油田高壓注水計量儀表常見故障及解決辦法

李婉君（大慶石油管理局有限公司技術監督中心）

油田高壓注水計量儀表（以下簡稱高壓注水表）是油田開發生產過程中一種重要的計量設備，其計量數據作為制定油田注水開發方案的依據，高壓注水表的使用好壞和計量準確與否直接關系到油田注水開發效果。以某油田技術檢測中心技術檢測服務區域為例，據統計該區域年檢高壓注水表達3500 余臺，其周期檢驗合格僅為70%左右，高壓注水表主要表現為使用故障率高、計量儀表損耗率高、計量誤差大等問題［1］。而統常計量儀表檢測檢驗人員不負責解決計量儀表故障和失準的維修問題，在計量儀表周期檢測檢驗過程中發現計量儀表故障或誤差超差，往往被判定為不合格，造成在用計量儀表檢測檢驗不合格率高問題。通過開展高壓注水表常見故障問題原因分析，加強油田高壓注水表使用維護和檢修技術管理，積極開展高壓注水表檢修一體化優質技術服務，提升高壓注水表檢測檢驗合格率，確保高壓注水表的計量準確度和計量儀表的完好率，減少計量儀表損耗，降低油田開發成本，實現企業提質增效，提升油田注水開發效果具有十分重要的現實意義［2-3］。為此，在調查研究的基礎上，對近年來開展高壓注水表檢修情況進行統計分析，并對高壓注水表的常見故障及解決辦法進行總結歸納和整理，以供同行作以探討。

1 油田高壓注水表的發展過程

油田高壓注水計量儀表從上世紀50 年代的孔板水銀U 型差壓計，到60 年代的高壓濕式水表，到70 年代、80 年代的CW 系列雙波紋管差壓計和膜片式差壓計，再到90 年代的新型干式高壓水表、高壓渦輪流量計、高壓渦街流量計，再到如今的新型磁電式智能流量計、高壓智能流量自控儀和高壓智能流量控制裝置的發展歷程。實踐證明，高壓渦輪流量計、高壓渦街流量計和新型干式高壓水表（電子熱水表）不適用于高壓柱塞泵流量計量［4］。隨著油田“四化”建設和智能化油田建設的推進，智能化高壓注水計量儀表已取代傳統的高壓計量儀表，也成為今后高壓計量儀表的發展趨勢。

2 高壓注水智能流量計的特點

高壓注水智能流量計充分吸收了渦輪流量計和螺翼式干式高壓水表的優點，是用于油田含油污水高壓計量比較理想的儀表。儀表主要由殼體、支架、葉輪組件、發信體（磁敏元件）、數據采集板、信號放大電路板、顯示電路板（二次儀表）等部分組成。其工作原理是當液體流過變送器時，變送器內葉輪借助液體動能產生旋轉，葉輪上磁鋼（發信體）旋轉產生磁場觸發雙穩元件（數據采集電路），產生大于1 V 的正脈沖，脈沖在半幅值時的脈寬是20 μs，此信號經數據連接線傳輸給信號放大電路，經信息放大后就地顯示流量或將采集數據信息經數據輸出接遠傳給下位機。主要特點有以下幾個方面：

1） 元器件可換性好。表芯在DN50～100、DN150～200、DN250～500 三 種 范圍內 可 以 互 換通用。

2）數據錄取準確方便。二次儀表顯示屏上顯示瞬時流量和累計流量，無需進行數值換算，能連續取準取全資料。

3） 計量準確度高。流量計計量準確度達到1級，完全能滿足油田高壓注水計量準確度要求。

4）結構簡單，維修方便。流量計零部件各部分可以拆卸，計量儀表故障維修操作方便。

5）使用壽命長，儀表質量可靠。計量儀表采用3 V 鎘鎳蓄電池，一般情況下不需更換電池，采用鋅錳電池壽命為3 年。

6）發信體信號穩定可靠。計量儀表采用固態磁敏傳感器，它靠葉輪旋轉磁場觸發本身固有磁場高速翻轉而得到信號，信號幅值與葉輪轉速無關，頻率和葉輪轉速同步。

7）智能化程度高?，F場檢測的計量數據可實時遠程，實現了高壓注水計量數據的自動抄收，減輕了工人工作量，保證了數據的可靠性和實時性?？蓪ψ⑺皶r了解注水情況，及時調整水井注水生產的運行參數。

8）具有遠程控制注水量控制功能。該智能高壓注水計量儀表具有遠程控制注水量控制功能，可及時控制調整各注水井注水量。

9）計量數據的共享功能。該系統網絡發布系統實現了注水計量數據的共享，可以遠程查看各注水井高壓注水計量信息。

3 常見故障及解決辦法

從維修情況來看，高壓注水表發生故障或器件損壞的特征，主要體現在以下幾個方面：

1）計量儀表不顯示。主要表現在無論在什么流量下，儀表均無顯示。產生問題的主要原因有電池電量不足；二次儀表密封失效進水造成電路短路故障；顯示板發生故障。

解決辦法：先檢查電池電量是否不足，若電量不足更換新電池。若排除電池電量不足，再檢查是否存在二次儀表密封失效進水造成電路短路故障；若發現是顯示板發生故障，更換儀表顯示板即可。

2）低流量下計量儀表不顯示。計量誤差大等嚴重質量缺陷。產生問題的主要原因有信號放大電路有故障。

解決辦法：更換計量儀表信號放大電路板。

3） 計量儀表不計量。無論在有沒有流量下，瞬時流量計量儀表均顯示為“0”。產生問題的原因可能有：計量儀表數據連接線因腐蝕而發生斷線；發信體磁鋼因炸裂故障而不能正常磁信號。

解決辦法：先檢查計量儀表數據連接線連接是否完好，若完好沒有問題再檢查發信體磁鋼是否完好。若發現有問題，重新更換即可正常運行。

4）計量儀表誤差增大。主要表現在計量儀表檢定過程中計量誤差超出最大允許范圍?？赡墚a生的原因有：因計量水質較差，水中含油量偏高，導致導流管堵塞或者是局部堵塞，影響計量儀表計量誤差增大；信號放大板故障；發信體發生故障等。

解決辦法：通過拆卸清洗；或者更換信號放大板；或者重新更換發信體即可。

5）計量數據輸出故障。主要表現在現場計量數據不能遠程。產生問題的原因可能有：計量儀表信號輸出接口故障；數據輸出遠程接線不暢通；數據傳輸網絡故障等。

解決辦法：先檢查一下數據傳輸網絡是否正常，再檢查數據輸出遠程接線是否保持暢通，再檢查計量儀表信號輸出接口是否存在故障，發現問題及時更新即可。

6）其它原因引起的水表計量誤差增大。產生原因：由于不連續使用而經常開關閘門造成的超差，主要是水表葉輪由停止狀態開始轉動時有較大的惰性，只要連續使用就會消除誤差［5］。若水表中混有空氣，殘存的空氣滯存在調節板，使調節板對水的反擊作用明顯削弱，水表變快，當空氣排出水表后，此種超差也就消失。水表運輸過程中要注意避免劇烈撞擊，防止因撞擊后造成螺絲松動和變形，從而改變水表的計量準確度。

解決辦法：加強高壓注水表的日常使用管理，做好在用計量儀表的日常檢查，發現問題及時處理。另外，在計量儀表檢修過程中，計量檢定工作人員在開啟表蓋后，調修完畢應將擰緊的螺絲上緊，以免螺絲松動，引起水表計量超差。

4 實施效果

1）提高了儀表的檢驗合格率。某油田技術檢測服務區域共有3 個采油廠，在用高壓注水表3 500余臺。自2018 年開展計量儀表檢維修一體化優質服務活動以來，計量檢定人員通過拆卸清洗，更換發信體（磁鋼）、導流管和信號放大板等零部件，提高了儀表的檢驗合格率，高壓注水表合格率由原先的70%提高到95%，已累計完成各種高壓注水表維修達到280 余臺次，維修設備總價值達170 余萬元。

2）提高了油田在用高壓注水表的完好率。以某采油廠為例，開展計量儀表檢維修一體化優質服務后，現場在用高壓注水表完好率由原來90.8%提高到目前的100%。

3）提升注水管網系統效率。開展計量儀表檢維修一體化優質服務后，油田注水管網壓損降低了0.5 MPa，注水管網運行效率提升了1.6%，節能降耗效果明顯。

4）提升了油田注水開發效果。高壓注水表的準確可靠使注水開發方案做到更精細、更有針對性，不僅可以降低注水管網壓損，而且有利于提升油田注水開發效果。

5 結束語

智能高壓注水表是一種智能化油田建設和油田“四化”建設過程不可或缺的重要計量設備，它集微電子技術、計量技術、信息網絡技術于一體的高科技產品，但它也和其它產品一樣，也有一定的使用壽命。使用、維護好智能高壓注水表，提升計量儀表的完好率和計量檢修的合格率，確保計量儀表的計量準確度是延長其壽命的主要措施。為此，加強對智能高壓注水表的使用操作、管理、周期檢驗、維修和維護人員的計量知識培訓，提高專業化計量檢修人員的計量儀表檢修能力，以及計量儀表現場管理人員的操作、使用和維護水平均是十分必要的。同時，準確可靠的高壓注水計量儀表不僅可以降低注水管網壓損，提升管網系統運行效率，而且有利于提升油田注水開發效果。