利用傳播時(shí)間之差與被測(cè)流速之關(guān)系求取流速

引言：中國油田污水回注計(jì)量是對(duì)油井進(jìn)行合理配注的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，油田污水的不合理回注與排放，不僅能使地面設(shè)備不能正常工作，而且會(huì)因?yàn)榈貙佣氯鴰砦：�，同事也�?huì)造成環(huán)境污染。那么，在油田上都用哪些油田流量計(jì)呢？
目前，在油田水計(jì)量方面，所應(yīng)用的水流量計(jì)各個(gè)時(shí)期的產(chǎn)品都有，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的使用情況，發(fā)現(xiàn)了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。也發(fā)現(xiàn)并不是新型的、先進(jìn)的儀表就可以適用所有地方，只有根據(jù)流量、流態(tài)、安裝要求與環(huán)境條件等因素，合理有效地利用各種類型的水計(jì)量?jī)x表才能發(fā)揮出它們真正的性能。如果計(jì)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確將會(huì)造地質(zhì)產(chǎn)水量、污水處理量和注水量三者不吻合的現(xiàn)象，影響了注采方案的實(shí)施，所以選擇適合流量計(jì)也是必修功課之一。

1、大慶油田采油八廠油田計(jì)量摻水、污水、清水的水流量計(jì)常用的是渦輪流量計(jì),我們先來分析下渦輪流量計(jì)
原理
被測(cè)流體沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪的轉(zhuǎn)速隨流量的變化成正比，再經(jīng)磁電轉(zhuǎn)換裝置把渦輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為相應(yīng)頻率的電脈沖，經(jīng)前置放大器放大后，送入顯示儀表進(jìn)行計(jì)數(shù)和顯示，根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)和累計(jì)脈沖數(shù)即可求出瞬時(shí)流量和累積流量。渦輪流量計(jì)的精度最高，在±0.5%~±0.1%左右，量程比1:50，可適應(yīng)高參數(shù)(高溫、高壓和低溫)，復(fù)性好，但它的檢驗(yàn)費(fèi)、維護(hù)費(fèi)和輔助設(shè)備費(fèi)(過濾器、整流器等)投入資金多。
智能渦輪流量計(jì)用途：
LY－LWGY智能渦輪流量計(jì)(渦輪流量傳感器與顯示儀表配套組成渦輪流量計(jì)）。傳感器具有精度高，重復(fù)性好，壽命長(zhǎng)操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)�？蓮V泛應(yīng)用于石油，化工，冶金，造紙等行業(yè)測(cè)量液體的體積瞬時(shí)流量和體積總量。
智能渦輪流量計(jì)特點(diǎn)：
★ 壓力損失小。
★ 具有較高的抗電磁干擾和抗震動(dòng)能力，性能可靠工作壽命長(zhǎng)。
★ 采用先進(jìn)的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)，整機(jī)功能強(qiáng)，功耗低，性能優(yōu)越。具有非線性精度補(bǔ)償功能的智能流量顯示器。修正公式精度優(yōu)于±0.02%。
★ 儀表系數(shù)可由按鍵在線設(shè)置，并可顯示在液晶屏上，液晶屏直觀清晰，可靠性高。
★ 采用EEPROM對(duì)累積流量、儀表系數(shù)進(jìn)行掉電保護(hù)。保護(hù)時(shí)間大于10年。

2、江漢油田采油二廠污水回注計(jì)量采用的是電磁流量計(jì)。
原理
電磁流量計(jì)是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，即被測(cè)介質(zhì)垂直于磁力線方向流動(dòng)，因而在與介質(zhì)流動(dòng)和磁力線都垂直的方向上產(chǎn)生—感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電磁流量計(jì)不受溫度、壓力、粘度、重度等外界因素的影響，測(cè)量管內(nèi)部無收縮或凸出部分的壓力損失，另外，流量元件檢測(cè)出的最初信號(hào)，是一個(gè)與流體平均流速成精確線性變化的電壓，它與流體的其他性質(zhì)無關(guān)，具有很大的優(yōu)越性。
電磁流量計(jì)技術(shù)發(fā)展成熟，優(yōu)點(diǎn)突出，雖然重復(fù)性不高，準(zhǔn)確度略低，但儀表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，無可動(dòng)部件，工作壽命長(zhǎng)，從安裝到使用、維護(hù)，都不需要做許多額外的工作。由于污水具有流量變化大、含雜質(zhì)、腐蝕性小及有一定的導(dǎo)電能力等特性，測(cè)量污水的流量，電磁流量計(jì)是很好的選擇。

3、勝利油田污水計(jì)量采用的是超聲波流量計(jì)。
原理
當(dāng)超聲波在液體中傳播時(shí)，探頭1發(fā)射的超聲波脈沖被探頭2所接收，同時(shí)，探頭2也發(fā)射超聲脈沖，探頭1接收，則順流方向聲波傳播速度會(huì)增大，逆流方向則減小，同一傳播距離就有不同的傳播時(shí)間，利用傳播時(shí)間之差與被測(cè)流速之關(guān)系求取流速，進(jìn)而得出流量。
工作原理超聲波按測(cè)量原理分類有：傳播時(shí)間法、多普勒效應(yīng)法等，目前廣泛應(yīng)用的是傳播時(shí)間法。
之前勝利油田使用的大口徑注水流量計(jì)，由于勝利油田還不具備檢定大口徑流量計(jì)的能力，所以許多用戶只能將儀表拆卸下來送到油田以外進(jìn)行檢定，這種方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力有時(shí)還耽誤生產(chǎn)。有的用戶因工藝流程的原因無法拆卸儀表，造成了儀表使用多年而無法檢定的狀況，因此現(xiàn)在采用了超聲波流量計(jì)。

4、四川油田水計(jì)量采用的是渦街流量計(jì)。
原理
    當(dāng)流體以一定流速流經(jīng)設(shè)置在流場(chǎng)中的旋渦發(fā)生體時(shí)，在柱體的下游產(chǎn)生一對(duì)交替出現(xiàn)的而且排列整齊的渦列(渦街)，檢測(cè)元件得到該頻率信號(hào)，經(jīng)放大、整形輸出脈沖方波，流量積算儀接受到脈沖信號(hào)，經(jīng)CPU運(yùn)算顯示流量和總量�？梢詮乃倪\(yùn)算公式分析出計(jì)量過程中，哪些因素對(duì)渦街流量計(jì)的性能影響較大。
    渦街流量計(jì)精確度對(duì)于液體大致在±0.5%~±2%之間；量程比1:20；沒有可動(dòng)的機(jī)械部件，壓損小，維護(hù)工作量小，儀表常數(shù)穩(wěn)定，不受測(cè)量介質(zhì)物性的影響。體積輕，安裝方式任意。
    在實(shí)際應(yīng)用中，往往最大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，最小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的最佳工作段，為了解決這一問題，通常采用在測(cè)量處縮徑提高測(cè)量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測(cè)量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長(zhǎng)度為15D以上的直管段進(jìn)行整流，使加工、安裝都不方便。我公司作為渦街流量計(jì)廠家研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結(jié)構(gòu)尺寸小，僅為工藝管內(nèi)徑的1/3，與渦街流量計(jì)作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對(duì)工藝管直管段的要求，安裝非常方便。

為了更好的選擇各自油田適合現(xiàn)場(chǎng)的流量計(jì)，下面對(duì)其中三種流量計(jì)進(jìn)行對(duì)比三種油田流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比。