電磁流量計構造與磁場散布仿真
發布日期:2017-08-11 07:24
這幾年來,的內部的磁場分部狀況備受研討人員的重視。這篇文章對這種電磁流量計內部磁場敏感場進行建模仿真,并在這種模型下,研討了在電磁流量計中添加有些磁導率不一樣的顆粒狀物質時,電磁流量計內部磁場散布狀況。
1 流量計構造與磁場散布仿真
集流型電磁流量計是廣泛用于石油井下丈量,其在流量計外殼內鑲嵌有兩個發射磁極和兩個接收電極。因為在電磁傳感器底部裝置有傘式集流器,當流量計位于指定測點后,使集流器打開,以封堵套管和測井儀器之間流體的活動通道,迫使流體悉數或絕大有些流經電磁傳感器的丈量區域,并經上出液口從頭流回井筒,井下集流式流量計截面構造如圖1中(a)所示。 
圖1 電磁流量計構造示意圖 集流型電磁流量計ANSYS仿真模型如圖1中(b)所示。圖中,電磁流量計內部水平方向有兩個磁極,筆直方向有兩個電極;磁極由磁芯和線圈兩有些構成,即在每個磁極磁芯的外側均包裹一層線圈,用來發生交變磁場。仿真時,傳感器磁極磁芯的長度為8mm、寬度為4mm,資料為導磁性鐵芯;磁芯外層包裹線圈的厚度為1mm,資料為銅絲;電極的長度和寬度均為4mm,資料為不銹鋼。螺線管線圈電流加載后,左面磁極外側為S極,內側為N極;右邊磁極外側為N極,內側為S極。
選用magsolv指令對上述外流式電磁流量計磁場散布疑問進行靜態求解,得到磁感應強度B散布和2D磁通線散布,別離如圖2中的(a)和(b)所示。能夠看出,在傳感器管道內磁場散布較均勻,在接近磁極外表區域磁力線密集,表明該有些丈量靈敏度較高。為了更明晰的了解流量計內部磁感應場的散布狀況,樹立電磁流量計丈量區域的磁感應強度散布場,如圖3所示,從仿真磁感應散布圖中能夠明白的獲得各有些的磁感應強度巨細。 2 管道內含磁性物質時電磁流量計磁場散布仿真
為了調查流體中含有的磁性物質時,對電磁流量計磁場散布的影響,ANSYS仿真模型如圖4所示的模型。圖中,在傳感器管道丈量區域內設置直徑磁性球體,并設定磁性球體的相對磁導率為:μ=10。對線圈施加載鼓勵電流,并選用esize指令對ANSYS模型進行網格剖分,選用magsolv指令對該含磁性物質時電磁流量計磁場散布疑問進行靜態求解,得到了磁感應強度B散布和2D磁通線散布,如圖5中(a)和(b)所示。
從圖5能夠看出,磁性物質流經傳感器管道丈量區域時,磁性物質附近的磁場發生了改變,進而影響丈量磁場的全體散布特性。也就是說,流體中的磁性物質相同會對集流型電磁流量計的丈量形成影響。將仿真成果數值化顯現其散布圖如圖6所示,從仿真成果能夠看出,流體中含有磁物質時,這有些磁感應強度是增大的,是影響全部空間的磁感應強度散布的。 3 結束語
集流型電磁流量計以一種特別構造在油氣井丈量方面有廣泛的使用,這篇文章對這種特別構造的流量丈量計樹立仿真模型,使用有限元的辦法對集流式電磁流量計磁場的測定進行了計算機試驗仿真,為使用有限元辦法在電磁流量計的仿真辦法中磁場的仿真丈量及其構造優化奠定必定根底
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