箍顯示清楚。圖中不僅清楚地顯示出油管和套管的接箍位置，而且（qiě）還能通過管柱內徑的變化反映出不同的管柱結構。
6、結束語
傳統磁性定位器和脈衝互感式接箍（gū）檢測器的物理基礎都是法拉*電磁感應定律（lǜ），但二者（zhě）的檢測方式不同。前者通（tōng）過儀器和井壁的相對移動，使線圈中的磁通量發生變化來（lái）產（chǎn）生（shēng）感生電動勢；後者是通過（guò）激勵線圈在管柱周身產生感（gǎn）生電流，再（zài）由感生電流產生的二次磁場在檢測線圈中產生（shēng）感生電（diàn）動勢。前者是被動的檢測方（fāng）式，後者是主動的檢測方式。測速和居中等影響前者分辨率的因素，對後者幾乎（hū）沒（méi）有影響。通過上述測井對比實（shí）驗，說明脈衝互感式接（jiē）箍檢測器有效地克服（fú）了傳統磁性定（dìng）位器存在的弊（bì）端，並在汙水（shuǐ）處理流量計測井（jǐng）儀中得到了很好的應用，是傳統磁性定位（wèi）器的更新換代產品。
上一篇：關於汙水（shuǐ）管道流量（liàng）計的（de）選用的注意（yì）事項