油田注水井在單井計量中存在著高壓、污水回注、井下返吐等現(xiàn)象，注水井流量計現(xiàn)場故障問題逐漸增多，通過對注水井流量計現(xiàn)場中出現(xiàn)的無流量顯示、流量波動系數(shù)大、零點不穩(wěn)、測量值與實際值不符等現(xiàn)象的實踐分析，摸索出了行之有效的檢測和處理方法。

0.引言

油田開發(fā)注水是老油田重要的開采工藝，為確保注入水量的準確性，注水井流量計的性能尤為重要。 隨著油田開發(fā)后期，地層吸水性能變差，注水壓力逐步提升，部分區(qū)塊壓力已經(jīng)提升到了３０ＭＰａ以上，直接影響到了原有注水井流量計使用的穩(wěn)定性。 由于回注的污水中含有較多的油、泥沙、膠體、細菌、有機物、氣體，具有腐蝕性強，結垢快的特點。造成了注水井流量計工作環(huán)境日趨惡劣，各種隱性故障頻繁出現(xiàn)，為確保注水井流量計準確、安全的使用，本文對現(xiàn)場中常見故障的判斷及消除方法進行了探索。

１.注水井流量計工作原理及常見故障

注水井流量計經(jīng)歷了差壓式流量計、螺翼式流量計的發(fā)展，目前以磁電式流量計為主。 磁電流量計是在殼體內放置一個與被測介質流向垂直的梯形柱體感應發(fā)生體，其下游的磁鋼產(chǎn)生強磁場，磁力線穿過管道，當介質流經(jīng)感應發(fā)生體時，在下游兩側交替產(chǎn)生出兩列規(guī)則的旋渦，切割磁力線感應出頻率相同的電動勢，經(jīng)前置放大器放大，變成標準電信號輸出。 在日常注水中，注水井流量計故障原因主要有無流量顯示、流量波動系數(shù)大、零點不穩(wěn)、測量值不準等現(xiàn)象組成。

2.無流量顯示故障及排除

注水井流量計無流量顯示，主要是電源供電電壓不足、傳感器故障、信號連接線故障、前置放大器損壞、主電路板損壞等原因引起，可從以下幾個方面進行檢查、排除。

２.１ 傳感器無輸出信號

檢查流程壓力，確認進口壓力高于出口壓力，采用聽、摸、檢查確認流程中有流體流過，可通過互換法對傳感器進行檢測。

將故障的注水井流量計表頭拆卸下，取一完好的表頭，安裝到表體上，將原有的表頭流量系數(shù)輸入到新表頭中，觀察是否有流量顯示。 如果有流量顯示，則可判斷為表頭故障，對表頭進行進一步檢查。 如果無流量顯示， 需對傳感器進行進一步檢查。 傳感器信號連接線為兩線制，分別檢查信號連接線對表殼殼體的絕緣性，檢查傳感器阻值是否同正常值一致。 如果絕緣性或者阻值異常，可以判斷為傳感器故障，需要對傳感器部分進行更換或者修理。

２.２ 傳感器有流量信號

如果有流量顯示，則說明傳感器無故障，需要對原有表頭進行檢測。 檢查供電電源，注水井流量計采用供電電池，單節(jié)電池電壓在１.３Ｖ 以上，電池盒電壓在 5.２Ｖ 以上時，可以認為供電電源無問題，如果電壓低于 5.２Ｖ 時，應對電池進行更換。 檢查信號電纜是否接觸良好， 信號連接線是否存在破損、腐蝕現(xiàn)象。 檢查電路板是否存在腐蝕、氧化、水垢等現(xiàn)象。 如果發(fā)現(xiàn)以上現(xiàn)象時，需要對表頭進行更換修理。

3.流量波動系數(shù)大的故障及排除

注水井流量計的波動系數(shù)受壓力變化影響，也受工藝和其他因素的干擾，流量波動系數(shù)大會影響操作人員調水操作，影響到控制注入水量，可從以下幾個方面檢查、排除。

３.１ 壓力變化引起的流量波動

流量計安裝在泵出口，由于管道匯管頭部易造成氣泡聚集，易引起流量波動。 流量波動同壓力波動成正比，通過現(xiàn)場監(jiān)測，管道壓力在 １７ ～１９ＭＰａ波動，壓力波動系數(shù)為 １１.１％時，流量計在 １.６4 ～１.８７ｍ３ ／ｈ，流量波動系數(shù)為 １３.１％。

因此，在發(fā)現(xiàn)注水井流量計波動系數(shù)大時，應及時檢查管道壓力的波動系數(shù)，如果管道壓力波動系數(shù)大，則可懷疑流量波動是由管道壓力波動引起的。

３.２ 固體雜質引起的流量波動

流體中存在著較大的焊渣、膠狀物體等固體顆粒時，由于感應發(fā)生體處于管道中間，造成較大顆粒物質無法通過，卡堵在感應發(fā)生體前，在高壓水的沖刷下，引起兩列旋渦不規(guī)則，從而引發(fā)流量波動系數(shù)大。 有部分磁性較強物質，吸附在強磁鐵管道附件上，也會引起旋渦體不規(guī)則。 在發(fā)現(xiàn)流量波動大時，可拆卸下流量計本體上的磁鋼，用大流量沖刷流量計，消除管道內的強磁顆粒物質。 如果此方法無法消除，可停井，拆卸下流量計，清除流量計上依附的固體雜質。

在現(xiàn)場，固體雜物是造成流量計流量波動大的主要原因，尤其是新井投產(chǎn)后，流量波動大的注水井流量計基本為焊渣等固體顆粒堵塞引起。

３.３ 傳感器性能下降引起的流量波動

在實踐中發(fā)現(xiàn)，由于傳感器斷裂，傳感器護套（有聚乙烯護套或陶瓷護套）脫落、密封滲水、電極結垢、管道結垢均會造成流量波動大。 在拆卸流量計時，應對流量計傳感器及護套進行檢查，對流量計電極和管道內結垢物質進行清理，檢查電極密封部位是否有滲漏水現(xiàn)象存在。

在安裝時，由于墊片等雜物凸入管道內，造成流體改變，也會引起流量波動系數(shù)變大，可在拆卸流量計后，進行檢查、排除。

4.零點不穩(wěn)的故障及排除

在注水井停注時，注水井流量計存在著斷續(xù)流量顯示現(xiàn)象。 造成操作人員疑惑，或注入水量的誤計量。

4.１ 管擾動引起

在作業(yè)停注井中，管道已經(jīng)排空的流量計上卻顯示有瞬時流量和累計流量，在新井安裝卻未投用的流量計，甚至沒有安裝的新流量計也存在著這一現(xiàn)象。

當管道發(fā)生震動，引起管道內空氣的波動，從而引發(fā)旋渦體的產(chǎn)生，產(chǎn)生了流量信號的輸出。 這是由于磁電流量計的工作原理，決定了磁電流量計存在空管擾動現(xiàn)象。

當現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)流量計瞬時流量小于 １ｍ３ ／ｈ 流量時，可懷疑為空管擾動。 將注水井流量計小流量信號設置為 4 ～１０Ｈｚ，將注水井流量計管道內注滿水，關閉上下游閥門，消除震動，或將流量計表體完全沉沒在靜止的水中，流量計瞬時流量和累計流量如果回零則可認為是空管擾動，和流量計質量無關。

4.２ 信號短路引起的零點不穩(wěn)

由于注水井流量計信號連接線破損，或電極內部絕緣層破壞，造成短路。 當發(fā)現(xiàn)瞬時流量為較大流量時， 甚至為上限流量時， 可懷疑為信號短路引起。

可拆卸下表頭，在沒有外界信號輸入情況下，表頭應無瞬時流量和累計流量，如果仍然有，說明表頭電路或元器件存在故障。

當表頭無瞬時流量和累計流量顯示時，可懷疑信號連接線短路造成輸出，檢查傳感器密封部位是否存在滲水痕跡，檢查傳感器的對殼絕緣性，檢查信號連接線是否存在破損現(xiàn)象。

5.測量值不準與實際值不符的故障及排除

校準完畢的注水井流量計會出現(xiàn)測量值與實際值不符的異常現(xiàn)象，若這種現(xiàn)象在校準后仍然存在，可考慮與流量計故障有關。

5.１ 供電電壓不足引起

由于供電電壓不足，無法驅動流量計電路正常工作，測量值逐漸低于實際值，趨勢隨時間而變化，在大的瞬時流量時，測量值與實際值偏差更大。 更換供電電池，可以有效的消除此問題。

5.２ 傳感器折斷引起

在空管中打開閥門，迅猛的水頭易形成水錘，給管道中的阻礙物造成迅猛沖擊。 由于信號發(fā)生體位于電極前端，正面水頭無法對電極構成威脅。 但當井底返吐時，迅猛的水頭及攜帶的雜物從后部極易將電極打斷，造成流量計測量值同實際值不符。

在現(xiàn)場中，如發(fā)現(xiàn)測量值較小且嚴重偏離測量值，可懷疑傳感器電極被打斷。 可打開（ 或減?。?/span> 進水閥門，增大（ 減?。?/span> 注入水量，如流量瞬時值無明顯變化，可懷疑電極被打斷。

在操作時，發(fā)現(xiàn)井口壓力高于進口壓力時，應及時關閉閥門，防止井底回吐。 在流量投用時，應先緩慢打開進口閥門，待流量計段管道充滿水時，再緩慢開啟出口閥門。 禁止先開出口閥門，后開進口閥門的操作。

5.３ 信號短路、斷路、阻值增大引起的測量不準

由于注水井壓力逐步提高，使用時間較長的流量計傳感器密封部位會逐步失效，在高壓水霧的作用下，傳感器輸出線路絕緣層會逐漸被腐蝕、損壞，從而造成短路、斷路，阻值增大，引起測量信號失準現(xiàn)象。

通過拆卸流量計，測量輸出信號線的絕緣性和阻值，可以及時發(fā)現(xiàn)問題所在，通過修理，恢復測量的準確性。

６.結束語

通過不斷地摸索注水井流量計使用中存在的故障行為，采取針對方法，可以有效地提高注水井流量計的完好率，確保注水工作科學、準確的進行。