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消除防爆渦輪流量計振動對固井產生的影響

發布時間:2020-12-22 ??點擊次數:
渦輪流量計在固井中被廣泛地應用, 突出特點是成本低,能夠應用于泥漿、水泥漿這樣的惡劣介質中。固井一般使用水泥頭接井口, 水泥頭的幾個旁通分別接水泥漿管線、泥漿管線、壓塞液管線等, 也就是至少會使用兩個防爆渦輪流量計。
防爆渦輪流量計工作原理是測量漿體沖擊渦輪葉片, 使渦輪旋轉, 渦輪的轉速隨排量的變化變化, 即排量大, 渦輪的的電脈沖,二次表通過計算脈沖累積數和頻率, 結合流量計的脈沖當量, 即可計算出流過液體的累積量和流速。除了旋轉過程葉片會掃過磁電轉換裝置之外, 渦輪葉片的振動也能導致渦輪葉片產生掃過磁電轉換裝置的動作, 也能產生出電脈沖, 因此振動是渦輪受到干擾的一大因素。根據相應實驗過程觀察, 隨著流量計內漿體排空程度的增加, 渦輪葉片自由度也逐步增大, 渦輪受外界振動影響的幅度也會跟隨著增大, 磁電轉換裝置發出的電脈沖頻率甚至有高過于防爆渦輪流量計的排量上限幾倍的現象。
固井過程中,需要注人井口的分別由清水、泥漿和水泥漿幾種類型漿體,并且是交替方式注人,也就是在打水泥漿的時候就不打泥漿。工作過程中,總會有一條管線沒有壓力,管線內的漿體就會被逐步排空。由于水泥漿一般都是通過水泥車中的柱塞泵打壓,加注水泥漿的工作過程中管線的振動很劇烈,會對泥漿防爆渦輪流量計產生影響。因此,尋求一個消除防爆渦輪流量計振動對固井產生的影響的方法就顯得很有意義。
磁鋼放大器的工作原理是接觸于其有效范圍內的金屬物體截面積、距離發生改變,就會產生出電脈沖出來。渦輪的顫振、抖動均會產生出這個現象,而無須轉動。在加注水泥的過程中。由于靠水泥車的柱塞泵打壓,管線壓力變化劇烈,整個井口的設備都在振動,因此很容易產生這個現象。固井時,井口的水泥頭閥門組的工作性質決定了同一時間僅有一條管線打壓工作,另一條管線就不再打壓。經過實驗數據采集,得出漿體排量曲線圖(如圖2所示)。
從圖2中可以看出,水泥漿排量曲線比較穩定,紋波為0.05 m3/min,基本可以認為是渦輪的偶發跳動或者采集設備的紋波導致,水泥漿的累積流量基本形成一條直線上升。泥漿排量本應該是0 m3/min,實際曲線上可以看出很不穩定,從11: 03: 53之后,非常大能夠達到1.06 m3/min,一眼看過去就會感覺是雜亂無章的波形,泥漿的累積流量本應該是一條水平線.結果變成了一條不規則的斜線。

在固井全程的曲線中,也可以發現開始固井的時候.泥漿排量雜波較小,究其原因是剛開始固并時,泥漿管線剛泄壓,管線中還是充滿了液體,雖然振動強度雷同.但是葉片有阻尼,振幅較小.對其影響也較小。例如曲線圖的11;03: 00-11: 03: 53之間的泥漿排量沒有雜波。在港1-62-1固井過程中,水泥漿打了413澎,結果本應該是0的泥漿,卻走數了23.0 m',其影響可謂巨大.并非通過普通的濾波或切除所能排除,必須執行一個特殊算法。
在固井一個流量計工作另一個流量計停止工作的環境中,由于流量計內葉輪懸空,所產生的干擾信號非常強勁,無法使用普通的濾波方式消除干擾信號,只能通過互斥類型的軟件算法來識別出干擾信號,然后整體消除本來就沒有漿體流通的流量計的干擾信號。通過實驗驗證,使用均方差與均值比值算法,能夠很好地識別出干擾信號,并且予以剔除。本文依托于渤海鉆探固并無線數據采集科研課題研究中遇到的問題.并且通過此方法解決了問題。
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