[摘要(yào)]渦輪流量(liàng)計 是固井(jing)作業中不(bu)可缺少的(de)工具,由于(yu)使用過程(chéng)的不可見(jiàn)性,往往會(huì)出現很多(duo)問題。針對(duì)渦輪流量(liang)計在固井(jǐng)作業中出(chu)現的問💋題(tí)進行總結(jie)分析，并對(duì)渦輪變送(song)👈器在使用(yong)過程中出(chu)現的特殊(shu)響聲做了(le)細🔞緻研究(jiū),最📐終找到(dào)了♋問題的(de)症結所在(zài),提出針對(dui)性🔞的改進(jin)措施👌,爲儀(yí)器的現場(chang)使用和後(hòu)期維護提(tí)供建設性(xing)意見🚶,有效(xiao)保障了儀(yi)器在固井(jing)作業過程(cheng)中的良好(hǎo)表現。
1概述(shu)
　　渦輪流量(liàng)計是固井(jing)作業中技(ji)術人員的(de)“耳目”,爲判(pan)斷井下、地(dì)面㊙️施工情(qing)況提供科(ke)學依據。根(gen)據它可以(yǐ)确定注水(shuǐ)泥漿量和(hé)頂替鑽井(jing)液排量,起(qǐ)到預防憋(bie)泵、保障安(ān)全和❗提高(gao)頂替效率(lü)的作用。在(zài)注水泥漿(jiāng)過程中,渦(wo)輪流量計(jì)能測定出(chu)注水泥漿(jiang)的瞬時排(pái)量和累計(ji)總量,可以(yi)有效防止(zhi)水泥返高(gāo)不足的情(qing)況發生。在(zai)頂🙇‍♀️替✔️鑽井(jing)液的過程(cheng)中,它能測(cè)定出項替(tì)鑽井液的(de)瞬時排量(liang)和累計總(zong)量,可以防(fang)止留水泥(ní)塞事故發(fā)生印。
　　渦輪(lún)流量計由(yóu)渦輪變送(song)器和二次(ci)儀表組成(chéng),當被測液(ye)體經過渦(wō)輪變送器(qì)時,渦輪變(biàn)送器内的(de)葉輪借助(zhù)❤️液體的動(dong)能旋轉2)。此(ci)時，葉輪葉(ye)片使檢出(chu)裝置中的(de)磁💃路磁阻(zǔ)發生周期(qi)性變化,在(zài)檢出線圈(quān)兩端💛感應(ying)出頻率與(yǔ)流量成正(zhèng)比的電脈(mò)沖信号,經(jīng)放大🏒器放(fang)大後通過(guo)數據線傳(chuán)輸給二次(cì)儀表。
2.儀器(qì)常見故障(zhang)分析與解(jiě)決方法

故(gu)障現象	可(kě)能原因	解(jiě)決辦法
打(dǎ)開開關後(hòu)儀器無反(fan)應	(1)儀器沒(méi)電或保險(xiǎn)絲熔斷 (2)儀(yi)器自身有(yǒu)問題	(1)接通(tōng)電源或更(geng)換保險絲(sī) (2)檢修儀器(qi)
顯示儀表(biǎo)對校驗”信(xin)号有顯示(shì)但對流量(liàng)信号無顯(xiǎn)示	(1)放大器(qi)與放大器(qi)座接觸不(bú)好,或者放(fang)大器的磁(ci)頭✌️磁性弱(ruò) (2)放大器有(you)故障或損(sǔn)壞 (3)信号線(xian)插頭與放(fàng)大器接觸(chù)不好或者(zhe)信号線插(cha)頭不幹淨(jìng) (4)信号傳輸(shū)線開路或(huò)短路 (5)葉輪(lun)被雜物卡(kǎ)住或葉輪(lún)偏離水平(ping)中心線.無(wu)法轉💘動	(1)重(zhong)新插好放(fang)大器，并且(qie)擦拭幹淨(jing) (2)更換放大(dà)器 (3)将信号(hao)線插頭仔(zǎi)細擦拭幹(gàn)淨 (4)維修或(huò)更換信号(hao)傳輸線 (5)更(geng)換渦輪變(bian)送器
儀器(qi)顯示數值(zhi)不穩:計量(liang)不正确,偏(piān)差大	(1)實際(jì)流量超出(chū)儀表的計(jì)量範圍或(huò)流量不穩(wen)定 (2)儀表系(xi)數K設置有(yǒu)誤 (3)葉輪挂(guà)上纖維等(děng)雜質 (4)泥漿(jiāng)内有氣泡(pao)存在 (5)渦輪(lun)變送器旁(pang)有較強的(de)電磁場幹(gan)擾 (6)渦輪變(biàn)送器導向(xiàng)架及軸嚴(yan)重磨損,或(huò)者橡膠軸(zhóu)承㊙️破裂無(wu)法支🈲撐軸(zhóu)在水平線(xian)上轉動! (7)渦(wo)輪變送器(qì)電纜屏蔽(bi)層或其他(tā)接地導線(xian)與線路地(di)線斷☁️開或(huo)接觸不良(liang)	(1)使被測流(liu)量與渦輪(lun)變送器的(de)測量範圍(wéi)相适應，并(bìng)穩🔞定流量(liang) (2)使系數K設(she)置正确 (3)清(qing)洗渦輪變(biàn)送器 (4)待穩(wen)定後取測(cè)量值 (5)盡量(liang)遠離千擾(rao)源或采取(qu)屏蔽措施(shi) (6)更換“導向(xiàng)架”或“葉輪(lún)軸"“橡膠軸(zhóu)承" (7)接好信(xìn)号線,或者(zhe)更換信号(hao)線

3渦輪流(liú)量計使用(yòng)時出現的(de)異常響聲(shēng)分析
　　由于(yú)渦輪變送(song)器使用時(shí)葉輪在不(bú)鏽鋼殼體(ti)内部🤟做高(gāo)速旋轉，隻(zhī)能從排量(liang)的變化以(yi)及産生的(de)響聲判斷(duàn)其是否正(zhèng)常工作，而(ér)響聲産生(sheng)的原因主(zhu)要有以下(xia)幾點:一是(shi)前導向架(jià)未固定住(zhu);二是橡膠(jiāo)軸承變形(xing)或破裂;三(san)是軸與鋼(gang)珠彈子的(de)間隙不合(he)适[5)。
3.1前導向(xiàng)架未固定(ding)
　　前導向架(jià)的側棱與(yǔ)殼體内壁(bì)存在細微(wēi)的間隙，如(ru)果前📱導向(xiang)架的三角(jiao)爪與台階(jie)面存在細(xì)微間隙，在(zai)泥漿🏒的沖(chong)擊下三角(jiǎo)爪便會撞(zhuàng)擊台階面(miàn)，此時響聲(sheng)✏️中能聽💛出(chu)在前🔅台階(jiē)面有輕微(wei)的撞擊🧡聲(shēng)和刮擦聲(shēng)。
　　三角爪撞(zhuàng)擊台階面(mian)一段時間(jian)後，使三角(jiǎo)爪邊緣呈(chéng)斜坡型，壓(yā)🤟環失去固(gù)定前導向(xiang)架的作用(yòng)，前導向架(jia)便在台階(jie)🔞面上來回(hui)撞擊🧑🏽‍🤝‍🧑🏻摩擦(ca)台階面,使(shi)台階面出(chū)現凹槽，此(ci)時在殼體(ti)前部分會(hui)✍️聽到連續(xu)刺耳的響(xiǎng)聲。
3.2橡膠軸(zhóu)承變形或(huo)破裂
　　當前(qian)導向架未(wei)固定住或(huò)軸太短時(shí)，葉輪在泥(ní)漿沖擊力(lì)的作用下(xia)偏離水平(píng)線旋轉，導(dao)緻支撐軸(zhou)的橡☔膠軸(zhóu)🌂承受力不(bú)👉平衡。鑒于(yú)泥漿的溫(wen)度很高，在(zài)不平衡應(yīng)力長時間(jian)作用下，橡(xiàng)膠軸承很(hen)容🔱易變形(xing)甚至破裂(liè)。而葉輪邊(bian)緣與渦輪(lun)變送器殼(ke)體之間的(de)間隙❄️很小(xiao)，其内壁相(xiàng)互刮擦,使(shi)葉輪邊緣(yuan)嚴🈲重磨損(sǔn)，此時在安(ān)置放大🔆器(qì)處能聽到(dao)連續的刺(cì)耳響聲,在(zài)變送器殼(ké)體内壁能(néng)清晰的看(kan)✂️到刮痕。
　　正(zheng)常磨損的(de)橡膠軸承(cheng)的中心孔(kǒng)很均勻，呈(chéng)比較規則(zé)的圓,僅直(zhí)徑比新的(de)大。當軸輕(qīng)微偏離水(shui)平線旋轉(zhuan)時🥰就會在(zai)軸承的某(mǒu)方🐅向上留(liu)下擠壓的(de)痕迹;若是(shi)軸嚴重偏(piān)離水平線(xiàn)旋轉，橡膠(jiāo)軸承♌承受(shòu)的應力過(guo)大就會導(dao)緻其破裂(lie)，使得軸失(shī)去水平🚶‍♀️支(zhi)撐，與前後(hou)導向架還(hái)🛀有不鏽鋼(gāng)殼體内壁(bi)直接接觸(chu)，葉輪、軸和(hé)導向架内(nei)⛹🏻‍♀️壁的嚴重(zhòng)磨損(圖12),産(chǎn)生連續的(de)刺💛耳響聲(shēng)。
 

　　由圖1可看(kàn)出非正常(chang)磨損的導(dǎo)向架與新(xin)導向架内(nèi)壁🆚的♻️差異(yi)。這是軸偏(pian)離水平線(xian)與導向架(jia)直接作用(yòng)的結果;由(yóu)圖2可🐇看出(chū)軸的磨損(sǔn)情況，正常(cháng)磨損的軸(zhou)其前後端(duan)大小變化(hua)不大，隻是(shi)長短有變(bian)化，而非正(zheng)常磨損的(de)軸因過度(dù)🥵磨損而呈(cheng)現錐形。
 
　　渦(wō)輪變送器(qi)是由軸高(gao)速旋轉切(qiē)割磁感線(xian)産生感應(yīng)電流，所以(yǐ)保證軸在(zài)任何時候(hòu)都能平穩(wen)地旋轉至(zhi)關重要。在(zai)調節軸與(yǔ)鋼👨‍❤️‍👨珠彈子(zi)之間的間(jian)隙時,盡✨量(liang)使軸與彈(dan)子🌐的間隙(xì)在1~2mm。若間隙(xì)太小，軸旋(xuán)轉的阻✏️力(lì)大,不能正(zhèng)确測量小(xiao)排量時😍的(de)流量;若間(jian)隙太大，當(dāng)排量變化(huà)時，軸不能(neng)保🔅持在水(shui)平位置旋(xuan)轉，導緻🐇橡(xiang)膠軸承變(bian)形🐇甚至破(po)裂，葉輪🔅容(róng)易刮擦不(bú)鏽🌂鋼殼體(tǐ)内壁産生(sheng)異常響聲(sheng)。
　　在放置前(qian)後鋼珠彈(dan)子時有技(jì)巧，技巧在(zài)于大彈子(zi)🐉放在前導(dao)向架裏，小(xiǎo)彈子放在(zai)後導向架(jia)裏。在測排(pái)量時，由于(yu)排量從小(xiǎo)到穩📧定有(you)個過程,葉(ye)輪和軸會(hui)受到朝斜(xié)上方和向(xiàng)前的推力(lì)🥵,此時後導(dǎo)向架裏的(de)橡膠軸承(chéng)通過自身(shen)變形釋放(fang)軸受到向(xiang)上的力。若(ruo)是後導向(xiàng)架裏的鋼(gāng)珠彈子太(tai)大，軸插入(ru)橡膠軸承(chéng)🔞中心孔的(de)長👅度太短(duan)，橡膠軸承(chéng)容易變形(xíng)破裂。另方(fāng)面,彈子太(tài)大會造成(chéng)旋轉困難(nan)，軸長時間(jiān)作用在鋼(gāng)珠彈子的(de)同-部位,那(nà)🐕麽久而久(jiu)之軸就會(huì)在鋼珠彈(dàn)子上形成(chéng)⚽一個凹槽(cáo)。
4改進方法(fǎ)
　　綜上所述(shù)，當放置前(qián)導向架的(de)台階面凹(ao)凸不平時(shi)會産🧡生較(jiao)🈲大異響，并(bìng)對渦輪變(bian)送器的正(zhèng)常工作産(chan)生很大影(yǐng)響。
　　當前台(tai)階面出現(xian)凹槽時,常(chang)用的方法(fa)是用銑刀(dāo)将凹凸不(bú)平的🍓台階(jie)面銑平整(zhěng)，由于導向(xiàng)架的内徑(jing)、軸的長度(du)、壓環的高(gao)度限制了(le)鋼珠彈子(zǐ)的直徑，用(yòng)該🎯方法在(zài)調整軸與(yu)鋼珠🏒彈子(zi)的間隙時(shí)不好調整(zhěng)。
　　另有兩種(zhong)方法可供(gong)參考,第-種(zhong)方法是用(yòng)焊條點焊(han),将不平的(de)台階面焊(han)平。此方法(fǎ)除了技術(shù)上的困難(nán)外，即☔使焊(hàn)🌈平了,在泥(ní)漿高速的(de)沖擊下很(hen)快也會變(biàn)得凹凸不(bu)平,不能長(zhǎng)期使用。
　　第(di)二種方法(fa)是改變渦(wo)輪流量計(jì)殼體的自(zì)身結構♊(圖(tú)🔅3)。
 
　　圖(tú)3(b)是構想中(zhong)的殼體,最(zuì)大的差别(bié)是安置放(fang)大器座的(de)位置與現(xiàn)用殼體的(de)相比它們(men)不在同一(yi)圓周上，而(ér)是在同一(yi)條直線㊙️上(shang)，隻要在現(xiàn)有的殼體(tǐ)上照圖3(b)所(suo)示位置裝(zhuang)上-個放大(da)器座後就(jiu)可以🎯使用(yòng)。這樣做的(de)原因是因(yin)爲後導🏃‍♂️向(xiàng)架始終❓受(shòu)到一個向(xiàng)前的作⛷️用(yong)力,當排量(liang)變化時，後(hòu)導向架的(de)3個側🈲棱起(qǐ)到支撐作(zuò)用,由于其(qí)側棱與渦(wō)輪變送器(qì)殼體内壁(bi)的💃間隙很(hen)小,所以⛹🏻‍♀️在(zài)替漿的過(guò)程🈲中保證(zhèng)了軸不會(huì)因爲排量(liàng)的不穩定(ding)而偏離水(shui)平線旋轉(zhuǎn)。這樣💋将報(bào)廢的殼體(tǐ)重新利用(yong),節約了成(chéng)本,并保證(zhèng)了計量的(de)正确性🔴。
5對(dui)比驗證
　　除(chu)前導向支(zhī)架外，還對(dui)後導向架(jia)的不平穩(wen)是否會對(duì)渦輪流量(liang)計的正确(què)性産生影(yǐng)響進行了(le)對比驗證(zheng)。将一個後(hou)台階面不(bú)平整的殼(ké)體與後台(tái)階面平整(zheng)的殼💜體相(xiang)連接,應用(yòng)于坨128-斜74井(jǐng),該井設計(jì)3008m,除去壓🛀塞(sāi)液2.0m³,替漿量(liàng)爲34.5m³。在測完(wán)排量、設定(dìng)好這兩個(ge)殼體系數(shù)後,記錄了(le)替漿時兩(liǎng)個💞殼體的(de)每分鍾顯(xiǎn)示數值和(he)最終數值(zhi)(表2)。通過試(shì)驗對比瞬(shùn)時排量和(hé)總排量,可(ke)以發現當(dāng)安置📐後導(dao)向架的台(tai)階面不平(ping)整時,二次(cì)儀表上顯(xiǎn)示的數💘據(jù)依然能保(bao)持穩定,波(bō)動小，且💯其(qí)累計總量(liàng)和完好的(de)渦輪變☀️送(song)器相比兩(liang)者的誤差(chà)不超過1%,這(zhè)點差💛距完(wán)全可以通(tong)過精心保(bao)養和調整(zhěng)系數來彌(mi)補。因此在(zai)正常情況(kuang)下,安置後(hou)導向架💋的(de)台🚶‍♀️階面不(bú)平整時,渦(wō)輪變送器(qi)仍能達到(dao)固井時對(duì)流量計精(jīng)度的要求(qiu)。
 
6結論
(1)安置(zhì)前導向架(jia)的台階面(miàn)是否平整(zhěng)直接影響(xiang)渦輪變送(sòng)🌐器的正常(chang)工作,導緻(zhì)一系列的(de)問題出現(xiàn)。
(2)驗證了當(dāng)安置後導(dao)向架的台(tai)階面不平(píng)整時,渦輪(lun)變送器仍(réng)然能正常(chang)工作,不會(hui)出現特殊(shu)響聲。
(3)通過(guo)前面的故(gù)障與異響(xiǎng)分析,以及(jí)對比驗證(zhèng)數據,找到(dao)了症結所(suo)在。爲了使(shi)流量計能(neng)夠良好地(dì)服務于固(gu)井作業施(shī)工，根據分(fen)析結論與(yǔ)改進措施(shī)，已經完成(cheng)了部分流(liú)量計的升(sheng)級改造,并(bìng)在現場試(shi)驗與應用(yòng)過程中取(qu)得了良好(hǎo)的效果。

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