埕島油田于2000年7月開始注水，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。井口注水量的測量所用儀表為電磁式流量計，共有電磁式流量計33臺，全部為德國科隆IFM 4080型電磁式流量計。其質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定、測量精度高、零點穩(wěn)定性好，在海上獲得了廣泛的應(yīng)用，但流量計為進口產(chǎn)品，維護難度較大，出現(xiàn)問題不易處理，造成流量計故障較多。

1、流量計出現(xiàn)故障的幾種原因

(1)內(nèi)壁附著層

由于電磁式流量計測量含有懸浮固體或污臟體的機會遠(yuǎn)比其他流量儀表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對較高。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，只是改變流通面積,形成測量誤差的隱性故障；若是高電導(dǎo)率附著層，電*間電動勢將被短路；若是絕緣性附著層，電*表面被絕緣而斷開測量電路。后兩種現(xiàn)象均會使儀表無法工作。

(2)雷電擊

雷電擊在線路中感應(yīng)瞬時高電壓和浪涌電流，進入儀表就會損壞儀表。雷電擊損儀表有3條引入途徑：電源線、傳感器與轉(zhuǎn)換器間的流量信號線和激磁線。從控制室電源線路引入感應(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，流量計安裝在容易滯留氣體的高點；截流截止閥截流作用過大致使水流產(chǎn)生噪音、脈沖；接地系統(tǒng)不完善，加之海上管道為陰*保護管道，容易產(chǎn)生大的保護電流，使流量計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)電動勢非常微弱，有時甚至低到毫伏級，主要通過放大電路將信號放大后再進行信號處理，若放大電路故障，電磁式流量計將無法正常工作。

(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量，所測得的體積流量是液體和氣體兩者之和；氣泡增大則會使輸出信號波動，若氣泡大到流過電*遮蓋整個電*表面，使電*信號回路瞬時斷開，輸出信號將產(chǎn)生更大波動。

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)部線路板部件間的互換性，以替代法判別故障所在位置。

(3)信號蹤跡法

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

檢查*先從顯示儀表工作是否正常開始，逆流量信號傳送的方向進行。用模擬信號器測試轉(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)換器線路板作替代法調(diào)試；若是傳感器故障需要試調(diào)換時，則必須停止運行，關(guān)閉管道系統(tǒng)，工作量較大，通常只有在作完其它各項檢查時，*后卸下管道檢查傳感器測量管內(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)觀察或詢問了解毋須較大操作的在前，即先易后難；

②按過去現(xiàn)場檢修經(jīng)驗故障出現(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行排序。

2.3 輸出晃動故障檢查及解決措施

輸出晃動大體上可歸納為以下幾方面故障原因：

(1)流動本身是波動或脈動的，實質(zhì)上不是電磁式流量計的故障，僅如實反映流動狀況；

(2)管道末充滿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方面故障原因的檢查方法和采取措施：

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

(2)調(diào)查管道液體是否充滿、液體中是否含有氣泡。本類故障主要是管網(wǎng)工程設(shè)計不良使傳感器的測量管未充滿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，但不會使電磁式流量計輸出晃動；較大氣泡則因擦過電*能遮蓋整個電*，使流量信號回路瞬間開路，則輸出信號晃動更大。

(3)檢查傳感器是否良好接地。平臺注水管線都為陰*保護管線，有時會產(chǎn)生較大陰*保護電流，若流量計接地不完善，則會對流量計產(chǎn)生電干擾。海上電磁式流量計安裝時都要求加裝接地環(huán)，與管道牢固接地,接地電阻不大于10Ψ。檢查流量計接地是否完善，接地電阻是否大于10Ψ，并有針對性改之。

(4)檢查放大電路。將轉(zhuǎn)換器兩信號端子與接地端子短接，若轉(zhuǎn)換器顯示值能正常歸零，說明放大電路正常，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 零點不穩(wěn)定故障檢查及解決措施

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

(2)檢查流量計上下游截止閥、調(diào)節(jié)閥是否能夠關(guān)嚴(yán)，若閥門關(guān)不嚴(yán)，則需維修或更換閥門。有時，現(xiàn)場判斷微小的流動非常困難，可將流程改進為圖1形式來判斷。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。接地不完善使流量計受管道雜散電流影響使得零點不穩(wěn)，檢查方法可按照“輸出晃動故障檢查及解決措施”中的“外界雜散電流等電、磁干擾”進行檢查。接地電位的檢查可將轉(zhuǎn)換器工作接地端子與保護接地端子短路，以零點變動判斷有否接地電位。若零點變動超過容許值時，說明接地電位發(fā)生變化，需與制造商聯(lián)系解決。

(4)調(diào)查信號線路絕緣。信號回路絕緣下降會形成零點不穩(wěn)。信號回路絕緣下降的原因包括包電*部位絕緣下降、信號電纜及其接線端子絕緣下降或破壞所致。信號回路絕緣電阻檢查分別按電纜側(cè)和流量傳感器側(cè)兩部分進行，用兆歐表測試。找出下降原因，并有針對性改之。

(5)檢查電*接觸電阻和電*絕緣電阻。充滿液體測量電*表面與液體接觸電阻：流量傳感器卸下信號電纜接線，用萬用表分別測量每電*的接地電阻，兩電*對地電阻值之差應(yīng)在10%～20%之間。空管測量電*絕緣：放空測量管，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，則需送制造廠進行修理。

2.5 流量測量值與實際值不符

(1)復(fù)核轉(zhuǎn)換器設(shè)定值和檢查零點、滿度值。*先檢查相配套傳感器和轉(zhuǎn)換器的GK值是否正確，因為這類失配的事件經(jīng)常發(fā)生，還需復(fù)核口徑、量程和計量單位等設(shè)定值，并檢查轉(zhuǎn)換器零點和量程。設(shè)定錯誤，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“輸出晃動故障檢查及解決措施”中的“管道末充滿液體或液體中含有氣泡”。

(3)檢查信號電纜系統(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。可詳細(xì)檢查是否存在以下5方面的問題。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；信號線末端未處理好，內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層和信號芯相互間有短接，或與外殼短接；不用規(guī)定型號(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)動屏蔽電纜；信號電纜需用2芯雙重屏蔽的驅(qū)動屏蔽層。

(4)調(diào)查傳感器上游流動狀況，檢查傳感器測量道道內(nèi)壁狀況。傳感器上游流動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足夠長度的直管段，這些會引入影響測量準(zhǔn)確的因素。需改動傳感器的安裝位置，增加直管段長度。檢查內(nèi)壁附著層，若測量管內(nèi)壁有附著層，則改變流通面積，使測量值與實際值不符。

(5)檢測電*與液體間接觸電阻和電*絕緣。方法可參考“零點不穩(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 流量輸出信號超滿度值

(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，靜止無流動狀態(tài)下將轉(zhuǎn)換器兩信號端子和功能地或保護地端子短路，觀察轉(zhuǎn)換器輸出信號是否到零。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)信號電纜完好性和兩電*場與液體充分接觸。若信號回路斷開，輸出信號將超滿度值，因此本檢查項目主要是核實流量信號回路完整通暢。信號回路包括電纜及其連接端子，流量傳感器一對電*和電*間液體。除檢查電路通斷外，還應(yīng)核實電纜型號，各接點的連接正確性，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，同樣也斷開了信號電纜，必須將流量傳感器改裝到能充滿液體位置等排除電*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，核查零點和滿點。分離型電磁式流量計出廠時，轉(zhuǎn)換器和傳感器口徑、流量及設(shè)定參數(shù)進行實流校準(zhǔn)，傳感器和轉(zhuǎn)換器必須一一對應(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，然后再用模擬信號器復(fù)查零點。

(4)檢查是否從液體引入電干擾。在無激磁電流情況下，用萬用電表在兩電*檢測干擾電勢。這一故障現(xiàn)象常出現(xiàn)于陰*保護管線上，可采取將電磁流量傳感器與管線絕緣的措施，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超滿度值的原因較為復(fù)雜，它可由轉(zhuǎn)換器內(nèi)各單元線路中某一環(huán)節(jié)引起的。可利用當(dāng)代電磁式流量計線路板分成可互換相互獨立的單元，采取試換備用線路板以替代法檢查判別。

2.7 無流量信號

(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。查電源線路板輸出各路電壓是否正常，或試置換整個電源線路板。

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

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

(4)查傳感器完好性和測量管內(nèi)壁狀況。傳感器常見故障有激磁線圈回路絕緣下降、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達(dá)不到密封要求而浸入水或潮氣致使激磁線圈回路絕緣下降。接線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。線圈受潮可拆卸外殼蓋置于烘箱，以適當(dāng)溫度烘干。測量管內(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直接觀察，但工作量較大；亦可用在線間接檢查方法，即測量電*接觸電阻和電**化電壓估計附著層狀況。若內(nèi)壁有附著層，則必須用弱酸清洗測量管。

(5)查轉(zhuǎn)換器本身障，采用以線路板備件和替代法試排除故障。

3、建議

1)安裝手段的改進

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

(2)安裝流程的改進

受海況影響，中心二號注水站水質(zhì)時常出現(xiàn)水質(zhì)不合格的情況，同時，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*，致使流量計無法正常工作。輸出信號晃動是埕島油田電磁式流量計出現(xiàn)次數(shù)*多的，因此，建議將流程作如下改進，如圖2，在流量計之前加裝精細(xì)過濾器，過濾雜質(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)管理機制的改進

目前公司計量管理機制不健全，無專職計量管理人員，且人員變動大，不穩(wěn)定，不利于計量管理。建議設(shè)立專職流量計管理崗位，專門負(fù)責(zé)流量計的日常維護、故障維修等，且崗位力求穩(wěn)定，人員變動少，使管理人員盡快成才。

(4)檢測儀器的配備

電磁式流量計專項檢查項目繁瑣、使用儀器多，目前公司普遍缺乏檢測儀器，需配備多套模擬信號器、示波器、惠斯登電橋等測量儀器，提高故障檢查成功率。

(5)職工培訓(xùn)

電磁式流量計為進口產(chǎn)品，使用方便、精度高、日常維護簡單，由于職工從未進行專項培訓(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，建議組織進行專項培訓(xùn)，提高職工故障檢查能力。