摘要：在分層注水工藝中，層段流量的測(cè)量一定要精準(zhǔn)，需要使用的流量計(jì)，也應(yīng)當(dāng)滿足其能夠長(zhǎng)期置于井下的需求，然后結(jié)合其各個(gè)方面的特性，來考慮或者是選擇渦街流量計(jì)，讓其充當(dāng)智能分層注水工藝中重要的流量檢測(cè)裝置。但是，在實(shí)際工作中，渦街流量計(jì)容易受多方位因素的干擾，例如管道的振動(dòng)和流常擾動(dòng)引起的噪聲以及注水過程中產(chǎn)生的一系列，頻率較小，很難及時(shí)分辨出來的小流量干擾信號(hào)。本文，筆者將會(huì)結(jié)合渦街流量計(jì)的特點(diǎn)，淺談分層注水工藝渦街流量計(jì)信號(hào)處理方法研究，以此來幫助降低噪音干擾，減少流量計(jì)下線，提高測(cè)量精度。目前我國較為**的技術(shù)就是分層注水工藝，其是一種高科技的機(jī)電一體化，特色數(shù)字化的全自動(dòng)控制技術(shù)，是目前能夠造福各行各業(yè)的**技術(shù)，然而其在投入實(shí)際使用時(shí)有技術(shù)壁壘，在長(zhǎng)期檢測(cè)的過程中，流量計(jì)容易受到多方因素干擾，因此，國內(nèi)數(shù)以萬計(jì)的學(xué)者，紛紛投入分層注水工藝渦街流量計(jì)信號(hào)處理方法研究工作中。由于分層注水工藝需長(zhǎng)時(shí)間放置井下以及需要考慮空間齒數(shù)等因素，所以，傳統(tǒng)工藝上的測(cè)調(diào)儀無法適用于井下注入流量測(cè)試，因此，必須選擇適應(yīng)性強(qiáng)的渦街流量計(jì)。只是，渦街流量計(jì)*為明顯的一個(gè)缺點(diǎn)就是其釀成下限高，容易導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不精確，尤其是伴隨著油田進(jìn)入特高含水期時(shí)，渦街流量計(jì)測(cè)量結(jié)果更是會(huì)受到*大影響。而想要避免這些因素的影響，就要對(duì)分分層注水工藝的渦街流量計(jì)信號(hào)處理方法進(jìn)行分析和研究。

1、渦街流量計(jì)測(cè)量原理分析

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加大，我國的石油開采技術(shù)也從*開始的籠統(tǒng)注水工藝以及水驅(qū)工藝發(fā)展成為了**的分層注水工藝，其被大規(guī)模的應(yīng)用于石油開采工業(yè)中，是我國石油開采行業(yè)同心高效測(cè)調(diào)以及橋式偏心的主體技術(shù)。然而，分層注水的目的雖然已經(jīng)達(dá)到，這是其在每一次現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的時(shí)候，還是無法滿足石油開采行業(yè)的測(cè)試需求，直接導(dǎo)致的后果就是注水合格率下降以及水驅(qū)效果比較差等。因此，為了解決這一問題，石油開采企業(yè)開始采用預(yù)置電纜或者是電纜存儲(chǔ)的方式，為分層注水工藝的每一個(gè)層段配備了一體化的皮水器，并且內(nèi)部安裝有流量計(jì)，壓力計(jì)以及調(diào)節(jié)閥，可以快捷方便，且精準(zhǔn)的獲得每一個(gè)層段的流量和壓力值，然后利用檢測(cè)出來的流量值調(diào)節(jié)注水閥的態(tài)度，形成一個(gè)封閉的控制系統(tǒng)，達(dá)到生產(chǎn)所需要的配置要求。

分層注水工藝每一個(gè)層段都可以直接通過電纜來將其可洗井封隔器隔開，便于其后期使用的過程中達(dá)到*佳的分層效果，而注入的層段如果可以長(zhǎng)期放置一體化配水器，讓其與油管連接，用來控制調(diào)節(jié)注水閥的開度，往其中配入合適的流量和壓力，讓單層段渦街流量計(jì)流量注入檢測(cè)結(jié)果*為精準(zhǔn)。渦街流量計(jì)充分的利用了流體力學(xué)中十分**的卡門渦街原理，其能夠在流動(dòng)的流體當(dāng)中，垂直安放一根非流線型的旋渦發(fā)生體，然后伴隨著流體的流動(dòng)，使管道內(nèi)的雷諾數(shù)達(dá)到一定的數(shù)值，讓流體的兩側(cè)形成一種交替分離出的卡門漩渦。測(cè)量者只需要根據(jù)旋渦頻率和流速的成線性關(guān)系，掌握渦街流量信號(hào)頻率，得出精準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)。

2、渦街流量計(jì)信號(hào)的分析以及處理

由于渦街流量計(jì)的穩(wěn)定性能相當(dāng)好，而且其體積小，所以相應(yīng)需要的功耗也比較小，更為主要的是他的溫度漂移數(shù)值幾乎為零，因此其完全不會(huì)受檢測(cè)探頭制作工藝空間尺寸的限制，哪怕是內(nèi)徑只有15mm，流量值低于于10m³/d等小流量情況下，其使用的效果依舊不會(huì)受到影響，適用范圍相當(dāng)?shù)膹V。然而，為了能夠進(jìn)一步的擴(kuò)大流量下限的檢查范圍，筆者將會(huì)在下面的時(shí)間，通過重?cái)?shù)據(jù)處理和電路臺(tái)基等兩個(gè)方面，分析一下渦街流量計(jì)信號(hào)以及其有效的處理方式。

（1）渦街流量計(jì)信號(hào)的分析

在工作時(shí)渦街流量計(jì)采用的是目前國際較為先進(jìn)的壓電應(yīng)力式傳感器，在實(shí)際生產(chǎn)工作中產(chǎn)生的所有信號(hào)都會(huì)成為渦街信號(hào)理論的的正余弦信號(hào)，即便是電磁干擾，管壁振動(dòng)，白噪聲等干擾因素造成的信號(hào)，同樣會(huì)成為渦街信號(hào)的復(fù)合信號(hào)。例如十分常見的井下電機(jī)振動(dòng)以及管壁震動(dòng)引起的震動(dòng)噪音等，傳送到傳感器上之后成為了電磁干擾，而部分則停留在井下，不會(huì)造成電磁干擾。除此之外，還有一些十分不規(guī)則，但是能夠伴隨機(jī)械發(fā)生的隨機(jī)噪音，各個(gè)諧波分量，能夠形成一個(gè)巨大的噪音環(huán)境，并且在這個(gè)環(huán)境中導(dǎo)致頻率和幅值無規(guī)律的變動(dòng)，導(dǎo)致渦流計(jì)量器采集到的實(shí)際數(shù)據(jù)具有很大的隨機(jī)性。想要采集到真實(shí)的渦街信號(hào)，必須確保其是在無流量狀態(tài)下采集到的一組流量值，并且其中的噪音干擾因素等清晰可見，可以看出和分辨較為明顯的波動(dòng)情況。

（2）渦街流量計(jì)信號(hào)的處理

通過上述的分析，我們可以得出這樣一個(gè)結(jié)論，那就是渦街流量計(jì)在測(cè)量較大流量時(shí)其精準(zhǔn)度相當(dāng)高，反之，在測(cè)量小流量的時(shí)候則會(huì)因?yàn)闇u街信號(hào)幅值較小從而受到各種各樣的噪音干擾，無法得出真實(shí)而且有效的實(shí)際數(shù)值。因此，面對(duì)這種情況，只能夠?qū)⒌皖l段的渦街流量計(jì)信號(hào)無限放大，然后對(duì)其進(jìn)行比較識(shí)別，研究分析，通過硬件手段在信號(hào)檢測(cè)環(huán)節(jié)安裝一個(gè)前置的放大電路設(shè)備，以此來確保得出的數(shù)據(jù)結(jié)果*為準(zhǔn)確。

當(dāng)然，渦街流量計(jì)在工作時(shí)由于其壓電晶式傳感器的輸出阻抗比相當(dāng)高，前置的放大電路設(shè)備的安裝要求也會(huì)相當(dāng)嚴(yán)格，其必須使用特殊材料，經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)之后，確保其能夠?qū)⑤^為理想的電荷量轉(zhuǎn)化成為電壓量輸入。*為理想的渦街流量計(jì)前置放大電路設(shè)備，能夠形成一個(gè)強(qiáng)大的等效電阻，其雖然輸出的能量很小，但是通過專業(yè)設(shè)計(jì)的放大檢測(cè)器之后，卻可以將其輸出的微弱信號(hào)無限放大，并且將檢出器的高阻抗轉(zhuǎn)換成為低阻抗輸出。

3、渦街流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)分析

在開始動(dòng)工之前，優(yōu)先要做到的就是對(duì)渦街流量計(jì)各方面的性能進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，以此來確保其始終在*佳的工作狀態(tài)之中，測(cè)試時(shí)要注意將其流量歸零，然后依次逐漸增加流量，在整個(gè)操作的過程中，凡是沒有經(jīng)過處理的蝸牛流量計(jì)信號(hào)，都沒有辦法檢測(cè)出八方以下的流量數(shù)值，而且其輸出的頻率還相當(dāng)不穩(wěn)定，跳躍性相當(dāng)強(qiáng)。但是如果其安裝了前置放大器的話，那么渦街流量計(jì)信號(hào)的檢測(cè)頻率就會(huì)低得多，其在檢測(cè)七方時(shí)以上信號(hào)時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果相當(dāng)準(zhǔn)確，哪怕是在高平段大流量的檢測(cè)情況之下，渦街流量計(jì)檢測(cè)出來的結(jié)果都不會(huì)有較大差別，可以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而且，更為難得的是，渦街流量計(jì)在測(cè)量小流量數(shù)值時(shí)，無論是處理前和處理后，其測(cè)量的結(jié)果基本上保持一致，克服了傳統(tǒng)測(cè)量方式的不足以及信息采集不準(zhǔn)等問題，有效的保障了測(cè)量流量的準(zhǔn)確性。

在上述文章中，筆者結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)渦街流量計(jì)在實(shí)際工作中測(cè)量信號(hào)難以掌握的問題，展開了全面而且系統(tǒng)地分析和研究，從渦街信號(hào)幅值較小以及各種各樣的噪音干擾因素著手，分析了各種干擾因素形成的原因，并且針對(duì)這些原因提出了相對(duì)的解決政策。通過大量的實(shí)驗(yàn)證明，渦街流量計(jì)流量下限的大小，與測(cè)量結(jié)果的*佳直系息息相關(guān)，想要確保其測(cè)量結(jié)果*準(zhǔn)確，那么*佳的途徑就是設(shè)計(jì)能夠解決低流量階段的渦街信號(hào)幅值較小問題的硬件手段，改善渦街流量計(jì)在測(cè)量過程中得出的實(shí)際數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等方面的弊端，找到能夠有效解決我國機(jī)電一體化分層注水工藝流量測(cè)量難難題的方法。