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新聞詳情
便攜式固井施工流量儀表的探討及分析現(xiàn)在油氣勘探、開發(fā)已進(jìn)人重要時期,深井、特殊工藝井、復(fù)雜井等固井施工作業(yè)量逐年增多,固井施工難度越來越大,對固井質(zhì)量的要求越來越高。固井施工現(xiàn)場指揮必須隨時掌握各項(xiàng)參數(shù)和各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的工作狀況,并及時準(zhǔn)確地發(fā)布作業(yè)指令,達(dá)到對參與施工各個環(huán)節(jié)統(tǒng)一指揮,確保固井施工的順利進(jìn)行。固井計量是固井施工過程中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié),固井施工參數(shù)計量的準(zhǔn)確性直接影響到固井地面施工成功率和固井質(zhì)量。 1固井施工參數(shù) 固井施工主要參數(shù)是否達(dá)到設(shè)計要求直接影響到固井質(zhì)量的優(yōu)劣,實(shí)時監(jiān)測固井施工流量、壓力和水泥漿密度三個主要參數(shù),及時按設(shè)計進(jìn)行調(diào)整控制,有利于提高固井施工水平,確保固井質(zhì)量。 1.1流量監(jiān)測 采用渦輪流量計,它具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、抗震性能強(qiáng)等特點(diǎn)。但渦輪流量計的流量系數(shù)只在一定范圍內(nèi)近似為常數(shù),其測量范圍為0.3 ̄5.OmVmin,誤差小于2%。 1.2壓力及密度監(jiān)測 采用的陶瓷壓力變送器具有很強(qiáng)的耐磨損、抗沖擊特性,零點(diǎn)和量程正負(fù)遷移可調(diào),采用信號剝離技術(shù),對傳感器溫度漂移跟隨補(bǔ)償,穩(wěn)定性好,線性度優(yōu)于〇.1%。陶瓷膜片特強(qiáng)的耐腐蝕性,可與絕大多數(shù)的介質(zhì)直接接觸,受溫度影響極小,其受力面做成平面結(jié)構(gòu),從而徹底消除堵塞現(xiàn)象。密度計主要安裝在水泥車上,便于操作人員觀察及時調(diào)整水泥漿的密度。 1.3二次儀表 它對各參數(shù)傳感器信號進(jìn)行采集處理,并將其轉(zhuǎn)換為動態(tài)的固井施工參數(shù)顯示出來。其內(nèi)部核心部件采用高性能微處理器,對傳感器信號的非線性進(jìn)行智能化處理,除能實(shí)時顯示固井施工動態(tài)參數(shù)外,還具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存、打印等功能。同時將實(shí)時施工數(shù)據(jù)進(jìn)行編譯傳送到發(fā)射裝置,分別發(fā)送到外掛無線數(shù)據(jù)顯示屏和手持無線數(shù)據(jù)顯示器上。數(shù)據(jù)監(jiān)測調(diào)整界面如圖1所示。 2—次儀表的校驗(yàn) 由于固井儀表精度要求較高,并且在野外,綜合考慮各種因素,選用了簡單容積法進(jìn)行校驗(yàn)。 2.1工作原理 采用液位計式容積檢驗(yàn)法,對流體流量迸行檢驗(yàn),具有精度高、穩(wěn)定性好、安全、易維修等優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)由兩個大小相同的水箱、水泵、兩個球閥、被測渦輪流量計、單流閥等組成。液位計式容積檢驗(yàn)圖如圖2所示。 2.2校驗(yàn)流程 渦輪流量計校驗(yàn)工作流程如圖3所示。 3固井施工作業(yè) 3.1流量計操作前的準(zhǔn)備 1)將渦輪流量計連人管匯,接好,砸緊,信號放大器旋人一次儀表窗口,放大器應(yīng)擰緊,連接二次儀表與一次儀表之間的信號線,信號線擺放合理,不架空,留2 ̄3m余地a 2)打開二次儀表電源,檢查儀器供電是否正常,標(biāo)準(zhǔn)情況下,供電電壓應(yīng)保持在+12V。 3)連接一次儀表信號線與放大器,用繞線機(jī)校驗(yàn),1500脈沖儀表顯示為0.021m3為正確。 4)壓力傳感器安裝在水泥頭專用接口上,用專用數(shù)據(jù)線與二次儀表連接。5)對講機(jī)電量充足,報量及時,聲音清晰、準(zhǔn)確。 3.2操作 1)流量校驗(yàn)。打開儀表電源,綠燈亮為工作狀態(tài),按下SET鍵不動,超過2s后儀表顯示主菜單,按?鍵到系數(shù),流量系數(shù)默認(rèn)值為07400,按▲調(diào)整設(shè)定值,校正完畢,按下A/M鍵,校正系數(shù)生效。 2)清除累積量。按下SET鍵不動,超過28后儀表顯示主菜單,按?鍵到清1或清2,選擇“是”則累積流量被清零。 3)在工作過程中進(jìn)行設(shè)定系數(shù)操作時(即更改系數(shù)),在操作完成前,儀表仍按原設(shè)定值進(jìn)行計數(shù);當(dāng)按下A/M鍵后,儀表即按照新設(shè)定的系數(shù),接著原數(shù)值(即原累計流量值)繼續(xù)工作。有時在工作過程中,要觀察某一路的轉(zhuǎn)換系數(shù),可進(jìn)人菜單選CP項(xiàng)下相應(yīng)的系數(shù),如不想修改系數(shù),則直接按A/M鍵,此時并不影響儀表的工作。 4)結(jié)束操作。施工結(jié)束后,回收一次儀表,沖 洗干凈?;厥招盘柧€,切忌生拉硬扯。按下存儲結(jié) 束鍵,記錄、存儲施工數(shù)據(jù);關(guān)閉儀表電源。 4二次儀表常見的異常及其處理 固井施工現(xiàn)場用的儀表主要完成井口壓力、人井液體流量和密度三個參數(shù)的計量和顯示。 壓力傳感器多為應(yīng)變片式,用久了會發(fā)生零點(diǎn)漂移和應(yīng)變片脫落,會造成壓力無法顯示,此時可以觀察施工水泥車上的壓力表來判斷井口壓力,井口壓力一般情況下要比水泥車壓力表顯示的壓力低l ̄2MPa。密度可以觀察水泥車上的質(zhì)量密度計,并結(jié)合施工現(xiàn)場情況來確定和控制入井水泥漿密度。施工現(xiàn)場使用的流量計絕大多數(shù)是渦輪流量計,在施工時常發(fā)生以下幾種異常問題: 1)二次儀表顯示的排量高于實(shí)際排量,這是由于計量液體中有雜質(zhì)(如膠墊、石塊等)造成過流面積減小,渦輪轉(zhuǎn)速虛高。 2)二次儀表顯示的排量低于實(shí)際排量,這是由于計量液體中有雜質(zhì)(如絲袋線、小鐵片、塑料袋等)纏卡住葉輪,使渦輪轉(zhuǎn)速虛低。現(xiàn)場施工技術(shù)員要參考非常初測得排量、水泥車排量和大泵排量來判斷正確的排量,要綜合考慮各方面因素,以免造成固井施工事故。 3)—次儀表在進(jìn)行數(shù)次固井施工作業(yè)后,計量精度已經(jīng)滿足不了固井施工的要求了,應(yīng)對一次儀表進(jìn)行定期校驗(yàn),及時更換磨損了的葉片和軸承。 4)對施工現(xiàn)場流量計量范圍考慮不全面,會導(dǎo)致計量精度不高,原因是渦輪流量計的計量范圍分為高精度區(qū)域、正常使用區(qū)域、擴(kuò)大使用區(qū)域和低流量區(qū)域,要充分考慮現(xiàn)場施工流量計量范圍,然后選擇流量計,保證計量作業(yè)大部分在高精度區(qū)域。 5)施工現(xiàn)場作業(yè)時,當(dāng)用渦輪流量計計量特種水泥漿體系和鉆井液體系時,計量不準(zhǔn)確,這是因?yàn)闇u輪流量計的計量數(shù)學(xué)模型與被測介質(zhì)的物理性質(zhì)(介質(zhì)密度、介質(zhì)黏度)有關(guān),測量不同類型的液體時,要選用不同的流量系數(shù),才能保證較高的計量精度。 6)—般井隊(duì)泥漿泵的缸套是170mm,柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速是1250r/min,二次儀表的顯示流量是2.0 ̄2.lmVmin。若泥漿栗的缸套是180mm,柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速是1250r/min,二次儀表的顯示流量是2.2 ̄2.3m3/min。二次儀表系數(shù)的調(diào)整要考慮到泥漿的性能、泥漿泵的上水是否平穩(wěn)等因素。 5結(jié)束語 通過對便攜式固井施工流量計的引人和應(yīng)用的探討,既有效地保障了我們固井地面施工數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率和固井質(zhì)量,也能使操作人員對流量計有更深入的了解,從而更快捷、熟練地掌握并運(yùn)作,更出色地完成每一次的固井任務(wù)。 |