油田汙水回注是合理開發和利用水資源、節能環保的有效途徑。汙水回注量是否合適關係到地層結構的優化
，油層壓力的恢複和保持，直接影響油田采收率
，因此汙水流量計的準確性十分重要。油田現場汙水流量計拆卸較困難，往往又沒有備用流量計，因此現場通常采用超聲波流量計在(zai)線(xian)校(xiao)準(zhun)法(fa)。近(jin)幾(ji)年(nian)隨(sui)著(zhe)油(you)田(tian)對(dui)汙(wu)水(shui)計(ji)量(liang)的(de)重(zhong)視(shi)，超(chao)聲(sheng)波(bo)流(liu)量(liang)計(ji)現(xian)場(chang)校(xiao)準(zhun)方(fang)法(fa)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)，同(tong)時(shi)也(ye)暴(bao)露(lu)了(le)該(gai)流(liu)量(liang)計(ji)準(zhun)確(que)性(xing)不(bu)高(gao)的(de)問(wen)題(ti)。本(ben)文(wen)結(jie)合(he)超(chao)聲(sheng)波(bo)流(liu)量(liang)計(ji)原(yuan)理(li)和(he)現(xian)場(chang)應(ying)用(yong)經(jing)驗(yan)，通(tong)過(guo)現(xian)場(chang)試(shi)驗(yan)和(he)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)對(dui)超(chao)聲(sheng)流(liu)量(liang)計(ji)在(zai)汙(wu)水(shui)流(liu)量(liang)計(ji)校(xiao)準(zhun)中(zhong)的(de)適(shi)應(ying)性(xing)進(jin)行(xing)了(le)討(tao)論(lun)。
1 超聲波流量計原理 超聲流量計在汙水流量計校準中適應性的討論
常用的超聲波流量計有2種原理：時差法和多普勒法。
1.1 時差法原理
   超聲波信號在流體中
，順流時信號傳播速度快

，傳播時間短；逆ni流liu時shi信xin號hao傳chuan播bo速su度du慢man，傳chuan播bo時shi間jian長chang，利li用yong超chao聲sheng波bo信xin號hao在zai流liu體ti中zhong順shun逆ni流liu方fang向xiang聲sheng波bo信xin號hao傳chuan播bo時shi間jian存cun在zai差cha值zhi
，即ji時shi差cha，可ke以yi計ji算suan出chu流liu體ti流liu量liang。時shi差cha法fa較jiao適shi於yu測ce量liang純chun淨jing液ye體ti，有you較jiao多duo氣qi泡pao的de液ye體ti或huo懸xuan浮fu物wu會hui阻zu礙ai聲sheng脈mai衝chong正zheng常chang傳chuan播bo，導dao致zhi不bu能neng正zheng常chang測ce量liang。
1.2 多普勒法原理
   超聲波信號在傳播路徑上遇到微小浮遊物（懸浮物質或微小氣泡）而被散射，超聲接收器能夠接收散射後的超聲波信號。發射信號頻率受多普勒效應的影響後變為不同的接收信號頻率，2個頻率之差與流體流速有確定的數量關係，由此可以計算出流體流量。多普勒法流量計不能測量清潔的流體
，僅能測量約50mg/L以上濁度的流體。同時多普勒法測量精度低於時差法，一般為2.0級，即2%滿量程誤差（2%F.S.）。
2 超聲波流量計使用注意事項
   jinjinian，suizhechaoshengboliuliangjizaiwushuiliuliangjizaixianxiaozhunzhongdeyingyongyuelaiyuepubian，liuliangjizhunquexingbugaodewentiyezhujianbaoluchulai，yuanyinzhuyaoshicaozuobuguifanheliuliangjizishenwenti。
2.1 操作不規範
   管道方麵，技術人員經常不按照標準操作規程進行操作，例如未準確測量管道外徑、周長、壁厚、接觸溫度等，這些參數都會對超聲流量計的原始數據修正產生重要影響。
   安裝方式方麵，技術人員經常不按照管道大小和信號強度選擇安裝方式，往往選擇流量計的默認雙聲程模式。正確的安裝方式為：在大管道和複雜環境中應采用單聲程；在小管道和信號特強的情況下選擇多聲程。
   安裝位置方麵，技術人員往往隨意放置超聲探頭，且不確認管道汙水是否滿管這一重要的測量條件。正確的安裝位置為：應選擇管道的水平中間位置放置探頭
；隻有在管道滿管的條件下才能進行準確測量，流體向上流的垂直管道能保證滿管流。
   除此以外，現場的管道內襯的種類和厚度等重要參數往往很難獲得，這些也嚴重影響了流量計的準確性。
2.2 超聲波流量計自身問題
   首先是時差法和多普勒法流量計的選用。時差法流量計適用於純淨液體的計量，準確度優於±1.0%；多普勒法流量計適用於濁度50mg/L以上的流體。因此，2種原理的流量計在汙水流量計校準時的選用非常重要。一般情況下
，管道中汙水較幹淨時，可選用時差法；當汙水較渾濁時，應選用多普勒法。但是汙水幹淨還是渾濁在現場很難被定量界定

，因此選用這2種原理的流量計沒有通用方法可遵循

，導致流量計自身計量不準確，更談不上校準汙水流量計了。
   其次超聲波接收也存在缺陷。超聲波由於是通過在管道中發射和接收超聲信號來測量流體流量的，所以管道材質對超聲的折射、流體中雜質對超聲的反射和散射、流體中隨機存在的氣泡和雜質的含量高低都會對測量產生不穩定的影響。油田汙水中含有不少的原油、砂礫、氣泡
、化學藥劑等，管道內環境十分複雜和多變，嚴重影響了測量的精度。
   針對超聲波流量計在汙水流量計在線校準中準確性不高的問題。在近一年的的時間裏，使用26台檢定合格的汙水流量計作為參考流量計，對4台超聲波流量計進行了現場在線校準，通過大量的試驗和數據分析，討論超聲波流量計在汙水流量計校準中的作用。
3.1 流量計的選擇
   為了使試驗具有代表性，便攜式超聲波流量計選用某國外知名廠商的時差式A型
、多普勒B型，國內知名廠商的時差式C型
、多普勒D型各1台，均檢定合格且在檢定周期內。26台汙水流量計為檢定合格後第1次使用的，且在檢定周期內。
3.2 試驗注意事項
   本試驗嚴格遵循超聲波流量計附帶的使用說明及本文中第3章提到的注意事項。試驗中流量計安裝的管道的直管段符合“前十後五”的規定。試驗中所選安裝流量計的管道為近1年內的新管道，盡量避免因管道內壁腐蝕導致超聲信號接收質量不高的問題。
3.3 試驗內容
   首先將汙水流量計分別安裝到汙水管線中
，然後將汙水流量計作為參考流量計與便攜式超聲波流量計進行數據比對
，比對內容為60min內的累積流量。
為(wei)了(le)分(fen)析(xi)時(shi)差(cha)法(fa)和(he)多(duo)普(pu)勒(le)法(fa)流(liu)量(liang)計(ji)在(zai)不(bu)同(tong)渾(hun)濁(zhuo)程(cheng)度(du)的(de)汙(wu)水(shui)中(zhong)的(de)計(ji)量(liang)準(zhun)確(que)性(xing)，試(shi)驗(yan)中(zhong)在(zai)數(shu)據(ju)比(bi)對(dui)的(de)同(tong)時(shi)進(jin)行(xing)同(tong)管(guan)道(dao)的(de)汙(wu)水(shui)采(cai)樣(yang)，采(cai)樣(yang)周(zhou)期(qi)為(wei)5min，試驗結束後將12次水樣放入樣品桶後攪拌均勻，由光學濁度計測試汙水濁度

，本試驗設定濁度小於50mg/L的為一般水質

；濁度≥50mg/L的為較差水質。
   試驗數據見表1，其中流量表示汙水流量計60min內的累計流量；A、B、C、D分別為4個型號的超聲波流量計在60min內的累計流量
；排名為與同一台汙水流量計比對的4台超聲波流量計的誤差按從小到大的順序。
表1中，“——”表示超聲波流量計因接收信號差而不顯示累計流量

，誤差>20%的超聲波流量計累計流量表示因接收信號質量差導致的儀器測量錯誤。對表1中的數據進行分類處理，以便得到一般和較差水質2種情況時4台流量計的誤差統計。表2和表3分別為為一般和較差水質時的流量計誤差統計。
表1 超聲流量計與汙水流量計試驗比對數據

   從表2和表3發現，試驗中水質一般（濁度<50mg/L）的情況下
，時差法流量計的有效數據（誤差<20%）為13個

，占總試驗數據（32個）的40.63%；不顯示的情況有4個

，占總試驗數據（32個）12.5%的。水質較差（濁度≥50mg/L）的情況下，多普勒法流量計的有效數據（誤差<20%）為4個，占總試驗數據（32個）的12.5%；該類型流量計不存在不顯示的情況。
當管徑較大時（流速>300m3/h），在2種水質情況下，流量計僅有1次有效測得數據，占此情況下實驗數據（20個）的5%。
同時，表2和表3也驗證了時差法流量計僅適合測量較純淨的流體
，而多普勒法流量計僅適合測量渾濁（濁度≥50mg/L）的流體。
表2 一般水質時流量計誤差統計

表3 較差水質時流量計誤差統計

3.4 試驗結論及建議
通過本試驗的數據分析，得出結論：
1）2種zhong原yuan理li的de超chao聲sheng波bo流liu量liang計ji均jun不bu適shi用yong於yu在zai線xian校xiao準zhun汙wu水shui流liu量liang計ji。因yin管guan線xian中zhong情qing況kuang複fu雜za，雜za質zhi和he氣qi泡pao儀yi表biao在zai流liu量liang計ji測ce量liang區qu域yu內nei隨sui機ji出chu現xian，時shi差cha法fa流liu量liang計ji在zai一yi般ban水shui質zhi中zhong的de有you效xiao數shu據ju（誤差<20%）僅占40.63%，多普勒法流量計在較差水質中的的有效數據（誤差<20%）僅占12.5%
，遠遠低於國家標準。
2）大(da)管(guan)徑(jing)汙(wu)水(shui)管(guan)線(xian)因(yin)流(liu)體(ti)複(fu)雜(za)不(bu)適(shi)合(he)采(cai)用(yong)非(fei)接(jie)觸(chu)式(shi)流(liu)量(liang)計(ji)測(ce)量(liang)。大(da)管(guan)徑(jing)中(zhong)汙(wu)水(shui)分(fen)層(ceng)流(liu)動(dong)，且(qie)雜(za)質(zhi)和(he)氣(qi)泡(pao)在(zai)儀(yi)表(biao)測(ce)量(liang)區(qu)域(yu)內(nei)隨(sui)機(ji)出(chu)現(xian)
，明(ming)顯(xian)增(zeng)大(da)了(le)測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)的(de)概(gai)率(lv)。
   建議油田的汙水流量計在條件允許的情況下還是需要送到實驗室進行檢定。

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