埕島油田于2000年7月開(kāi)始注水，截止目前，采油二分公司已有注水井33口，日注水量已達(dá)3400m³。井口注水量的測(cè)量所用儀表為電磁式流量計(jì)，共有電磁式流量計(jì)33臺(tái)，全部為德國(guó)科隆IFM 4080型電磁式流量計(jì)。其質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定、測(cè)量精度高、零點(diǎn)穩(wěn)定性好，在海上獲得了廣泛的應(yīng)用，但流量計(jì)為進(jìn)口產(chǎn)品，維護(hù)難度較大，出現(xiàn)問(wèn)題不易處理，造成流量計(jì)故障較多。

1、流量計(jì)出現(xiàn)故障的幾種原因

(1)內(nèi)壁附著層

由于電磁式流量計(jì)測(cè)量含有懸浮固體或污臟體的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比其他流量?jī)x表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信號(hào)，只是改變流通面積,形成測(cè)量誤差的隱性故障；若是高電導(dǎo)率附著層，電*間電動(dòng)勢(shì)將被短路；若是絕緣性附著層，電*表面被絕緣而斷開(kāi)測(cè)量電路。后兩種現(xiàn)象均會(huì)使儀表無(wú)法工作。

(2)雷電擊

雷電擊在線(xiàn)路中感應(yīng)瞬時(shí)高電壓和浪涌電流，進(jìn)入儀表就會(huì)損壞儀表。雷電擊損儀表有3條引入途徑：電源線(xiàn)、傳感器與轉(zhuǎn)換器間的流量信號(hào)線(xiàn)和激磁線(xiàn)。從控制室電源線(xiàn)路引入感應(yīng)高電壓和浪涌電流的幾率*大，其他兩條途徑較少。

(3)環(huán)境條件

如安裝不善，流量計(jì)安裝在容易滯留氣體的高點(diǎn)；截流截止閥截流作用過(guò)大致使水流產(chǎn)生噪音、脈沖；接地系統(tǒng)不完善，加之海上管道為陰*保護(hù)管道，容易產(chǎn)生大的保護(hù)電流，使流量計(jì)易受到管道雜散電流的影響。

(4)轉(zhuǎn)換器放大電路故障

流體所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)非常微弱，有時(shí)甚至低到毫伏級(jí)，主要通過(guò)放大電路將信號(hào)放大后再進(jìn)行信號(hào)處理，若放大電路故障，電磁式流量計(jì)將無(wú)法正常工作。

(5)流體方面

液體含有均勻分布細(xì)小氣泡通常不影響正常測(cè)量，所測(cè)得的體積流量是液體和氣體兩者之和；氣泡增大則會(huì)使輸出信號(hào)波動(dòng)，若氣泡大到流過(guò)電*遮蓋整個(gè)電*表面，使電*信號(hào)回路瞬時(shí)斷開(kāi)，輸出信號(hào)將產(chǎn)生更大波動(dòng)。

2、故障檢查及解決措施

2.1 檢查方法及檢查內(nèi)容

通常檢查環(huán)節(jié)包括電磁式流量計(jì)本身的傳感器和轉(zhuǎn)換器以及連接兩者的電纜，電磁式流量計(jì)上位的工藝管道，下(后)位顯示儀表連接電纜。經(jīng)常采用的檢查手段或方法及其檢查內(nèi)容有以下幾種：

(1)常規(guī)檢查法：①電阻法；②電流法；③電壓法；④波形法。

(2)替代法

利用轉(zhuǎn)換器和傳感器間以及轉(zhuǎn)換器內(nèi)部線(xiàn)路板部件間的互換性，以替代法判別故障所在位置。

(3)信號(hào)蹤跡法

用模擬信號(hào)器替代傳感器，在液體未流動(dòng)條件下提供流量信號(hào)，以測(cè)試電磁流量轉(zhuǎn)換器。

檢查*先從顯示儀表工作是否正常開(kāi)始，逆流量信號(hào)傳送的方向進(jìn)行。用模擬信號(hào)器測(cè)試轉(zhuǎn)換器，以判斷故障發(fā)生在轉(zhuǎn)換器及其后位儀表還是在轉(zhuǎn)換器的上位傳感器發(fā)生的。若是轉(zhuǎn)換器故障，如有條件可方便地借用轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器線(xiàn)路板作替代法調(diào)試；若是傳感器故障需要試調(diào)換時(shí)，則必須停止運(yùn)行，關(guān)閉管道系統(tǒng)，工作量較大，通常只有在作完其它各項(xiàng)檢查時(shí)，*后卸下管道檢查傳感器測(cè)量管內(nèi)部狀況或調(diào)換。

2.2 故障檢查原則

先按流程全面考慮作初步調(diào)查和判斷，然后再逐項(xiàng)細(xì)致檢查和試排除故障。流程所列檢查順序的先后原則是：

①可經(jīng)觀察或詢(xún)問(wèn)了解毋須較大操作的在前，即先易后難；

②按過(guò)去現(xiàn)場(chǎng)檢修經(jīng)驗(yàn)故障出現(xiàn)頻度較高的零部件；

③檢查本身的先后要求較高者在前。若經(jīng)初步調(diào)查確認(rèn)是后幾項(xiàng)故障原因，亦可提前作細(xì)致檢查。以下故障檢查均按上述原則進(jìn)行排序。

2.3 輸出晃動(dòng)故障檢查及解決措施

輸出晃動(dòng)大體上可歸納為以下幾方面故障原因：

(1)流動(dòng)本身是波動(dòng)或脈動(dòng)的，實(shí)質(zhì)上不是電磁式流量計(jì)的故障，僅如實(shí)反映流動(dòng)狀況；

(2)管道末充滿(mǎn)液體或液體中含有氣泡；

(3)外界雜散電流等電、磁干擾；

(4)轉(zhuǎn)換器放大電路故障。

以下分別討論上述幾個(gè)方面故障原因的檢查方法和采取措施：

(1)檢查安裝流量計(jì)傳感器的管系有否脈動(dòng)擾動(dòng)源。若流動(dòng)本身波動(dòng)，儀表輸出晃動(dòng)則是如實(shí)反映波動(dòng)狀況?？蓹z查管線(xiàn)是否有波動(dòng)源，包括儀表下游的控制閥流動(dòng)特性和尺寸選用是否妥當(dāng)，若選用不妥，可致使閥門(mén)產(chǎn)生振動(dòng)；其他擾動(dòng)源使流量波動(dòng)，例如：傳感器進(jìn)口端墊圈伸入流通通道，墊圈條片狀碎塊懸在液流中擺動(dòng)等。檢查完畢可有針對(duì)性地采取措施。

(2)調(diào)查管道液體是否充滿(mǎn)、液體中是否含有氣泡。本類(lèi)故障主要是管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)不良使傳感器的測(cè)量管未充滿(mǎn)液體或傳感器安裝不妥所致。液體中含有氣泡狀氣體，有從外界吸入和液體中溶解氣體(空氣)轉(zhuǎn)變成游離狀氣泡兩種途徑。液體中含有氣泡數(shù)量不多且氣泡球徑遠(yuǎn)小于電*直徑，雖然減少了部分液體體積，但不會(huì)使電磁式流量計(jì)輸出晃動(dòng)；較大氣泡則因擦過(guò)電*能遮蓋整個(gè)電*，使流量信號(hào)回路瞬間開(kāi)路，則輸出信號(hào)晃動(dòng)更大。

(3)檢查傳感器是否良好接地。平臺(tái)注水管線(xiàn)都為陰*保護(hù)管線(xiàn)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大陰*保護(hù)電流，若流量計(jì)接地不完善，則會(huì)對(duì)流量計(jì)產(chǎn)生電干擾。海上電磁式流量計(jì)安裝時(shí)都要求加裝接地環(huán)，與管道牢固接地,接地電阻不大于10Ψ。檢查流量計(jì)接地是否完善，接地電阻是否大于10Ψ，并有針對(duì)性改之。

(4)檢查放大電路。將轉(zhuǎn)換器兩信號(hào)端子與接地端子短接，若轉(zhuǎn)換器顯示值能正常歸零，說(shuō)明放大電路正常，否則，放大電路故障，必須更換放大電路板或掉換轉(zhuǎn)換器。

2.4 零點(diǎn)不穩(wěn)定故障檢查及解決措施

(1)檢查管道是否充滿(mǎn)、液體中是否含有氣泡。管道未充滿(mǎn)液體或液體中含有氣泡主要是管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)不良使傳感器的測(cè)量管未充滿(mǎn)液體或傳感器安裝不妥所致，可參考“輸出晃動(dòng)故障檢查及解決措施”中的“管道末充滿(mǎn)液體或液體中含有氣泡”。

(2)檢查流量計(jì)上下游截止閥、調(diào)節(jié)閥是否能夠關(guān)嚴(yán)，若閥門(mén)關(guān)不嚴(yán)，則需維修或更換閥門(mén)。有時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)判斷微小的流動(dòng)非常困難，可將流程改進(jìn)為圖1形式來(lái)判斷。在流量傳感器2前后的截止閥1、4間設(shè)置小口徑泄漏監(jiān)視閥3，觀察是否有泄漏量。

3)檢查傳感器接地是否完善，接地電位是否變動(dòng)。接地不完善使流量計(jì)受管道雜散電流影響使得零點(diǎn)不穩(wěn)，檢查方法可按照“輸出晃動(dòng)故障檢查及解決措施”中的“外界雜散電流等電、磁干擾”進(jìn)行檢查。接地電位的檢查可將轉(zhuǎn)換器工作接地端子與保護(hù)接地端子短路，以零點(diǎn)變動(dòng)判斷有否接地電位。若零點(diǎn)變動(dòng)超過(guò)容許值時(shí)，說(shuō)明接地電位發(fā)生變化，需與制造商聯(lián)系解決。

(4)調(diào)查信號(hào)線(xiàn)路絕緣。信號(hào)回路絕緣下降會(huì)形成零點(diǎn)不穩(wěn)。信號(hào)回路絕緣下降的原因包括包電*部位絕緣下降、信號(hào)電纜及其接線(xiàn)端子絕緣下降或破壞所致。信號(hào)回路絕緣電阻檢查分別按電纜側(cè)和流量傳感器側(cè)兩部分進(jìn)行，用兆歐表測(cè)試。找出下降原因，并有針對(duì)性改之。

(5)檢查電*接觸電阻和電*絕緣電阻。充滿(mǎn)液體測(cè)量電*表面與液體接觸電阻：流量傳感器卸下信號(hào)電纜接線(xiàn)，用萬(wàn)用表分別測(cè)量每電*的接地電阻，兩電*對(duì)地電阻值之差應(yīng)在10%～20%之間?？展軠y(cè)量電*絕緣：放空測(cè)量管，用干布擦干內(nèi)表面，待完全干燥后，用H 500V DC兆歐表測(cè)量各電*與地間的電阻值，阻值必須在100MΨ以上。若不符合要求，則需送制造廠(chǎng)進(jìn)行修理。

2.5 流量測(cè)量值與實(shí)際值不符

(1)復(fù)核轉(zhuǎn)換器設(shè)定值和檢查零點(diǎn)、滿(mǎn)度值。*先檢查相配套傳感器和轉(zhuǎn)換器的GK值是否正確，因?yàn)檫@類(lèi)失配的事件經(jīng)常發(fā)生，還需復(fù)核口徑、量程和計(jì)量單位等設(shè)定值，并檢查轉(zhuǎn)換器零點(diǎn)和量程。設(shè)定錯(cuò)誤，更改設(shè)置即可。

(2)查管道充液狀況和是否含有氣泡。可參考“輸出晃動(dòng)故障檢查及解決措施”中的“管道末充滿(mǎn)液體或液體中含有氣泡”。

(3)檢查信號(hào)電纜系統(tǒng)。查連接電纜匹配是否適當(dāng)，連接是否正確，絕緣是否下降?？稍敿?xì)檢查是否存在以下5方面的問(wèn)題。將所附整根電纜割斷后重新連接，使用一階段后連接處吸入潮氣，絕緣下降；信號(hào)線(xiàn)末端未處理好，內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層和信號(hào)芯相互間有短接，或與外殼短接；不用規(guī)定型號(hào)(或所附)的電纜；傳感器和轉(zhuǎn)換器相距較遠(yuǎn)，未按規(guī)定用驅(qū)動(dòng)屏蔽電纜；信號(hào)電纜需用2芯雙重屏蔽的驅(qū)動(dòng)屏蔽層。

(4)調(diào)查傳感器上游流動(dòng)狀況，檢查傳感器測(cè)量道道內(nèi)壁狀況。傳感器上游流動(dòng)狀況常因受安裝空間限制，偏離規(guī)定要求，如靠近產(chǎn)生擾流的阻流件而無(wú)足夠長(zhǎng)度的直管段，這些會(huì)引入影響測(cè)量準(zhǔn)確的因素。需改動(dòng)傳感器的安裝位置，增加直管段長(zhǎng)度。檢查內(nèi)壁附著層，若測(cè)量管內(nèi)壁有附著層，則改變流通面積，使測(cè)量值與實(shí)際值不符。

(5)檢測(cè)電*與液體間接觸電阻和電*絕緣。方法可參考“零點(diǎn)不穩(wěn)定故障檢查及解決措施”中的“檢查電*接觸電阻和電*絕緣電阻”。

2.6 流量輸出信號(hào)超滿(mǎn)度值

(1)判別故障原因在轉(zhuǎn)換器之前還是在轉(zhuǎn)換器。先在管系和流量傳感器內(nèi)通水，靜止無(wú)流動(dòng)狀態(tài)下將轉(zhuǎn)換器兩信號(hào)端子和功能地或保護(hù)地端子短路，觀察轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)是否到零。若能到零，則可初步判斷故障在轉(zhuǎn)換之前而不在轉(zhuǎn)換器本身，下一步可先重點(diǎn)檢查連接電纜和傳感器；若不能到零，則檢查重心應(yīng)在轉(zhuǎn)換器，根據(jù)檢查結(jié)果判斷更換電路板或轉(zhuǎn)換器。

(2)確認(rèn)信號(hào)電纜完好性和兩電*場(chǎng)與液體充分接觸。若信號(hào)回路斷開(kāi)，輸出信號(hào)將超滿(mǎn)度值，因此本檢查項(xiàng)目主要是核實(shí)流量信號(hào)回路完整通暢。信號(hào)回路包括電纜及其連接端子，流量傳感器一對(duì)電*和電*間液體。除檢查電路通斷外，還應(yīng)核實(shí)電纜型號(hào)，各接點(diǎn)的連接正確性，絕緣是否達(dá)到要求等。流量傳感器電*末接觸到液體，兩電*均末接觸到液體或一只電*末接觸到，同樣也斷開(kāi)了信號(hào)電纜，必須將流量傳感器改裝到能充滿(mǎn)液體位置等排除電*與液體末接觸的原因。

(3)復(fù)核轉(zhuǎn)換器設(shè)定值的正確性，核查零點(diǎn)和滿(mǎn)點(diǎn)。分離型電磁式流量計(jì)出廠(chǎng)時(shí)，轉(zhuǎn)換器和傳感器口徑、流量及設(shè)定參數(shù)進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)，傳感器和轉(zhuǎn)換器必須一一對(duì)應(yīng)。因此，先檢查配套是否正確，GK值是否一致，再檢查轉(zhuǎn)換器儀表常數(shù)和各參數(shù)是否符合，然后再用模擬信號(hào)器復(fù)查零點(diǎn)。

(4)檢查是否從液體引入電干擾。在無(wú)激磁電流情況下，用萬(wàn)用電表在兩電*檢測(cè)干擾電勢(shì)。這一故障現(xiàn)象常出現(xiàn)于陰*保護(hù)管線(xiàn)上，可采取將電磁流量傳感器與管線(xiàn)絕緣的措施，使電*與液體處于同電位。

(5)查轉(zhuǎn)換器本身。轉(zhuǎn)換器本身故障引起輸出信號(hào)超滿(mǎn)度值的原因較為復(fù)雜，它可由轉(zhuǎn)換器內(nèi)各單元線(xiàn)路中某一環(huán)節(jié)引起的?？衫卯?dāng)代電磁式流量計(jì)線(xiàn)路板分成可互換相互獨(dú)立的單元，采取試換備用線(xiàn)路板以替代法檢查判別。

2.7 無(wú)流量信號(hào)

(1)查電源方面故障。*先確認(rèn)己接入電源，再檢查電源各部分。查主電源和激磁電流熔絲，若接入符合規(guī)定電流值新熔絲再通電而又熔斷，必須找出故障所在點(diǎn)。查電源線(xiàn)路板輸出各路電壓是否正常，或試置換整個(gè)電源線(xiàn)路板。

(2)查連接電纜系統(tǒng)方面故障。分別查連接激磁系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)的電纜是否通，連接是否正確。

(3)查液體流動(dòng)方向和管內(nèi)液體充滿(mǎn)性。液體流動(dòng)方向必須與傳感器殼體上箭頭方向一致。對(duì)于能正反向測(cè)量的電磁式流量計(jì)，若方向不一致雖仍可測(cè)量，但設(shè)定的顯示流動(dòng)正反方向不符，必須改正。

(4)查傳感器完好性和測(cè)量管內(nèi)壁狀況。傳感器常見(jiàn)故障有激磁線(xiàn)圈回路絕緣下降、內(nèi)壁附著層兩種。因海上的特殊環(huán)境，使得傳感器電纜密封圈或端子盒蓋密封墊片有時(shí)達(dá)不到密封要求而浸入水或潮氣致使激磁線(xiàn)圈回路絕緣下降。接線(xiàn)端子受潮引起的絕緣下降，可采用熱風(fēng)吹掃，使之恢復(fù)絕緣。線(xiàn)圈受潮可拆卸外殼蓋置于烘箱，以適當(dāng)溫度烘干。測(cè)量管內(nèi)壁狀況附著絕緣層或?qū)щ妼拥?可靠檢查判斷是卸下傳感器離線(xiàn)直接觀察，但工作量較大；亦可用在線(xiàn)間接檢查方法，即測(cè)量電*接觸電阻和電**化電壓估計(jì)附著層狀況。若內(nèi)壁有附著層，則必須用弱酸清洗測(cè)量管。

(5)查轉(zhuǎn)換器本身障，采用以線(xiàn)路板備件和替代法試排除故障。

3、建議

1)安裝手段的改進(jìn)

目前流量計(jì)的安裝工藝是將管道法蘭與流量計(jì)預(yù)先連接緊固，再與注水井口、注水干線(xiàn)焊接，該方法的弊端是焊接產(chǎn)生的高溫通過(guò)閥門(mén)、法蘭傳遞到流量計(jì)，若溫度過(guò)高流量計(jì)傳感器襯里有被熔蝕的危險(xiǎn)，甚至將電*熔化，造成信號(hào)輸出大幅波動(dòng)。建議在保證良好密封的前提下，先將閥門(mén)、管線(xiàn)分別與井口、閥門(mén)焊接，流量計(jì)安裝作為*后一道工序來(lái)安裝，以避免襯里、電熔蝕。

(2)安裝流程的改進(jìn)

受海況影響，中心二號(hào)注水站水質(zhì)時(shí)常出現(xiàn)水質(zhì)不合格的情況，同時(shí)，由于注水罐油帽流失，容易使傳感器內(nèi)壁出現(xiàn)附著層，甚至使覆蓋電*，致使流量計(jì)無(wú)法正常工作。輸出信號(hào)晃動(dòng)是埕島油田電磁式流量計(jì)出現(xiàn)次數(shù)*多的，因此，建議將流程作如下改進(jìn)，如圖2，在流量計(jì)之前加裝精細(xì)過(guò)濾器，過(guò)濾雜質(zhì)，定期清除；安裝傳感器清洗流程，利用刮刀清除裝置或弱酸清除傳感器附著層。

(3)管理機(jī)制的改進(jìn)

目前公司計(jì)量管理機(jī)制不健全，無(wú)專(zhuān)職計(jì)量管理人員，且人員變動(dòng)大，不穩(wěn)定，不利于計(jì)量管理。建議設(shè)立專(zhuān)職流量計(jì)管理崗位，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)流量計(jì)的日常維護(hù)、故障維修等，且崗位力求穩(wěn)定，人員變動(dòng)少，使管理人員盡快成才。

(4)檢測(cè)儀器的配備

電磁式流量計(jì)專(zhuān)項(xiàng)檢查項(xiàng)目繁瑣、使用儀器多，目前公司普遍缺乏檢測(cè)儀器，需配備多套模擬信號(hào)器、示波器、惠斯登電橋等測(cè)量?jī)x器，提高故障檢查成功率。

(5)職工培訓(xùn)

電磁式流量計(jì)為進(jìn)口產(chǎn)品，使用方便、精度高、日常維護(hù)簡(jiǎn)單，由于職工從未進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)培訓(xùn)，故障檢查比較困難，出現(xiàn)故障只能更換，造成資金的大量浪費(fèi)，建議組織進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)培訓(xùn)，提高職工故障檢查能力。