摘要(yao)：對環空(kong)找水儀(yi)流量測(ce)量時的(de)影響因(yin)素進行(hang)分🧑🏾‍🤝‍🧑🏼析，得(de)出流🤩量(liang)測量可(ke)靠性和(he)精度下(xia)降的原(yuan)因主要(yao)有渦輪(lun)磁鋼吸(xi)附🈲的鐵(tie)鏽造成(cheng)的渦輪(lun)流量計(ji)遲滞，井(jing)壁結垢(gou)碎♋片造(zao)成的渦(wo)輪流量(liang)計卡死(si)，環空找(zhao)水儀器(qi)傘式集(ji)流器的(de)傘布破(po)損造成(cheng)集流度(du)降低。針(zhen)對以上(shang)原🏃🏻因提(ti)出将環(huan)🎯空找水(shui)儀出液(ye)口設計(ji)成篩管(guan)型、渦輪(lun)流量計(ji)上下增(zeng)加磁鐵(tie)環等相(xiang)應的解(jie)決對策(ce)，并設計(ji)了可控(kong)式扶正(zheng)器，在流(liu)量測量(liang)過程中(zhong)對儀器(qi)加以扶(fu)正，使得(de)集流傘(san)得到了(le)很好的(de)保護。經(jing)過100多井(jing)次的現(xian)場應用(yong)表明，改(gai)進後的(de)環空找(zhao)水儀在(zai)水驅産(chan)出剖面(mian)流量測(ce)量時能(neng)有效地(di)防止🤟渦(wo)輪流量(liang)計卡滞(zhi)及集流(liu)🌐器的傘(san)布損壞(huai)，從而提(ti)高環空(kong)找水儀(yi)流量測(ce)量的可(ke)靠性和(he)準确性(xing)，以及流(liu)量測量(liang)的實效(xiao)和資料(liao)質量。
　　采(cai)用環空(kong)找水儀(yi)[1]進行流(liu)量測量(liang)最常用(yong)的是渦(wo)輪流量(liang)計 [2]，采用(yong)集流傘(san)集流[3]。在(zai)産出剖(pou)面[4]流量(liang)測量時(shi)，由于井(jing)内♻️産出(chu)液和井(jing)壁的情(qing)況複雜(za)，環空找(zhao)水儀流(liu)量測量(liang)時❌渦輪(lun)流量計(ji)的渦輪(lun)⚽經常發(fa)生被卡(ka)住和轉(zhuan)動不靈(ling)活的現(xian)象，當渦(wo)輪卡住(zhu)時通常(chang)采用壓(ya)電纜方(fang)式解決(jue)，其效果(guo)有限💃🏻，而(er)且渦輪(lun)轉動不(bu)靈活的(de)現象很(hen)難消除(chu)，而儀器(qi)在起下(xia)過程中(zhong)由于貼(tie)靠井壁(bi)行🍉進，傘(san)布磨損(sun)造成集(ji)流效果(guo)降低。以(yi)上情況(kuang)嚴重影(ying)響施工(gong)的進度(du)和流量(liang)測量精(jing)度。
1渦輪(lun)流量計(ji)結構及(ji)工作原(yuan)理
　　環空(kong)找水儀(yi)采用渦(wo)輪流量(liang)計測量(liang)産出井(jing)的産量(liang)，液🔴流通(tong)過渦輪(lun)流量計(ji)時推動(dong)渦輪旋(xuan)轉，由渦(wo)輪軸👉上(shang)的磁鋼(gang)👌傳遞渦(wo)輪轉動(dong)信息。渦(wo)輪轉動(dong)時其軸(zhou)上磁鋼(gang)的N、S極輪(lun)流❓接近(jin)霍爾傳(chuan)感器，通(tong)過計量(liang)霍爾傳(chuan)感器輸(shu)出的脈(mo)沖計數(shu)測量流(liu)✏️量的大(da)小。渦輪(lun)流量計(ji)主要由(you)渦輪[5]、霍(huo)爾傳感(gan)器[6]、渦輪(lun)安裝架(jia)和渦輪(lun)軸🌈頂針(zhen)等組成(cheng)。
　　環空找(zhao)水儀采(cai)用集流(liu)傘式集(ji)流，通過(guo)地面供(gong)正電🈲和(he)負電控(kong)制集流(liu)傘的打(da)開與收(shou)回，密封(feng)儀器與(yu)套管的(de)環形空(kong)間使井(jing)筒内的(de)流體全(quan)部流經(jing)儀器内(nei)部，從而(er)進行産(chan)出剖面(mian)各層段(duan)流量的(de)測量[7]。
2渦(wo)輪流量(liang)計卡滞(zhi)原因分(fen)析
　　對出(chu)現渦輪(lun)卡滞現(xian)象的環(huan)空找水(shui)儀進行(hang)維修發(fa)現，渦輪(lun)流👣量計(ji)内通常(chang)有砂粒(li)、井壁結(jie)垢碎片(pian)、鐵鏽等(deng)雜🐇物，偶(ou)爾會有(you)絲狀物(wu)（圖1、圖2）。

　　通(tong)過對大(da)量的有(you)卡滞現(xian)象的渦(wo)輪流量(liang)計進行(hang)維修發(fa)現，砂粒(li)、井壁結(jie)垢碎片(pian)和鐵鏽(xiu)等雜物(wu)在渦輪(lun)流量🏃🏻‍♂️計(ji)内的分(fen)布是👈有(you)規♈律的(de)，較大的(de)井壁結(jie)垢碎片(pian)在渦輪(lun)葉片上(shang)部；較大(da)的砂粒(li)在渦輪(lun)葉片中(zhong)間；鐵鏽(xiu)附着在(zai)渦輪軸(zhou)的磁鋼(gang)上。圖3是(shi)造成渦(wo)輪流量(liang)計卡滞(zhi)的不同(tong)雜物在(zai)渦輪流(liu)量計内(nei)⁉️的位置(zhi)分布🌏示(shi)意圖。
（1）井(jing)壁結垢(gou)碎片在(zai)渦輪葉(ye)片上部(bu)的原因(yin)。井壁上(shang)的☂️結垢(gou)㊙️碎片（灰(hui)🐇白色的(de)鈣質沉(chen)積物）一(yi)般較大(da)（片狀，不(bu)規則），大(da)多🐆在渦(wo)輪葉片(pian)上面。分(fen)析認爲(wei)儀器下(xia)井時刮(gua)擦井壁(bi)，井壁上(shang)的結垢(gou)被刮下(xia)來，有些(xie)碎屑從(cong)儀器較(jiao)寬闊的(de)上出液(ye)💜口掉入(ru)到内流(liu)道，較大(da)的垢塊(kuai)⁉️落到渦(wo)輪葉片(pian)上部，較(jiao)小的會(hui)落到渦(wo)輪葉片(pian)内，卡住(zhu)渦輪葉(ye)片使渦(wo)輪無法(fa)轉動。

（2）較大(da)砂粒在(zai)渦輪葉(ye)片中間(jian)出現的(de)原因。對(dui)出砂嚴(yan)重的産(chan)出井使(shi)用過的(de)儀器維(wei)修時發(fa)現，渦輪(lun)葉片和(he)外殼之(zhi)間夾有(you)較大砂(sha)粒（粒狀(zhuang)，不規則(ze)）。分析認(ren)爲🔆砂粒(li)随油井(jing)産液從(cong)進液口(kou)進✏️入到(dao)儀器内(nei)流道，液(ye)流通過(guo)渦🛀輪流(liu)量計㊙️時(shi)較大砂(sha)👄粒會卡(ka)在渦輪(lun)葉片🚶和(he)外殼之(zhi)間導緻(zhi)渦輪無(wu)法轉動(dong)；另一種(zhong)情況是(shi)井🈚液中(zhong)的砂粒(li)💃通過了(le)渦輪，儀(yi)器收傘(san)後，在内(nei)流❄️道中(zhong)💰存留的(de)井液中(zhong)的砂粒(li)會沉積(ji)在渦輪(lun)葉片上(shang)，較大砂(sha)粒也會(hui)卡住渦(wo)輪💯。
（3）渦輪(lun)磁鋼上(shang)附着鐵(tie)鏽的原(yuan)因。每次(ci)維修環(huan)空找水(shui)儀渦❓輪(lun)流量計(ji)時，都會(hui)發現渦(wo)輪磁鋼(gang)上有鐵(tie)鏽（粉⛱️狀(zhuang)）吸附。分(fen)析認♻️爲(wei)産🔞出液(ye)中的鐵(tie)鏽大多(duo)是由于(yu)儀器在(zai)井下移(yi)動時由(you)井♍壁摩(mo)擦下來(lai)而🔞懸浮(fu)在井液(ye)中的，當(dang)液流通(tong)過渦輪(lun)流量計(ji)時鐵鏽(xiu)會被渦(wo)輪上的(de)磁鋼吸(xi)附，在磁(ci)鋼的兩(liang)❗個磁極(ji)處形成(cheng)團狀，增(zeng)大🧡了渦(wo)輪的轉(zhuan)動阻力(li)，當鏽粉(fen)團💜大到(dao)與霍爾(er)傳感器(qi)相刮時(shi)就會遲(chi)滞渦輪(lun)轉動，流(liu)量較♋低(di)時會卡(ka)住渦輪(lun)📱。
3集流傘(san)布破損(sun)原因分(fen)析
　　通過(guo)對環空(kong)找水儀(yi)測量過(guo)程分析(xi)，集流傘(san)破損主(zhu)要集💯中(zhong)在測量(liang)過程中(zhong)，當完成(cheng)第一個(ge)測量點(dian)收傘時(shi)，井下産(chan)液向上(shang)流💋動的(de)沖擊始(shi)終使傘(san)布受到(dao)向外的(de)張力，緻(zhi)使集流(liu)傘收完(wan)後傘布(bu)夾在傘(san)筋之間(jian)并突出(chu)于🔴傘筋(jin)之外（圖(tu)4）。由于油(you)🌏井套管(guan)管柱都(dou)有一定(ding)的傾斜(xie)度且儀(yi)器本身(shen)還帶有(you)磁性定(ding)位短接(jie)，緻使在(zai)更換測(ce)點過程(cheng)中儀器(qi)貼🌏在井(jing)壁上移(yi)動☁️，以及(ji)套管内(nei)壁長年(nian)的💃🏻腐蝕(shi)變得粗(cu)糙和射(she)孔孔眼(yan)突出的(de)毛刺等(deng)原因，傘(san)布🙇🏻極容(rong)易被磨(mo)損、挂破(po)或移位(wei)（圖5），導緻(zhi)集流傘(san)的集流(liu)度嚴重(zhong)下降，從(cong)而影響(xiang)測量結(jie)果的可(ke)靠性和(he)一緻性(xing)。

4解決對(dui)策
4.1對流(liu)量計結(jie)構進行(hang)改進
（1）上(shang)出液口(kou)設計成(cheng)篩管狀(zhuang)，防止結(jie)垢碎片(pian)掉落到(dao)儀器🐪内(nei)流道内(nei)。考慮改(gai)進後的(de)出液口(kou)的過流(liu)阻力應(ying)不大于(yu)原🐇儀器(qi)出液口(kou)的流動(dong)阻力，結(jie)構強度(du)要不低(di)于原結(jie)構強度(du)，維修拆(chai)卸組裝(zhuang)方便🌈等(deng)因素，将(jiang)出液口(kou)設計成(cheng)篩管型(xing)，防止井(jing)壁🌂結垢(gou)碎屑掉(diao)入儀器(qi)🔴内流道(dao)，從而解(jie)決因結(jie)垢碎片(pian)掉落儀(yi)器内流(liu)道造成(cheng)的渦輪(lun)卡住問(wen)題。
原出(chu)液口尺(chi)寸爲10mm×14.2mm（3個(ge)），總面積(ji)426mm2，根據工(gong)程流體(ti)力學原(yuan)理[8]計算(suan)有效流(liu)動面積(ji)爲260mm2。篩管(guan)型出液(ye)口（9個）設(she)計總面(mian)積904mm2，根據(ju)工程流(liu)體力學(xue)原理計(ji)算有效(xiao)流動面(mian)積爲615mm2，遠(yuan)大于原(yuan)出液口(kou)有⁉️效流(liu)動面積(ji)，所💋以流(liu)動阻力(li)更小。
（2）在(zai)進液口(kou)内設置(zhi)篩網阻(zu)止井液(ye)中較大(da)的砂粒(li)進🌈入内(nei)流💜道。考(kao)慮到儀(yi)器中心(xin)管外有(you)取樣密(mi)封筒且(qie)直徑不(bu)能加大(da)，維修時(shi)拆卸組(zu)裝方便(bian)等因素(su)，在進液(ye)口内部(bu)放置筒(tong)狀篩網(wang)。篩網網(wang)眼大小(xiao)既能阻(zu)止井液(ye)中較大(da)的砂粒(li)✉️進入内(nei)流道，又(you)不會造(zao)成渦輪(lun)卡住的(de)較小砂(sha)粒通過(guo)篩網，避(bi)免因篩(shai)網過細(xi)而産生(sheng)的大量(liang)砂粒❄️濾(lü)積在篩(shai)網上，造(zao)成流動(dong)阻力🐆增(zeng)大影響(xiang)流量測(ce)量的問(wen)題。
由于(yu)聚合物(wu)驅[9]和三(san)元驅[10]産(chan)出井中(zhong)有絮狀(zhuang)或團狀(zhuang)凝✨塊，會(hui)貼🔞附在(zai)篩網上(shang)堵塞進(jin)液口，所(suo)以儀器(qi)進液✏️口(kou)加篩網(wang)後不适(shi)用于聚(ju)合物驅(qu)和三元(yuan)驅産出(chu)剖面的(de)流量測(ce)量。
　　在儀(yi)器維修(xiu)時觀察(cha)到砂粒(li)直徑爲(wei)0.2~3.2mm，大于1mm的(de)砂粒爲(wei)極少數(shu)。渦輪與(yu)渦輪安(an)裝筒間(jian)隙爲1mm，所(suo)以砂粒(li)直徑小(xiao)于1mm時不(bu)會卡住(zhu)渦輪。Ф28mm環(huan)⭕空儀内(nei)流道直(zhi)徑爲18mm，面(mian)積254mm2。進液(ye)口尺寸(cun)爲8mm×20mm（6個），總(zong)面積960mm2，根(gen)據工程(cheng)流體力(li)學計算(suan)有效流(liu)動面積(ji)爲586mm2。爲🌈了(le)盡量減(jian)小進液(ye)口的流(liu)動阻💞力(li)，選用網(wang)眼小于(yu)1mm的18×18篩網(wang)，網眼尺(chi)寸爲0.98mm×0.98mm，鋼(gang)絲直徑(jing)0.432mm。增加18×18篩(shai)網後，6個(ge)✊進液口(kou)的網眼(yan)數量爲(wei)420個，總面(mian)積403mm2，根據(ju)工程流(liu)體力學(xue)原理計(ji)算有效(xiao)流動面(mian)積爲395mm2，爲(wei)環空儀(yi)内流道(dao)面積的(de)1.55倍。圖6是(shi)環空找(zhao)水儀進(jin)✊液口及(ji)筒狀防(fang)砂篩網(wang)照片。

（3）在(zai)渦輪上(shang)、下設置(zhi)磁性環(huan)預先吸(xi)附井液(ye)中的鐵(tie)鏽🈲。在渦(wo)輪流量(liang)計的内(nei)流道中(zhong)設計放(fang)置有片(pian)狀磁鐵(tie)的磁鐵(tie)環💯，渦輪(lun)流量計(ji)上方放(fang)置單層(ceng)的磁鐵(tie)環，吸附(fu)從出液(ye)口進♻️入(ru)的鐵鏽(xiu)；渦輪流(liu)量計下(xia)方放置(zhi)雙層的(de)磁鐵環(huan)，吸附從(cong)進液口(kou)随🔆井液(ye)進入的(de)鐵鏽。設(she)置的上(shang)、下磁鐵(tie)環預先(xian)吸附了(le)鐵鏽，可(ke)防止鐵(tie)鏽被🔅渦(wo)輪磁鋼(gang)吸附。
　　單(dan)層磁鐵(tie)環設計(ji)見圖7，設(she)計有6個(ge)片狀磁(ci)鐵，朝向(xiang)内流道(dao)的磁鐵(tie)N、S極間隔(ge)放置來(lai)增強吸(xi)附鐵鏽(xiu)的效果(guo)🔴。雙層🈲磁(ci)鐵環的(de)每層磁(ci)鐵的排(pai)列方式(shi)與單層(ceng)磁鐵📐環(huan)相同，渦(wo)輪下面(mian)采用雙(shuang)層磁鐵(tie)環設計(ji)是爲了(le)更有效(xiao)地吸附(fu)在内流(liu)道内流(liu)動井液(ye)中的鐵(tie)鏽。

4.2設計(ji)可控式(shi)扶正器(qi)
　　如果設(she)計一種(zhong)扶正器(qi)在起下(xia)過程中(zhong)保護集(ji)流傘不(bu)被磨損(sun)🏃🏻，保證集(ji)流傘集(ji)流度一(yi)緻，就可(ke)以保證(zheng)測量結(jie)果的準(zhun)确性和(he)☁️可靠性(xing)。
扶正器(qi)在使用(yong)時，當儀(yi)器下到(dao)第一點(dian)準備測(ce)量時，首(shou)先打開(kai)集流傘(san)，在儀器(qi)變換測(ce)量點時(shi)，正常收(shou)回集流(liu)傘，扶正(zheng)器✊一直(zhi)保持打(da)開狀态(tai)，直到測(ce)完所有(you)測點後(hou)收攏打(da)開的扶(fu)正器。這(zhe)樣在更(geng)換測點(dian)過程中(zhong)，即使儀(yi)器收傘(san)時傘布(bu)突出至(zhi)傘筋外(wai)，扶正器(qi)可以防(fang)止突出(chu)至傘筋(jin)外的集(ji)流傘布(bu)與不光(guang)滑的井(jing)壁的摩(mo)擦，有效(xiao)地保護(hu)集流傘(san)布。所以(yi)要設計(ji)一個可(ke)以獨立(li)🔴控制的(de)扶正器(qi)[11]。
（1）可控式(shi)扶正器(qi)的工作(zuo)原理。扶(fu)正器連(lian)在集流(liu)傘電動(dong)機的下(xia)部，使用(yong)時，當儀(yi)器下到(dao)第一點(dian)準備測(ce)量時供(gong)電電壓(ya)到50V打開(kai)集流傘(san)，集流傘(san)電動機(ji)電流回(hui)零表示(shi)集流傘(san)完全打(da)開。增加(jia)供電電(dian)⭐壓到70V打(da)開扶正(zheng)器，當扶(fu)正器電(dian)動機電(dian)流回零(ling)時表示(shi)扶正器(qi)完全打(da)開，扶正(zheng)器打開(kai)直徑爲(wei)120mm，起到在(zai)套管内(nei)将儀器(qi)扶正作(zuo)用。
　　更換(huan)測點時(shi)供電電(dian)壓到-50V收(shou)回集流(liu)傘，集流(liu)傘電動(dong)機電流(liu)💚回零後(hou)表示集(ji)流傘完(wan)全收回(hui)，可以更(geng)換測點(dian)，測☔量過(guo)程中不(bu)收回扶(fu)正器。當(dang)供電電(dian)壓增加(jia)到㊙️-70V時收(shou)回扶正(zheng)器，扶正(zheng)器電動(dong)機供電(dian)電流回(hui)零表示(shi)扶正器(qi)完全收(shou)回。
（2）扶正(zheng)器電動(dong)機電路(lu)示意圖(tu)及原理(li)。扶正器(qi)短節的(de)♌研制重(zhong)點主要(yao)在扶正(zheng)器電動(dong)機[12]電壓(ya)的控制(zhi)，要做👌到(dao)在不影(ying)🏃🏻響集流(liu)傘正常(chang)☂️打開、收(shou)回前提(ti)下控制(zhi)扶正器(qi)的打開(kai)和☔收回(hui)。圖8爲扶(fu)正器電(dian)動機的(de)控制電(dian)路[13]示意(yi)圖。

　　爲了(le)維修和(he)更換方(fang)便，扶正(zheng)器設計(ji)成單獨(du)短節，方(fang)便與環(huan)空儀器(qi)連接。連(lian)接扶正(zheng)器後的(de)環空找(zhao)水儀纜(lan)芯用于(yu)🥰儀器✍️工(gong)作供電(dian)和傳輸(shu)含水、流(liu)量信号(hao)，纜芯2與(yu)集流傘(san)、扶正器(qi)連接。
5現(xian)場應用(yong)
　　設計的(de)環空找(zhao)水儀可(ke)避免儀(yi)器起下(xia)過程中(zhong)井壁上(shang)的😍鐵🐕鏽(xiu)🏃‍♂️、結垢碎(sui)片及地(di)層出砂(sha)對渦輪(lun)葉片的(de)卡滞作(zuo)用，确㊙️保(bao)集流傘(san)🌍在測量(liang)過程中(zhong)的完好(hao)，保證測(ce)量結果(guo)的可靠(kao)性和一(yi)緻性，提(ti)高了施(shi)工一次(ci)成功⭐率(lü)。
　　2025年11月26日(ri)在南2-丁(ding)6-XXX井的現(xian)場應用(yong)過程中(zhong)，爲驗證(zheng)扶正器(qi)對集流(liu)傘的保(bao)護效果(guo)，在全井(jing)測量結(jie)束後，收(shou)回扶正(zheng)器再進(jin)行全井(jing)🏃複測，将(jiang)測得的(de)結果進(jin)行對比(bi)👌分析（表(biao)1）。

　　從測量(liang)結果可(ke)以發現(xian)，在收回(hui)扶正器(qi)後測量(liang)第二點(dian)流量明(ming)顯下降(jiang)，含水率(lü)也變化(hua)較大，之(zhi)後的測(ce)量點測(ce)量結果(guo)偏差也(ye)🙇‍♀️都較🚶大(da)，可以判(pan)斷儀器(qi)的集流(liu)🔴傘已經(jing)被刮破(po)。
　　2025年11月26日(ri)在南8-丁(ding)4-XXX井對使(shi)用扶正(zheng)器的環(huan)空找水(shui)儀進行(hang)現💞場應(ying)用，爲了(le)檢驗扶(fu)正器對(dui)集流傘(san)的保護(hu)效🏃🏻果，對(dui)該井進(jin)行了全(quan)井複測(ce)（表2）。從測(ce)量結果(guo)可以看(kan)出，複測(ce)點的流(liu)量與含(han)水率都(dou)與第一(yi)次的測(ce)量結果(guo)吻合，證(zheng)明扶正(zheng)器對提(ti)高測量(liang)結果的(de)🤞準确性(xing)有🔴很好(hao)的效果(guo)，也證明(ming)了環空(kong)找水儀(yi)加入扶(fu)正器是(shi)有必要(yao)的。

　　通過(guo)20餘井次(ci)的試驗(yan)應用，沒(mei)有發生(sheng)過集流(liu)傘刮破(po)㊙️的現象(xiang)，證明扶(fu)正器對(dui)提高測(ce)量結果(guo)的準确(que)性具♌有(you)重要作(zuo)用。
6結論(lun)
（1）改進後(hou)的環空(kong)找水儀(yi)在水驅(qu)産出剖(pou)面流量(liang)測量時(shi)能有效(xiao)防止渦(wo)輪流量(liang)計卡滞(zhi)現象的(de)發生，從(cong)而提高(gao)施工實(shi)效和流(liu)量測量(liang)的準确(que)性。
（2）在流(liu)量測量(liang)過程中(zhong)可控式(shi)扶正器(qi)可有效(xiao)保護集(ji)流傘，避(bi)免⛱️集流(liu)傘在起(qi)下過程(cheng)中被刮(gua)壞，提高(gao)流量測(ce)量的可(ke)🈚靠性和(he)施工一(yi)次成功(gong)率。
（3）可控(kong)式扶正(zheng)器電路(lu)簡單，控(kong)制可靠(kao)，操作簡(jian)單，檢修(xiu)方⭐便，易(yi)于推廣(guang)使用。
（4）改(gai)進後的(de)環空找(zhao)水儀不(bu)适用于(yu)聚合物(wu)驅和三(san)元驅産(chan)💛出剖面(mian)的測量(liang)。

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