[摘要]油田(tián)井下外流道式(shi)電磁流量計 在(zài)油田注水井和(he)注聚井中應用(yong)廣泛，電極作爲(wei)電磁流量計✔️的(de)關鍵部件,它的(de)設計非常重要(yao)。電極的設計要(yào)考慮的方面非(fēi)常多,而油田井(jǐng)下被測介質成(chéng)分又非常複㊙️雜(za),因此應根據具(ju)體的井下被測(ce)介質成分通過(guò)試驗來💘确定與(yǔ)之相匹配的㊙️電(diàn)極材料。
1引言
　　油(you)田開發後期,爲(wei)了提高石油采(cai)收率，普遍采用(yòng)了注水,注聚合(he)物等采油工藝(yì)措施。在實施這(zhè)些工藝措施的(de)過程中，注入物(wu)多少(流量)的控(kong)制非常重要,注(zhù)入物流量測量(liang)的精⛱️度是油田(tian)完成分層注水(shui)(聚合物)、實現☂️原(yuán)油高産穩産非(fei)常重要的指标(biāo)。外流道🙇🏻式井下(xia)電磁流量計由(yóu)于結構上無阻(zu)🥵礙被測介質流(liu)動的節流件,不(bu)會發生管道堵(du)塞、磨損等問題(tí).測✔️試正确率基(ji)本不受流體密(mì)度、壓力.溫度、粘(zhān)度、雷諾數等的(de)影響,在油田🐉注(zhu)水井特别是注(zhu)聚井中得到㊙️廣(guang)泛的應用。
2工作(zuo)原理
　　電磁流量(liàng)計 是利用法拉(la)第電磁感應定(ding)律的原理來測(ce)量導電液💞體❤️體(tǐ)🌂積流量的儀器(qì)。根據法拉第電(diàn)磁感應定律,當(dāng)一導體在磁場(chǎng)中運動切割磁(cí)力線時,在導體(tǐ)的兩端即🐉産生(shēng)感生電勢e,其方(fāng)向由.右手定則(ze)确定,其大小與(yu)磁感應強度B,導(dǎo)體在磁場内的(de)長度L以及導😍體(tǐ)的運動速度v成(chéng)正比，如果B,L,v三者(zhě)互相垂直,則。與(yu)此相仿,我們把(ba)管道内流動的(de)導電液體看成(cheng)是導體運動,當(dang)管道置于🌈磁場(chǎng)内,在垂直于磁(cí)場方向和流速(su)方向安裝兩個(ge)與液體接觸的(de)電極🌈，當導電液(ye)體🌈在管道中以(yi)流速v流動🈲時，導(dao)電流體就切割(ge)磁👄力線,則兩電(diàn)極之間也将産(chan)生感應電動勢(shi):E=BLv
 
L爲電極之間的(de)距離。
　　從式(1)可以(yi)看出,流速v與感(gǎn)應電動勢E成正(zheng)比,與電極之間(jian)的距🧑🏾‍🤝‍🧑🏼離L和磁感(gǎn)應強度B成反比(bǐ)，與其它物理參(can)數無關。在磁感(gǎn)應強度B恒定和(hé)電極之間的距(ju)離L不變時,隻要(yao)測量⭕出感應電(dian)動勢E,即可得到(dao)液體流速及流(liú)量。
3電極設計要(yao)點
3.1導電性和非(fei)導磁性
　　通過電(dian)磁流量計的工(gōng)作原理可知電(diàn)極上要産生感(gǎn)應電❗動勢,首先(xiān)電極必須是導(dao)體,因此電極必(bi)須具有非常好(hǎo)的導電性能。另(ling)外,電極處于工(gong)作磁場中,爲防(fang)⚽止磁力線在電(diàn)極上集💜中,電極(ji)材料必須是非(fei)導磁的。
3.2耐腐蝕(shí)性
　　在電磁流量(liàng)計工作的過程(cheng)中,電磁傳感器(qì)部分隻有電極(jí)與被測介質相(xiang)接觸,因此電極(jí)材料的耐腐蝕(shi)性能是選擇電(dian)極材料🏃‍♀️的重要(yào)因素。
　　電極的耐(nài)腐蝕性能對測(ce)試性能的影響(xiǎng)主要分爲兩個(ge)方面。
(1)電極受被(bèi)測介質的腐蝕(shi)或磨損,會改變(biàn)兩電極間🐅的距(ju)離L。對式的L求偏(pian)導,可以得到測(ce)量誤差
 
(2)電極在(zài)被腐蝕的過程(cheng)中,電極上會出(chu)現相當大的直(zhí)📞流漂移電壓,使(shi)測量輸出産生(shēng)大幅度的波動(dong),影響到測試的(de)讀數。
3.3電極的表(biao)面效應
　　電極的(de)表面效應分爲(wèi)表面化學反應(ying)、電化學和極化(hua)現象✌️,以及電極(jí)的觸媒作用三(sān)個方面。
(1)表面化(huà)學反應。電極表(biao)面與被測介質(zhì)接觸後,爲了抗(kàng)拒被測介質的(de)腐蝕,往往會形(xíng)成一層薄的鈍(dùn)化膜或氧化層(ceng)。它‼️們可能會提(ti)高電極表面的(de)耐腐蝕性能,但(dan)也有可☁️能增加(jia)表面接觸電阻(zǔ)🔴,導緻儀器不能(neng)正常工作。
(2)電化(huà)學和極化現象(xiàng)。由于目前普遍(biàn)采用低頻矩形(xíng)波勵磁,雖⭐然能(néng)減弱極化電勢(shi)的影響,但并不(bú)能完全消除極(jí)化電勢幹擾的(de)影響。極化電勢(shi)與液體介質性(xìng)質以及電極材(cai)料性質有關。電(diàn)化學現象容易(yi)在測量過程中(zhong)産生漿液噪聲(sheng)🐉和流動噪聲,引(yin)起儀💃🏻表輸出出(chu)現波動現象。爲(wèi)了避免或減小(xiao)這個現象，可選(xuan)配與被測液體(tǐ)電化學和極化(huà)電勢作用小的(de)材料以及低噪(zao)聲電極。
(3)觸媒作(zuò)用。被測介質在(zài)電極的觸媒作(zuò)用下産生化學(xue)反應而💛影🧡響測(cè)量。
3.4電極的表面(mian)光沽度
　　電極接(jiē)觸被測介質的(de)表面對于粗糙(cāo)度要求非常高(gāo),一般🔱都🥰應該抛(pao)光處理。主要原(yuan)因有三個方面(miàn):表面光滑的金(jin)屬在電解質中(zhōng)抗腐蝕性能較(jiao)強;表面粗糙的(de)金屬,其産生的(de)抗拒極🤟化的氧(yǎng)化保護膜厚度(du)不均勻,容易被(bei)顆粒狀、纖維💋狀(zhuang)等流體中的雜(zá)質劃破，造成變(biàn)❗動的直流電位(wèi),影響測量的穩(wěn)定性;表面粗糙(cao)的電極容易在(zai)測試過程中被(bèi)被測介質中的(de)雜質污🍓染,表面(miàn)容易被雜質附(fu)着結垢，影響測(cè)試效果。
4井下應(ying)用環境分析
4.1注(zhù)水驅油
　　注水驅(qu)油是油田應用(yong)時間最早，也是(shi)應用最多的-.種(zhǒng)提高石油采收(shōu)率的方式。理論(lun)上往井下注人(rén)的水的水質🤟比(bi)較好,但💜是由于(yú)井下環境複雜(za)，導緻注水井中(zhōng)💘液體的成分很(hen)複雜。除了水之(zhī)外,在高溫高壓(ya)的過程中還溶(rong)解了地層中的(de)各種鹽類和氣(qì)體🌈,水中含有大(da)量HCO3、S02-4.C和CO2-、Mg2+.Sr2+,Ba2+等易結🔴垢(gou)的離子。同🔴時水(shui)中還含⭕有大量(liàng)的懸浮的固體(tǐ)顆粒，直徑爲1~100um。
4.2注(zhu)聚合物驅油
　　聚(jù)合物驅油的基(jī)本原理是通過(guò)提高注人流體(ti)的黏度,調👈節油(yóu)藏中油水兩相(xiàng)的流度比,達到(dào)擴大波及體積(ji)的🈲目的。聚合👄物(wù)驅油用到的主(zhu)要聚合物爲聚(jù)丙烯酰胺(簡稱(chēng)PAM)、生物♻️聚合物(黃(huang)胞.膠)和梳形抗(kàng)鹽聚合物(改💛性(xìng)的聚丙烯酰胺(àn))。
4.3化學複合驅油(yóu)
　　化學複合驅油(you)又叫三元複合(hé)驅油,主要利用(yòng)堿.表面活性劑(ji)和聚合物的協(xié)同效應.較大幅(fú)度地提高原油(you)采收率。其🔴中三(sān)元體系中的堿(jian)和表面活性劑(jì)均屬于特殊的(de)腐蝕性介質。
5結(jié)論
　　油田井下外(wài)流道式電磁流(liu)量計電極的設(she)計要考👈慮的因(yīn)素非常多,需要(yào)根據具體的井(jǐng)下應用環境✊來(lai)确定。文中對電(diàn)磁流量計電極(ji)設計中需要注(zhù)意的地方進行(háng)了🔱詳細的😘分析(xī)和📞論述,同時對(duì)油田井🐕下應用(yòng)環境進行了簡(jian)單的介紹,對于(yú)油田井下環境(jing)中應用的♊外流(liú)道式電磁流量(liang)計電極的設計(ji)具有一定的參(cān)考意義。

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