浅析 LWD-S 型磁电流量计特点与应用

目前油田注水井注水量计量大部分是采用高压干式水表，高压干式水表具有应用范围广，结构简单及安装与维修方便的特点得到广泛应用，但高压干式水表在水质较差时或维修施工后，水表高压腔内的叶轮轮会被微小杂质卡住，使传动机构扭矩增大或失灵，造成磁极传动不同步影响计量精度，同时干式水表在现场应用时，故障率频繁，突出表现为叶轮机件加工、材质不过关，叶轮损伤严重；磁钢质量不过关，磁转动机构损伤严重；致使现场水表芯子更换量大，增加维修工作量，加大材料成本投入；不能实现数据远传，不便于现场管理，因此根据注水系统现场特点及油田开发四化建设的要求，应用 LWD-S 型磁电流量计代替干式水表，解决现场中存在的问题。对避免因仪表误差影响油田注水、提高注水质量有一定的指导作用。

1 .普通高压干式水表现场应用存在问题

1.1 普通高压干式水表工作原理

普通高压干式水表工作原理是通过液体的动能使叶轮产生旋转，叶轮的旋转带动磁联轴器旋转，使磁钢产生旋转磁场，旋转磁场带动磁片转动使其计数。在流量范围内叶轮的转速可看成与流量成正比。

1.2 普通高压干式水表存在问题

1 ）注水井注入过程中压力较大，一般泵压15.5MPa 左右，油压在 12MPa 左右，压力波动时震动大，使计数器与磁钢产生空隙，水表计数器底部金属壳不平，使计数器不能完全接触磁钢，产生丢转现象，出现负偏差，这种情况较为普遍。

（2）高压干式水表塑料叶轮与中心轴高速旋转，由于塑料叶轮易磨损，影响叶轮的正常旋转，产生偏磨现象，使叶轮发卡，产生过水不转，出现负偏差。

（3）腐蚀严重使叶轮相对铜壳体间隙增大。由于注水井注入的是污水，里面不可避免有污油、杂质等对铜壳体产生腐蚀，出现因为漏失产生的负偏差。

（4）现场应用中发现配注量较高的水井水表发卡现象，当日注水量超过 200m3 时，经常出现水表过水不计数的现象。

（5）由于注水井注入的是污水，里面不可避免有污油、杂质等经常造成水表叶轮卡，导致计量不准，每月需清水表2 次，无形中增加了岗位工人的工作量。

2 LWD-S 型磁电流量计结构及工作原理

LWD-S 型磁电流量计由流量传感器和流量显示仪两部分组成，而流量传感器表壳、磁钢、及电极构成。LWD-S 型磁电流量计是根据法拉第电磁感应原理研制的。在表壳体底部放置一个磁钢产生强磁场，磁力线穿过管道，当介质流过流量计强磁场时，切割磁力线感应出脉动的电动势，用电极检出电信号，在一定的流速范围内其频率正比于流量。将电极输入高频振荡信号，该信号受流量信号调制，经调制后高频信号进入检测器、单片机进行运算与处理，准确检出流量信号，输入显示信单片机进行流量运算和功能处理。显示仪单机编有时间、日期程序，由大容量串行贮存器将每日的累积流量予以贮存，并记录该日期，累积全部日流量成为总流量，最后由液晶屏显示瞬时流量和总流量，或者可通过功能健操作、搜索、显示某日的流量。

3. LWD-S 型磁电流量计现场应用及特点

2014 年 3 月份在纯梁采油厂高青管理区选了 10 口注水井更换使用 LWD-S 型磁电流量计。在配水间直接利用原高压干式水表总成改造成 LWD-S 型磁电流量计（利用原普通高压水表总成，将原普通干式水表芯子更换为 LWD-S 型磁电流量计流量传感器）。同时选 10 口使用普通高压干式水表注水井进行鉴定对比。2015 年 3 月送采油厂技术监督中心鉴定，检定结果为，普通高压干式水表 10 块，合格 5，不合格 5 块，合格率为 50%，LWD-S 型磁电流量计 10，检定 10 块，合格10 块，合格率 100%。

LWD-S 型磁电流量计连续运行 12 个月没出现任何故障，累积流量、瞬时流量显示正常，基本误差在设计的范围之内，

较好地满足了注水井的计量要求，LWD-S 型磁电流量计现场应用效果较好。

LWD-S 型磁电流量计具有精度高，结构简单，可靠性强，周期检定方便，读数准确，互换性能好等特点，在现场应用具体体现在以下几个方面：

（1）耐腐蚀性能好、结构简单。传感器采用不锈钢材料制造，可耐强酸、强碱，适用于污水，内部无机械可动部件，不易堵塞，不会阻卡，消除了干式水表卡堵现象，解决了计量不准的问题。

（2）显示仪示值简便直观。显示仪全中文液晶显示，具有瞬时流量、总流量及日历显示，可方便记录流过仪表的液体体积数和累加总数，使岗位操作者一目了然，减少了计算量，有效提高了统计精度，调节注水量更直观，并且具有历史数据与查询检索功能，可以查询 7 年内任意日期的日流量，为油水井分析提供可靠数据。

（3）性能稳定。磁电感应的流量信号的电路采用单片机对其进行运算、控制、处理技术，能识别流量与振动数据，消除所有干扰信号，具有良好的抗震，抗干扰能力，可耐 1g 振动（压电式耐振≤0.2g）使计量性能稳定、可靠。

（4）下限流量低，量程比大，测量准确。流量计测量流速成范围为 0.3-7.5m/s，（压电式为 0.5-7 m/s）。显示仪单片机具有八段非线性流量误差修正功能和输出脉冲信号修正功能，使同口径输出脉冲数一致，解决了低配注水量的准确计量问题。

（5）互换性好，检定方便。该流量计流量传感器可与现行高压水表芯子互换，利用原普通高压水表总成，减少成本投入，该流量计流量传感器能从壳体整体拆出，给流量计的检修和周期检定工作带来方便。

（6）维护量低，使用寿命长。该流量计独特设计没有可动部件，维护点位少，故障点少，可靠性强，维护方便；集成程度较高，整体抗腐蚀性高，耐冲蚀，使用寿命长。

4 结论与认识

（1）目前应用的高压干式水表不能满足现场要求，特别是进入特高含水阶段后，层间矛盾突出，稳油控水难度加大，需要提高计量精度，加强注水井调整力度。

（2）LWD-S 型磁电流量计直接利用原高压干式水表总成改造，可以节约大量的资金及维护费用。

（3）安装工艺简单，维护点位少，减轻了维护工作量，降低了岗位人员劳动强度。

（4）提高计量准确度，为油水井分析提高可靠依据，避免因计量误差带来损失。

（5）显示仪的信号输出接线口可将流量信号外输或与微机系统联网，便于实现油田注水生产智能化计量，提高油田管理水平。

（6）LWD-S 型磁电流量计完全可以取代高压干式水表。