孔板流量计在油田精细注水中的应用

0 引言
新疆石西油田作业区的油田注水长期使用普通的电磁流量计，这种流量计虽然可以较为准确地计量注水井的瞬时流量和累积流量，但却无法对瞬时流量进行控制，如果人工操作不及时，就会出现注水偏差的情况，从而大大影响注水精度。根据这种情况，石西油田作业区引进带流量控制功能的精华智能流量计，对现有的注水计量系统进行技术改造。
1孔板流量计
1.1 组成及工作原理
孔板流量计由流量计、电动调节阀、智能控制器组成，。流量计采用的是孔板流量计。

智能控制仪具有流量转换和流量控制的功能。智能控制仪将检测到的流量值和设定值进行计算比较，当系统流量和设定流量不一致时，启动电动调节阀，使流量逐步接近设定值（在允许的误差范围），达到流量控制的目的。
1.2 选型
（1）流量计结构形式：根据配水间原有的管线结构，依照方便人员观察操作的原则，角式结构和水平结构的流量计都要用到。
（2）口径及连接方式：原有配水间连接流量计的管径为25mm，应保持一致，连接方式为法兰连接。
（3）承压：目前作业区注水总压力最大为20MPa，为了保证安全，要求流量计承压在25MPa 以上。
（4）流量范围确定：量程根据作业区各区块注水现状，不低于6m3/h。
（5）输出信号：作业区自动化设备型号较多，新老产品都在使用， 所以要求能输出多种信号， 包括4～20mA 电流信号、脉冲信号、RS-485 信号。
依照这些要求， 最终选定ABG仪表集团的孔板流量计。
1.3 孔板流量计安装要求
（1）孔板流量计应安装于无应力的管线内，不应受到管线热胀冷缩及震动的影响， 要求留有安装、拆卸、检修、操作的空间，环境无强磁场的影响。
（2）孔板流量计可安装在水平或垂直的进水管道中，其前直管段长度为10DN，后直管段不作要求。介质流向应与壳体上的流向一致。
（3）如果介质杂质过多，应在孔板流量计前安装过滤器。
（4）为了便于装置的维护和周期检定，应在进水口和出水口安装截止阀和放空阀。
2孔板流量计的特点
（1）自动进行流量控制。孔板流量计可以根据设定值自动进行流量控制，控制精度达到1%FS，实现了油田的精细注水，而且改变了过去人工调节注水量的状况，节省了人力物力。
（2）支持多种信号远传。方便接入各种自动化设备，实现了流量和状态的远传监测，为生产提供及时准确的数据。
（3）提高了抗干扰能力。电动执行机构是逐级调节流量，可过滤扰动信号，解决了注水泵启动、管线震动等对流量计量的影响。
（4）采用高减速比的涡轮副，在需要手动调节的时候，可以使操作变得灵活轻松，减轻操作人员的劳动强度。
（5）孔板流量计和调节阀可分离，便于流量计的周期检定。
（6）具备红外线遥控功能，能方便地设定和查看流量参数。
3 问题及分析处理
（1）在使用过程中陆续发现有孔板流量计表头控制板烧坏的现象，查看控制电路板上的元器件，均为电阻或可控硅烧毁。经过和厂家人员的沟通，确定原因是有的注水井的注水泵压和单井注入压力之间的压差过大， 导致经过传感器探头电极产生大电流，烧毁控制电路板。厂家随后对产品进行了升级，将最大承受压差从6MPa 上调到8MPa， 同时采取抗干扰措施，控制电路板烧毁的现象再未出现过。
（2）莫北3号站配水间有两口注水井发现在关闭上、下排注水阀门的情况下，孔板流量计有流量显示。检查后发现整个站区接地不良，智能流量计外壳带电，导致信号放大电路板受到干扰，产生错误的流量显示。经过沟通，厂家对信号放大电路板进行重新设计，加入接地电阻，更换新的信号放大电路板后故障排除。
（3）孔板流量计的电动阀检查出现不能自动调节的状况。经现场查看，原因是操作人员不熟悉电动阀的工作原理，手动调节电动阀时，开、关到位后任然使劲转动电动阀手轮，导致电动阀过扭矩。只要手动将电动阀调回到正常范围，再切回自动控制，就可恢复。
4 结语
该新型孔板流量计在石西油田作业区得到了广泛应用，取得了良好的应用效果，各项性能指标均达到要求。虽然在刚开始应用时遇到一些问题，但是都得到了很好的解决。目前该孔板流量计运行稳定，满足了油田精细注水的需要。