2.2 钻井液流量检测.pptx

第二节钻井液流量检测;质量流量：是指单位时间内流经某一截面的流体质量，国际单位为kg/s，还常用t/h、kg/h等单位。

2．累计流量

累积流量：是指一段时间内流经某截面的流体数量的总和，也称总量。可用体积和质量来表示，即：

2.1.2流量测量仪表的分类

按流量测量原理分类如下：

（1）速度式流量计以流体在管道内的流动速度作为测量依据，根据qv=vA原理测量流量。

（2）容积式流量计以流体在流量计内连续通过的标准体积V0的数目N作为测量依据，根据V=NV0进行累积流量的测量。;2.2差压式流量计;2.2.1节流装置的流量测量原理;2.2.2基本流量方程式

;对于气体、蒸汽等可压缩流体，在经过节流装置时压力的变化，使流体膨胀，密度变小，用流速膨胀校正系数系数ε对上式进行修正，则

ε——流速膨胀校正系数（无量纲）；

ρ——节流装置前的流体密度，kg/m3；

α——流量系数（无量纲）。

上式各量均用国际单位。;2.2.3标准节流装置

;（2）标准喷嘴是一个以管道喉部开孔轴线为中心线的旋转对称体。可用于测量温度和压力较高的蒸汽、气体和带杂质的液体流量。测量精度较孔板高，加工难度大，价格高，压损略小于孔板。要求工艺管径D不超过500mm。;（3）标准文丘里管压损较孔板和喷嘴都小，可测量有悬浮固体颗粒的液体，适合大流量气体流量测量。但制造困难、价格昂贵，不适用于200mm以下管径的流量测量，工业应用较少。;2．取压装置

;（3）径距取压（D-D/2取压）在距节流元件前端面1D、后端面D/2处的管道上钻孔取压。适用于孔板和喷嘴。;2.2.5差压计;2.2.6差压式流量计的安装及应用

;图2.11测量液体流量

1—节流装置；2—引压管路；3—放空阀；4—三阀组；5—差压变送器；6—储气器；7—切断阀;2．差压式流量计的应用

;2.7靶式流量计;流体对靶的作用力：一是流体对靶的冲击力（动压力）以及靶前后静压差作用力，二是流体在流经靶时对靶周边的粘滞摩擦力，可忽略。

理论分析和实验研究表明，流体对靶面的作用力F与圆靶的迎流面积、流体密??以及流体流经靶和管道间环形截面处平均流速v的平方成正比，表示为

ξ——阻力系数；

Ad——靶的迎流面积，

因此，流体在环形截面处的平均流速为

则靶式流量计的基本流量方程式可表示为

;工程应用中习惯于以mm作为D和d的单位，以m3/h作为流量的单位，换算后得靶式流量计的实用公式为

可见当靶式流量计D和已定后，若被测流体密度和流量系数也为常数，作用力F的开平方就与流量成正比关系。测得靶所受流体作用力F的大小，便可知流体的流量大小。

2．流量系数

实验表明流量系数与靶径比及雷诺数ReD等因素有关。当管道雷诺数值大于某临界值后，流量系数将趋于不变。靶式流量计的临界雷诺数比标准节流装置的要低很多，通常在1×103~5×103之间，所以对于高粘度、低流速流体的流量测量更具优越性。

;2.7.2靶式流量变送器的类型及结构;力转换器将电阻应变片R1、R3粘贴在悬臂块7的正面，R2和R4粘贴在悬臂块7的背面，两对应变电阻构成电桥的四个臂。靶板受到流体的作用力，以轴封膜片2为支点产生2~3mm位移，经杠杆3、推杆6使悬臂块产生微弯曲的弹性变形。R1和R3受拉伸阻值增大，R2和R4受压缩阻值减小，电桥失去平衡，输出一电信号反映流体流量。Uab经放大转换为标准电信号输出，也可由毫安表就地显示流量。但因,，故信号处理电路中一般采取开方器运算，使输出信号直接与被测流量成正比。;2．靶式流量计的类型;2.7.3流量计的安装应用

;2.8电磁流量计;2.8.2结构类型与特点

;2.电磁流量传感器的结构

;图2.9电磁流量传感器的结构示意图

1—下盖；2—内衬管；3—连接法兰；4—励磁线圈；5—上盖；6—测量管；7－磁轭；8－电极;2.8.3电磁流量计的安装

测量管与工艺管道同轴，并保证测量管内始终充满液体；远离大功率强磁场设备安装；加设旁通管路；对上游直管段长度要求低；传感器的测量管、外壳、引线的屏蔽线以及传感器两端的管道都必须可靠接地，使液体、传感器和转换器具有相同的零电位

准备工作