存儲(chǔ)式電磁流量計(jì)在測(cè)井技術(shù)中應(yīng)用

針對(duì)電磁流量計(jì)在偏心分注井測(cè)試過(guò)程中存在的問(wèn)題：一是電磁流量計(jì)扶正器下井時(shí)三個(gè)彈簧片成張開(kāi)狀態(tài)，儀器在下放過(guò)程中彈簧片始終與油管內(nèi)壁摩擦，造成儀器下放阻力大，彈簧片易磨損，扶正效果不好，影響了測(cè)試成果質(zhì)量和細(xì)分注水的精準(zhǔn)性。二是流量計(jì)與配重桿連接方式為絲扣連接，儀器總體長(zhǎng)度達(dá)到了2m左右，操作工人井口取放儀器困難，存在著安全隱患。為此一方面對(duì)電磁流量計(jì)扶正器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，另一方面研制了流量計(jì)與配重桿快速連接裝置，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，效果良好，有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
河南油田為解決浮子流量計(jì)在污水中測(cè)試成功率低、精度不高的問(wèn)題，于1999年引進(jìn)了井下存儲(chǔ)式電磁流量計(jì) 。它是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理測(cè)出導(dǎo)管中液體的平均流速，經(jīng)換算求得流量。它的測(cè)量結(jié)果不受被測(cè)液體粘度、密度、溫度、壓力及其雜質(zhì)含量的影響，測(cè)量精度非常高。整套儀器由井下儀器和地面儀器組成。其中井下儀器是這項(xiàng)技術(shù)的核心部分，主要由上扶正器、電磁流量計(jì)主體、下扶正器、加重桿、導(dǎo)錐等幾部分組成。目前該儀器已在河南油田廣泛使用，取得了較好的效果，成為注水井分層流量測(cè)試的主要手段。但是通過(guò)多年的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)該流量計(jì)在結(jié)構(gòu)上還有一些不足。一是該流量計(jì)扶正器下井時(shí)三個(gè)扶正器片呈張開(kāi)狀態(tài)，在下放過(guò)程中扶正器片始終與油管內(nèi)壁摩擦，造成下放阻力較大，現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)有70%以上分注井下放儀器時(shí)需要人工送鋼絲300米-400米，測(cè)試勞動(dòng)強(qiáng)度大，同時(shí)彈簧片易磨損，使得彈簧片強(qiáng)度降低，造成扶正效果不好，影響了測(cè)試成果質(zhì)量和細(xì)分注水的精準(zhǔn)性。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)證明，井下扶正不好或強(qiáng)度不夠時(shí)井口流量與井下流量少則誤差10%，多則誤差達(dá)到50%以上，影響了測(cè)試成果質(zhì)量和細(xì)分注水的精準(zhǔn)性。二是儀器在下放過(guò)程中儀器所受合力與儀器重量成正比，與井口壓力和鋼絲截面成反比，∮2.4mm鋼絲，注水壓力達(dá)到25MPa以上時(shí)，儀器受到向上的推力達(dá)到15Kg以上，這樣就需要增加儀器的配重，保證儀器順利下放，然而增加配重后儀器整體長(zhǎng)度會(huì)增加到2m左右，操作人員井口取放儀器困難，并存在著安全隱患。為此本人重新設(shè)計(jì)了扶正器結(jié)構(gòu)，同時(shí)研制了儀器與加重桿快連接頭。
1 電磁流量計(jì)扶正器結(jié)構(gòu)改進(jìn)
1.1 結(jié)構(gòu)
為了解決電磁流量計(jì)扶正器存在彈簧片易磨損、扶正效果差，儀器下放困難等問(wèn)題，對(duì)扶正器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)：一是將原來(lái)的彈簧片由“張開(kāi)”結(jié)構(gòu)，改為主體上有能夠使彈簧片沿主體徑向打開(kāi)和收回的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)；二是增加了彈簧片的數(shù)量，由原來(lái)的3個(gè)彈簧片改為4個(gè)彈簧片，同時(shí)將彈簧片的厚度0.75mm增加到1.0mm。
1.2 工作原理
可預(yù)收緊型井下扶正器分別連接在電磁流量計(jì)的上端與下端，構(gòu)成上下扶正器，下井前用手或?qū)Ｓ檬站o工具，橫向上壓縮固定在彈簧卡座總成上4組彈簧片，在外力作用下簧片徑向收縮，在收縮過(guò)程中帶動(dòng)彈簧卡座徑向位移，撥動(dòng)滑塊，頂桿向上徑向位移，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪，當(dāng)凸輪邊緣上的球面凹坑與頂桿成水平線時(shí)松開(kāi)頂桿，頂桿下端圓球面與凸輪上的球面凹坑偶合，松開(kāi)4組彈簧片，此時(shí)彈簧片處于收緊狀態(tài)，將儀器裝入防噴管內(nèi)，打開(kāi)測(cè)試閘門儀器即可下井，如圖1所示。

下井的儀器帶動(dòng)測(cè)井鋼絲下行 [2] ，通過(guò)井下偏心配水器時(shí)，凸輪上的鎖塊克服鎖塊扭簧的扭力作用向上翻轉(zhuǎn)，儀器可以順利通過(guò)偏心配水器，當(dāng)下到井筒內(nèi)任何一級(jí)偏心工作筒下方時(shí)，地面絞車上提儀器，儀器上行經(jīng)過(guò)偏心配水器，鎖塊帶動(dòng)凸輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，頂桿球面與凸輪球面凹坑偶合脫開(kāi)，頂桿上的滑塊在彈簧片彈力作用下向下位移帶動(dòng)頂桿進(jìn)入到凸輪凹腔內(nèi)，同時(shí)扶正器上4個(gè)彈簧片在彈力作用下張開(kāi)貼附在油管內(nèi)壁上（見(jiàn)圖2）保證了儀器在油管內(nèi)居中，然后按照測(cè)試方案即可分層流量測(cè)試。

2 儀器與加重桿快連接頭研制
2.1 結(jié)構(gòu)
它由兩部分組成，一部分主要由加重桿連接短接、銷軸、彈簧、彈簧卡座、連桿組成，另一部分由上卡套組成見(jiàn)圖3所示。

2.2 工作原理
將加重桿連接短接-1、銷軸-2、彈簧-3、彈簧卡座-4、連桿-5，按照?qǐng)D4所示組裝好，連接短接-1與加重桿相連接，上卡套-6連接在下扶正器下部，按照流量計(jì)的組裝順序組裝好儀器即可下井。*先將加重桿與連接短接-1組裝部分放入井口防噴管內(nèi)，然后將上卡套和流量計(jì)部分與連桿-5對(duì)接，上卡套-6與連桿-5成90°夾角時(shí)，連桿可以從上卡套底部長(zhǎng)方形孔內(nèi)進(jìn)入到上卡套-6內(nèi)腔內(nèi)，然后向上翻轉(zhuǎn)上卡套和儀器部分，當(dāng)上卡套-6與加重桿部分成180°時(shí)，彈簧卡座-4在彈簧力的作用下進(jìn)入到上卡套-6底部擴(kuò)腔孔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了儀器與加重桿的連接，按照測(cè)試操作規(guī)程即可測(cè)試，測(cè)試完成后，需要取儀器時(shí)，*先將彈簧卡座-4向下壓縮彈簧，使得彈簧卡座-4與上卡套-6脫開(kāi)，向下翻轉(zhuǎn)上卡套-6與儀器部分，當(dāng)上卡套-6與彈簧卡座-4成90°時(shí)，水平方向向外拉儀器，即可將加重桿部分與儀器部分脫開(kāi)，分別取出儀器與加重桿部分，這樣就可降低取放儀器的高度，降低了安全隱患的發(fā)生。
2.3 儀器與加重桿快連接頭參數(shù)
總長(zhǎng)：162mm *大外徑：∮36mm 上下端連接絲扣：M30X1.5
3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
2014年8月預(yù)收緊彈簧片扶正器以及儀器與加重桿快連接頭實(shí)驗(yàn)成功后，已由四川省科學(xué)城久利電子有限責(zé)任公司批量生產(chǎn)，配套在電磁流量計(jì)上，已在河南油田偏心分注井流量測(cè)試中推廣使用，從2015年至今每年測(cè)試2500多井次，儀器下放順利，井口取放儀器方便，彈簧片的使用周期延長(zhǎng)了2個(gè)月，所測(cè)流量值與地面流量計(jì)流量值吻合率高，見(jiàn)K4003偏心分注井對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表1，從表1數(shù)據(jù)中可以看到從各個(gè)下行點(diǎn)所測(cè)取的流量數(shù)值與地面流量計(jì)流量值誤差小，達(dá)到了改進(jìn)的目的。
4 結(jié)論
（1）改進(jìn)后的預(yù)收緊扶正器代替原有的扶正器后，在所測(cè)取的流量數(shù)值與地面流量計(jì)流量值誤差大致減少了10%，特別是在井筒拐點(diǎn)處所測(cè)取的流量數(shù)值，與使用原扶正器所測(cè)取的流量數(shù)值對(duì)比減少25%，說(shuō)明了預(yù)收緊電磁流量計(jì)扶正器的扶正效果好。
（2）改進(jìn)后的預(yù)收緊電磁流量計(jì)扶正器，增加了凸輪控制裝置，儀器在下放過(guò)程中4個(gè)彈簧片呈收攏狀態(tài)，減少了在下放中與油管內(nèi)壁的摩擦，儀器下放深度超過(guò)井口10m以下，即可順利下放，降低了操作工人的測(cè)試勞動(dòng)強(qiáng)度，也降低了彈簧片磨損程度，提高了扶正效果，提高了測(cè)試成果質(zhì)量和細(xì)分注水的精準(zhǔn)性。
（3）研制的儀器與加重桿快連接頭，把原一體化連接結(jié)構(gòu)，改為分體結(jié)構(gòu)，儀器在井口防噴裝置內(nèi)放入、取出方便，在保證儀器整體長(zhǎng)度大體不變的情況下，降低了操作工人把儀器放入、取出井口防噴裝置的上舉高度，降低了在井口操作時(shí)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。