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基于分层注水量测试电磁流量计设计 　　摘要：提出了基于正弦波励磁方式的电磁流量计设计，采用更加简单可靠的软、硬件设计及信号处理算法，从复杂信号中提取出流量信息。实验结果表明，在相对较低励磁频率下，能够有效提高流量测量精度，对于小流量注水阶段，测量误差明显降低，而且性能稳定，满足了井下各层注水量测试要求。 　　关键词：分层注水；电磁流量计；正弦波励磁；STM32F103RCT6 　　中图分类号：TH814 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）02-0240-02 　　Design of Electromagnetic Flowmeter Based on Separate-layer Water Flooding Measuring 　　YUAN Tao，DANG Bo 　　（Key Laboratory of Education Ministry for Photoelectric Logging and Detecting of Oil and Gas， Xian Shiyou University，Xian 710065， China） 　　Abstract： Design of electromagnetic flowmeter Based on sine waveform exciting is proposed. The more convenient and reliable method for signal processing， and software and hardware design is adopted， extracting flow information from complex signals. The experimental results show that relatively lower-frequency exciting could effectively enhance accuracy of measuring. At the stage of low water flooding， measurement errors are obviously reduced and performance is stable. The electromagnetic flowmeter meet test requirements of down hole separate-layer water injection. 　　Key words：Separate-layer water flooding； Electromagnetic flowmeter； Sine waveform exciting； STM32F103RCT6 　　分?幼⑺?是实现驱油替水，提高采收率的重要措施，其技术水平直接影响着注水开发油田的整体开发效果。而分层注水量精确测量是分层注水工艺的难点，特别是对于低渗透油藏的小分量注水尤为困难。注水量的精确测量配合自动控制的可调水嘴，解决了传统注水工艺调节周期长，不能够精细注水问题，对于实现油田的高产稳产具有重要意义[1]。分层注水量测量主要采用浮子式流量计，差压式流量计等，由于内部存在活动部件和阻流元件，测量精度低，影响注水效果。而电磁流量计结构简单、测量精度高，在石油化工行业得到了越来越广泛的应用[2，3]。 　　电磁流量计是根据法拉第电磁感应原理测量导电性液体体积流量的仪表[4，5]。在电磁流量计中，管内有导电性液体流过时，传感器检测电极就会产生正比于流体流速的感应电动势，其一般表达式为[E=kBDv]，其中：[k]为仪表系数，[D]为管道内径，[B]为磁感应强度，[v]为管内平均流速，[E]为感应电动势。但电磁流量计测量信号存在严重干扰，造成测量精度低，难以满足井下分层注水流量测量要求。本文在已有电磁流量计研究基础上，基于32位ARM微处理器，采用了新型信号处理方法提取流量信息，设计了适用于分层注水流量测量的电磁流量计。 　　1 硬件电路设计 　　采用正弦波励磁电磁流量计硬件电路设计如图1所示，主要由励磁模块、信号处理模块和微处理器模块三部分组成，小型电源模块将220V交流电压转化为±12V、+3.3V、+9V为其各部分供电。 　　1.1 励磁模块 　　由于是正弦波励磁，采用文氏桥作为信号产生电路，通过调整电阻电容值来选择不同励磁频率，供电电压幅值决定励磁信号幅值，选择高精度元器件实现信号稳定输出。但文氏桥电路输出信号小，难以驱动励磁线圈，通过运放对励磁信号电压放大，甲乙类功率放大对励磁信号电流放大，将放大后的信号输入电磁流量计励磁线圈作为励磁电压。 　　1.2 信号处理模块 　　测量电极输出信号微弱，