Электромагнитные датчики расхода

Принцип работы. В проводнике, пересекающем силовые линии магнитного поля, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения проводника. При этом направление тока, возникающего в проводнике, перпендикулярно к направлению движения проводника и направлению магнитного поля (закон Фарадея).

Если заменить проводник потоком проводящей жидкости, текущей между полюсами магнита, и измерять ЭДС, наведённую в жидкости по закону Фарадея, можно получить принципиальную схему электромагнитного расходомера. Электромагнитные расходомеры могут быть выполнены как с постоянными магнитами, так и с электромагнитами, питаемыми переменным током.

Электромагнитные расходомеры имеют свои достоинства и недостатки, определяющие области их применения. По принципу работы электромагнитный измеритель расхода – самый приемлемый способ измерения расхода цементных и буровых растворов с высокой точностью.

Достоинства. Первичные преобразователи электромагнитных расходомеров не имеют частей, выступающих внутрь трубопровода (электроды устанавливаются заподлицо со стенкой трубопровода), сужений или изменений профиля. Благодаря этому гидравлические потери и абразия частей на приборе минимальны. Отсутствие полых углублений исключает застаивание бурового раствора и излишнюю зашламованность. На показания электромагнитных расходомеров не влияют физико-химические свойства измеряемой жидкости (вязкость, плотность, температура и т. п.), если они не изменяют её электропроводность.

Недостатки. Метод чувствителен к неоднородностям (пузырькам), турбулентности потока, неравномерности распределения скоростей потока в сечении канала. Метод чувствителен к паразитным токам заземления, протекающим по трубе. Расходомеры (особенно с постоянными магнитами) могут забивать сечение трубы металлическим мусором удерживаемым магнитной системой расходомера.

Электромагнитные расходомеры непригодны для измерения расхода газов, а также жидкостей с электропроводностью менее 10−3 – 10−5 См/м (10−5 – 10−7 Ом−1•см−1), что делает невозможным его использование для буровых растворов на нефтяной основе и с высоким газосодержанием (от 5%).

Так же к минусам относятся и сложность в установке этого типа датчиков. Труба в зоне измерения расходомера должна быть прямой на расстояние 5 – 10 диаметров расходомера, внутренняя поверхность трубы предпочтительно должна быть из не проводящего материала на расстояние 2 – 5 диаметров. Проблемы возникают и в том, что эти расходомеры ставятся вразрез трубы (желоба), таким образом требуются особые условия для изоляции и герметизации (особенно для линий высокого давления). Это все, в совокупности с большими габаритами, привело к тому, что данный тип датчиков стал редко использоваться в отечественных СГТИ, особенно учитывая их мобильность.

Данный тип датчиков применяется на входе и выходе из скважины. Отличаются они внутренним диаметром.

а) б)

в) г)

Рис.6. Датчики расхода электромагнитные: а) ИПРЭ-7 (ОАО АПЗ, в составе СГТИ «КАМА» (ЗАО АМТ и ЗАО НППГА «Луч»)), б) РИМ-100 (СКБ «Ореол»), в) Electromagnetic Flowmeter Sensor (EFS) (Geolog), г) EFS (Lida LTD).

Технические характеристики:

Дата добавления: 2015-07-14