阻抗式过环空找水仪校准问题分析

姜兆宇 杨韵桐

(1.大庆油田测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163513;2.东北石油大学 黑龙江 大庆 163318)

0 引 言

阻抗式过环空找水仪是大庆测试技术服务分公司实现高含水测量专门研究的仪器［1］，已取得良好效果［2］。通过调研发现，绝大多数文献［3、4］是阻抗式过环空找水仪原理、结构和应用情况，目前还没有校准影响因素方面的相关文献，为了实现提高阻抗式过环空找水仪校准效率，通过现场边校准边维修找出了校准的影响因素。

1 维修过程中遇到的问题

阻抗式过环空找水仪在整个维修过程中校准前发现典型问题9 项，校准过程中共发现典型问题5 项，发现问题统计表见表1。

从表1 可以看到，仪器故障主要集中在集流伞总成，涡轮流量计、含水率计三个主要部件，下面将对出现的故障进行总结分析。

2 集流伞布宽度对校准精度的影响

2.1 集流伞布宽度对校准精度的影响

目前使用的伞布宽度在186 mm，宽度偏小，伞筋穿出孔开口偏上，伞筋穿出孔开孔位置偏移。伞布宽度过小将无法达到技术文件规定的集流伞开度，即开伞后，伞布与套管规接触长度达不到30 mm ～50 mm，会造成较大漏失，在日常工作中还发现因集流伞伞布过小而导致的流量校准不合格的情况［5］。同时，伞布过大也会因伞布无法绷直而导致漏失量大。如图1 所示为伞筋穿出孔开口偏上，图2 中下面集流伞的伞布明显比上面集流伞的伞布大3 mm ～4 mm。图3 中可以看出由于集流伞偏大导致大量液体从上面两个伞筋中间流过。

表1 仪器校准前后故障统计表

图1 伞筋穿出孔开口偏上

图2 伞布大小对比图

图3 集流伞偏大导致漏失

在维修过程中还发现了因集流伞伞筋穿偏导致集流伞漏失量大的情况。在工作过程中进行含水率标定时发现仪器混相值输出频率偏低。观察井筒时发现仪器集流伞存在较大的漏失，集流器与仪器传感器总承筒子连接处有大量油泡漏失。观察和拆卸仪器后维修时，发现集流伞在缝合处伞筋出口存在偏孔，导致伞筋穿偏，使集流伞部分伞布无法绷直造成明显的漏失，如图4所示。图4 为同一个集流伞两个不同角度下拍摄的，从右图中可以清楚地看出由于伞筋穿偏导致的集流伞漏失。原因为在穿集流伞伞布缝合处的伞筋时往往会有两个孔，如果穿其中一个孔，会使另外一侧的流道变大，造成大量液体漏失。建议在穿集流伞缝合处伞筋的时候，尽量选择趋于居中的进行穿伞筋，如找不到比较居中的孔，对集流伞进行重新开孔。

图4 伞筋穿偏导致的集流伞漏失

在检查仪器过程中首先发现集流伞宽度不够大，可以发现在仪表室的伞布宽度不一致，186 mm ～195 mm 不等。

2.2 伞布大小不一的主要原因是标准不统一

经过资料搜集，目前与阻抗式过环空找水仪组装维修相关的标准共有五项:

JW/DLTS 202 -2010 阻抗式产出剖面测井仪组装操作规程;

JW/DLTS 528 -2010 阻抗式产出剖面测井仪检验规程;

JW/DLTS 502 -2007 阻抗式含水率计零流量检验方法;

Q/SY DQ3056 -2010 阻抗式产出剖面测井仪(HK)

Q/SY DQ0427 -2005 阻抗式过环空组合测井仪维修、校准、及现场操作规程

有关集流伞大小的规定，涉及集流伞宽度、周长、套管规接触段长度的规定共有以下几种说法，各标准规定见表2。

表2 各标准对集流伞开度规定统计

从表1 中可以看出这几项标准对集流伞布宽度的要求共有两个区间范围，一个是:207.5 mm ～210 mm，另一个是:196.25 mm ～199.39 mm。这两个区间范围没有交集。可以看出各个标准的不统一为集流伞开度的调节带来问题，同时集流伞伞布出厂宽度的不一致导致了集流伞开度不具有统一性，各种集流型仪器如果不能达到集流效果，那么会大大影响流量测量准确性。结合现场实际情况，无论哪一种规定给出的标准都偏大，使用宽度为190 mm ～193 mm 的集流伞在124.5 mm 的套管规中调节开度使伞片紧贴套管壁，接触段长度达到35 mm～40 mm，就可以在模拟井筒中获得很好的集流效果，同时也导致限位开关位置接近极限，无法有效固定，集流伞电机在开收伞末端工作电流过高的情况。因此通过试验认为在加工集流伞伞布时伞布宽度应控制在190 mm ～193 mm。

3 含水率计故障对校准精度的影响

含水率计故障有含水率计接线错/接线断;含水静态刻度不合格;全水值输出频率异常。

全水值输出频率过高。含水率标定过程中发现仪器全水值输出频率偏高与全水值一致。在拆卸仪器过程中发现仪器含水率计内部有两根接线软管。怀疑是接线软管吸附聚集油泡，油泡无法排除导致仪器全水值输出频率偏高，如图5 所示两根接线软管在含水率计内部。

图5 含水率计内部的接线管

4 中心管密封程度

图6 中心管尺寸的测量

在试验的过程中发现，中心管密封程度严重影响仪器校准的合格率，原因在于不同批次的中心管和薄壁筒配合起来会有偏差，测量尺寸如图6 所示。通过灌水和透光发现薄壁筒与中心管配合间隙较小的有较好的封闭效果，在仪器标定过程中全水值输出波动小，反之仪器全水值输出波动大。在试验的过程当中有两种方法可以检查中心管密封程度，其一可以在阳光下看中心管与薄壁筒是否有光从其缝隙中漏出;其二可以通过灌水试验，如果有大量的水从中心管和薄壁筒的缝隙中漏出，说明中心管的密封程度不好。在对仪器校准后获得的含水率图版进行研究发现，薄壁筒与中心管封闭效果好的仪器在大流量下含水指数曲线较为平直，封闭效果较差的仪器大流量含水指数存在上翘的情况，通过对图版进行分析，认为这是在大流量下仪器全水值输出偏高导致的。

5 结论与建议

本文总结了阻抗式过环空找水仪在校准过程中遇到的故障及其相应的维修方法，为以后快速的找出故障点进而进行相应的维修提供技术参考。通过现场边校准边维修，找到了影响校准效率的主要因素:集流伞布大小、含水率计故障、中心管薄壁筒密封程度。伞布宽度在190 mm ～193 mm、集流伞开度与套管规接触段长度在30 mm ～50 mm 比较合适，中心管与薄壁筒装完伞不透光时比较合适。建议将现有的关于阻抗式过环空找水仪组装维修的五项标准进行统一规范，制定出适合现场实际维修校准的新标准，提高阻抗式过环空找水仪的校准效率。

［1］刘兴斌.井下油/水两相流测量［D］.哈尔滨工业大学博士学位论文，1996.

［2］胡金海，刘兴斌，张玉辉，等.阻抗式产液剖面测井仪［J］.石油科技论坛，2011.49(01):62 -64.

［3］胡金海，刘兴斌，张玉辉，等. 阻抗式含水率计及其应用［J］.测井技术，1999，23(增刊):511 -514.

［4］黄春辉，胡金海，单宏宽，等.提高过环空测井解释精度的方法研究［J］.石油仪器，2011，25(4):73 -75.

［5］柴金刚，王纯玲，胡金海.阻抗式过环空找水仪含水率现场问题及建议［J］.石油仪器，2010，24(5):67 -69.