Механические расходомеры

Механические расходомеры

Механические расходомеры

Из класса механических расходомеров в скважинных измерителях применяют турбинные расходомеры.

Для контроля расхода эти расходомеры используют способ определения скоростного напора потока, при котором измеряется сила лобового давления потока на препятствие – турбинку.
В расходомере с заторможенной турбинкой под действием потока измерительная лопасть поворачивается на некоторый угол, зависящий от потока.
В наиболее распространенных скважинных расходомерах с вращающаяся турбинкой измеряется ее скорость вращения. И угол отклонения заторможенной турбинки и скорость вращения свободной турбинки зависят от скорости потока и его плотности.
Для однородного потока турбинные расходомеры являются, пожалуй, основным типом измерителей.
Однако принцип измерения скоростного напора вносит погрешность в скважинные измерения, т.к. состав, а, следовательно, масса потока на разных глубинах скважины может меняться. Более того, в случае движения компонентов потока с разными скоростями и в виде различных структур, т.е. в режиме быстрого всплывания глобул нефти в медленно текущей воде (см. Физика потока в нефтяной скважине), связь информационного сигнала турбинки и расхода потока становится еще более неопределенной.

Чтобы повысить точность измерений в скважинах с однородным потоком, предлагают осуществлять калибровку непакерованного турбинного расходомера непосредственно в исследуемой скважине, задавая контрольные точки величины расхода, проведя 2-3 спуска и подъема прибора с различными скоростями и измеряя соответствующие скорости вращения турбинки. Обычно такая калибровка проводится в полностью остановленной скважине, когда нет притока. Этот способ позволяет получить характеристику преобразования расходомера для нулевого значения скорости потока в скважине.
Но в процессе измерений добывающей скважины возникает проблема, связанная с появлением эпюры скоростей по радиусу скважины, т.е. дополнительная погрешность. Поскольку непакерованный расходомер перекрывает только часть сечения потока, причем, прилежащую к стенке колонны, то это может сильно повлиять на результаты измерений, особенно при больших расходах.
Расходомер с раскрывающейся вертушкой и пакерованный расходомер исключают погрешность, связанную с эпюрой скоростей. Но избавиться от «ухода» характеристики преобразования расхода при измерении состава потока смеси «нефть-вода» и здесь не удается. Ввести же поправку на влияющий фактор весьма затруднительно, поскольку для того, чтобы ввести поправку в результат измерения по величине влияющего фактора, надо эту поправку каким-то образом определить, а для этого нужны специальные дорогие стенды:
а) обеспечивающие создание нужной смеси;
б) варьирующие рабочую температуру;
в) позволяющие проводить испытания при высоких рабочих давлениях;
г) да еще в вертикальном потоке…
И, даже созданные влияющие факторы (состав смеси и скорости компонентов), еще надо проконтролировать, измерить.
Таким образом, измерение расхода потока смеси «нефть-вода» в скважине с помощью турбинного расходомера классическим способом, когда сертифицированный измеритель помещается на рабочее место и выдает показания с паспортной погрешностью, представляет собой нерешаемую задачу.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*