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油水分析真空夾套型磁翻板液位計(jì)的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用
摘要：針對(duì)真空夾套型磁翻板液位計(jì)應(yīng)用過程中存在的問題，并結(jié)合生產(chǎn)需要，選用了油水分析雙液位計(jì)用替代真空夾套型磁翻板液位計(jì)的改造方案，本文對(duì)油水分析雙液位計(jì)的原理、功能、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，并對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行了總結(jié)。
在生產(chǎn)過程中，往往需要測(cè)量出污水罐油水界面，便于計(jì)算出產(chǎn)油、產(chǎn)水量，從而科學(xué)的掌握產(chǎn)油、產(chǎn)水狀況。目前用于測(cè)量界面的儀表很多，但是在實(shí)際應(yīng)用中，現(xiàn)場(chǎng)工況要復(fù)雜得多。由于地層水成分復(fù)雜，再加上進(jìn)液帶來的擾動(dòng)、泡排劑、甲醇和沉降時(shí)間等諸多因素，從而導(dǎo)致了在油層與水層中間存在著一個(gè)厚薄不一、密度梯度不定的過渡層，習(xí)慣上稱之為乳化層。正是由于存在了這一如此復(fù)雜的乳化層，使得絕大多數(shù)界面儀在遇到這種工況時(shí)無法測(cè)量。
１ 儀表換型原因
蘇里格地區(qū)各集氣站均采用“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模塊化建設(shè)”，其中污水罐為埋地臥式儲(chǔ)罐，分離出的水和凝析油及微少的泥沙通過排污管線進(jìn)入罐中，經(jīng)過沉降，泥沙聚集在罐底，水在中間，凝析油在*上層。
２０１２ 年以前，蘇里格氣田各污水罐液位測(cè)量工具為真空夾套型磁翻板液位計(jì)，該液位計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，球筒內(nèi)置一個(gè)磁性球體，通過連接桿與下方長(zhǎng)橢圓浮球連接，長(zhǎng)橢圓浮球與測(cè)量介質(zhì)接觸并浮于介質(zhì)表面，當(dāng)浮球隨液面升高降低浮動(dòng)時(shí)通過連接桿帶動(dòng)內(nèi)置高強(qiáng)度磁鐵移動(dòng)，移動(dòng)同時(shí)對(duì)球筒壁外的變送器中的干簧管和玻璃指示器進(jìn)行吸合，從而指示出當(dāng)前液位和變送輸出電流信號(hào)。
但在生產(chǎn)過程中真空夾套型磁翻板液位計(jì)主要存在以下四方面問題：
① 真空夾套型磁翻板液位計(jì)所設(shè)計(jì)電路為模擬電路，性能較差容易漂移，致使測(cè)量不準(zhǔn)。
② 由于球筒內(nèi)置球體具有較強(qiáng)磁性，使用中會(huì)吸附大量的鐵銹、鐵屑，導(dǎo)致球體質(zhì)量高于配置質(zhì)量造成測(cè)量誤差增大。
③ 隨著時(shí)間流逝，磁性球體磁力及玻璃指示器磁力下降，從而導(dǎo)致吸力不足，出現(xiàn)外部指示器不能正確顯示和變送器輸出異常等現(xiàn)象。
④ 長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，連接桿固定口生銹與連接桿摩擦力增大，誤差隨之增大為解決上述問題，進(jìn)一步提高計(jì)量精度，實(shí)現(xiàn)油、水單獨(dú)計(jì)量，切實(shí)加強(qiáng)對(duì)各集氣站污水的管理，根據(jù)各污水罐油水生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)的實(shí)際情況，選擇更適用于測(cè)量污水的油水分析雙液位計(jì)開展了實(shí)驗(yàn)。
２ 油水分析雙液位計(jì)的結(jié)構(gòu)與工作原理
２．１ 油水分析雙液位計(jì)結(jié)構(gòu)
油水分析雙液位計(jì)主要由三大部分組成：表頭部分、傳感器部分及測(cè)油測(cè)水浮球。
２．２ 工作原理
其工作原理是利用磁場(chǎng)脈沖波，測(cè)量時(shí)液位計(jì)的頭部發(fā)出電流“詢問脈沖”，此脈沖同時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，沿波導(dǎo)管內(nèi)的感應(yīng)線向下運(yùn)行，在液位計(jì)管外配有浮子，浮子可隨液位沿側(cè)桿上下移動(dòng)，浮子內(nèi)設(shè)有一組永久磁鐵，其磁場(chǎng)與脈沖產(chǎn)生的磁場(chǎng)相遇則產(chǎn)生一個(gè)新的變化磁場(chǎng)，隨之產(chǎn)生新的電磁“返回脈沖”，測(cè)定“詢問脈沖”和“返回脈沖”的周期便可知道液位的變化。因此，磁致式液位計(jì)是以浮子為測(cè)量元件通過磁耦合的變化傳遞到指示器，使指示器能夠清晰地指示出液位的高度。
２．３ 工作特性
適用于各種惡劣工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下，眾多優(yōu)點(diǎn)集于一身： ① 能同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)液位；② 耐高低溫（傳感器： －４０～１５０℃ ）、耐腐蝕、耐磨損、耐高壓；③ 抗粉塵、不怕蒸汽； ④ 不怕堵塞；⑤ 以人為本，綠色環(huán)保，無輻射； ⑥ 可帶料安裝，無需停車；⑦ 可帶料調(diào)試，無需停車放空、放滿，方便快捷； ⑧ 無機(jī)械滑動(dòng)部分，無卡死現(xiàn)象發(fā)生； ⑨ 防爆設(shè)計(jì)，可用于易燃易爆場(chǎng)所；10 智能化實(shí)時(shí)自校正，測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠。
３ 應(yīng)用及推廣情況
在試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上，蘇里格氣田對(duì) ＡＣＤ－１ＤＬ 油水分析液位計(jì)進(jìn)行了全面推廣，截止到 ２０１４年 １１ 月底，共在 ８７ 座集氣站應(yīng)用 １９０ 臺(tái)，各單位應(yīng)用情況統(tǒng)計(jì)見表 １ 。
４ 運(yùn)行效果評(píng)價(jià)
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明，油水分析雙液位計(jì)具有如下優(yōu)勢(shì)：
① 采用磁致伸縮原理制造的高精度、長(zhǎng)量程線性、絕對(duì)位置測(cè)量的液位傳感器，可以精確測(cè)量容罐液面、界面的位置。
② 供電方式靈活，接線方法多種且*為方便，可滿足各種測(cè)量、控制、檢測(cè)的要求。
③ 采用非接觸測(cè)量方式，解決了因磨擦、磨損等造成的使用壽命低的問題。該傳感器性能高，壽命長(zhǎng)，有良好的環(huán)境適應(yīng)性、可靠性和穩(wěn)定性，安裝簡(jiǎn)單，滿足了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求目前８７座集氣站安裝的１９０臺(tái)油水分析雙液位計(jì)運(yùn)行效果良好，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，滿足了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理要求，從而為加強(qiáng)了污水和輕質(zhì)油監(jiān)控管理、提高了生產(chǎn)管理水平提供了重要保障。
５ 推廣應(yīng)用前景
通過油水分析雙液位計(jì)的推廣及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了蘇里格氣田油水?dāng)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了油水分拉，有力地促進(jìn)了凝析油管理，而且也使數(shù)字化管理水平得到了進(jìn)一步的提高，推動(dòng)蘇里格氣田生產(chǎn)管理向智能化、信息化轉(zhuǎn)變。該技術(shù)不僅適用于蘇里格氣田，而且同樣適用于其它類似工藝、生產(chǎn)條件下的液位檢測(cè)，具有良好和廣泛的推廣應(yīng)用前景。
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