用于油水两相流的流量，测量分流式电磁流量计

电磁流量的种类繁多，但你知道电磁流量计是无机械属性，反应灵敏，尅测量顺时转动流量，也可以测量正反两个方向的流量。下面我们就来详细说一说这个电磁流量计的流量测量。

这次我们介绍下应用于油水两相流流量测量的分流式电磁流量计的结构及分流方法，并用分流式电磁流量计在油水两相流模拟井中进行了流量测量及实验。实验数据分析结果表明，分流式电磁流量计可以应用于高含水油水两相流的流量测量，与未采取分流设计的电磁流量计相比，采取分流测量的方法能有效地降低电磁流量计的流量测量下限，拓宽了含水率应用范围；采取分流设计后，低流量低含水时的仪器响应波动变小，流量测量相对误差变小，更有利于流量的测量。该研究为电磁流量计在油水两相流流量测量中的应用奠定了基础。

通过电磁流量计来测量流体流量由于无可动部件及阻流元件，被广泛应用于地面单相、导电(如水)流体的流量测量，也广泛应用于油田注水井、注聚井的注入剖面测井中，重复性好，测量结果准确可靠。近年尝试将电磁法应用于油田产出剖面测井中测量油水两相流的流量，室内实验表明，在高含水H(含水率大于80％)的条件下，只要流过电磁流量传感器的油水两相流体达到足够高的流速，即能达到理想的测量效果，能很好地进行油水两相流的流量测量，但是在低流量时测量误差大，而且在含水率低于50％的情况下，仪器响应频率数据波动大，该方法不适于进行流量测量，限制了该方法的使用。本文在原有的流量计基础上，采取分流的方法，即通过减少测量传感器内油量以提高含水率的方法，使仪器能更好地进行油水两相流流量的测量，降低电磁流量计的流量测量下限，拓宽了含水率应用范围。

分流式电磁流量计整体结构及分流比、进液口间距、分流管位置设计分流式电磁流量计机械结构设计见图1。仪器到达测量点后，撑开集流器，密封仪器与井壁之间的环形空间，油水混合流体从下向上流动；在低流量时，由于滑脱作用使轻质相的油在伞布下聚集，当堆积到上进液口的位置时，上部的油相从上进液口处流人，流经仪器内壁与分流管形成的环形空间，受上封隔器的阻隔作用，油从下出液口流出，伞布下含有一部分油的水相受下封隔器的阻隔作用，从下进液口流入分流管，进入电磁流量传感器流道，流经电磁流量传感器，流体经电磁流量传感器检测后，由上出液口流出，完成流量测量。通过分流掉一部分油的方法使流经电磁流量传感器内流体的含水率得到提高，有利于仪器进行流量测量。由于仪器在测井前需进行模拟井得到图版，通过图版进行流量计算，以尽管进行了分流设计，不会影响流量的测量结果。

在分流方法设计中，分流比(仪器内壁与分流管形成的环形空间面积与仪器内部截面积之比)、进液口间距(上进液口下端与下进液口上端距离)、分流管位置(分流管下端在位置)决定着分流效果，分流比的大小决定了分流掉的流体的，直接决定了流过传感器流道内流体的流速，分流比过大，传感器流道内流速低，不利于流量的测量；进液口间距决定了伞布下油堆积的高度，合适的分流管位置更有利于油的堆积。进液口间距及分流管位置决定了传感器流道内含水率的大小，合适的进液口间距及分流管位置设计可以使流量传感器流道内含水率得到提高，有利于流量的测量。通过用FLUENT流体仿真软件进行流场仿真，得到优化的设计结果：分流比设计为10％，上下进液口间距为30mm，分流管下端延伸到下进液口下端20 mm。

根据流体仿真结果进行了分流装置的设计及加工，利用样机进行了模拟井实验研究，以确定分流式电磁流量计的分流效果。实验用集流器为布伞集流器。实验中配给流量调节为0、5、10 m3／d至180 m3／d，调节流量以lO m3／d的间隔增加，各流量下含水率调节从100％开始，以10％的间隔递减。为1号样机采用分流设计后在模拟井油水两相流中的结果；为1号样机未分流时在模拟井油水两相流中的结果。显示出分流后样机应用的含水率下限可以达到30％，显示未分流时样机应用的含水率下限为50％，可见分流后降低了样机含水率应用的下限，拓宽了样机应用的范围。当仪器已经不能正常工作，不适合应用电磁法进行流量测量。可见采取分流设计后，仪器响应频率输出平稳，更有利于仪器的测量。

由此我们可以得出以下结：

(1)分流式电磁流量计可以应用于高含水油水两相流的流量测量，与未采取分流的电磁流量计相比，分流式电磁流量计的流量测量范围更大，分流管的加入，提高了仪器对含水率的适应性。

(2)采取分流设计后，低流量低含水时的仪器响应波动变小，流量测量相对误差变小，更有利于流量的测量。

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