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    側裝磁翻板液位計在儲油罐等存儲容器中的應用

    發布時間:2021-01-22 14:28:34??點擊次數:505次

    摘要:側裝磁翻板液位計廣泛應用于塔河油田托甫臺區儲油罐、分離器、水套爐等各類液體存儲容器中,液位計的精度不僅關系到提取的生產數據的準確性,而且直接影響著壓力容器能否安全運行。目前塔河油田托甫臺區主要使用的液位計為側裝磁翻板液位計,本文根據托甫臺區的應用實踐,分析側裝磁翻板液位計在使用過程中出現的問題,并提出了相應的解決方案,達到了較好的效果,保障了生產安全平穩運行。
    引言
    側裝磁翻板液位計是一類專用于指示容器液位的儀器,廣泛應用于各行各業中。塔河油田托甫臺區塊在單井、計轉站的各個環節中均大量應用了磁翻版液位計,通常需要安裝液位計的設備包括水套爐、分離器、儲油罐等。。對于水套爐,液量在總容量的1/3^-1/2為宜,低于這個水位,對原油的加熱效果變差,而高于這個水位,高溫蒸汽超過水套爐的承壓后可能會引發爆炸;對于儲油罐,側裝磁翻板液位計主要起到定量監測油氣產量的作用,液位計讀值的準確性直接影響著錄取生產數據的準確性;此外,對于涉及高壓生產的流程,容器內液位指示是否準確對生產安全與效率具有重大意義??傊?,液位計的性能至關重要,若液位指示不準確,很可能導致設備損壞、甚至人員傷亡等安全事故,并嚴重影響油田生產。本文廣泛調研了側裝磁翻板液位計在實際生產中遇到的故障、分析了其形成原因,并據此給出了相應的解決方案,有效提高了液位計的準確度、可靠度,形成了快速排故能力。
    1、側裝磁翻板液位計工作原理
    側裝磁翻板液位計是根據國內外同類產品加以消化提高且按照原化工部頒布的磁浮子液位計標準HG/T21584-95研制生產的產品。按照其安裝位置,側裝磁翻板液位計可以分為頂裝型和側裝型兩類。目前,托甫臺區塊密閉流程采用的是無護管頂裝型液位計(U11Z221/D-2400),23口單井密閉流程中共一計使用87個。側裝磁翻板液位計主要利用阿基米德浮力原理和磁耦合原理設計而成,它的主要組成部分包括磁浮子、連桿、磁性頭、磁柱以及面板標尺等(圖1),磁柱正反兩面分別為紅色和白色,主要用于指示液面位置。液位計正常工作時,磁浮子一半體積浸沒在液體中,呈漂浮狀態,并且隨著液面的升降而同時升降。當液面上升時,磁浮子帶動連桿上的磁性頭向上運動,磁性頭與面板內的磁柱發生物理反應,產生扭矩,促使磁柱發生180°的翻轉,即由白色轉變為紅色;當液面下降時,根據相同的原理,磁柱由紅色翻轉為白色。因此,顯示面板上磁柱紅色和白色的分界線就指示了容器內待測液體的液面位置。
    2、常見問題
    側裝磁翻板液位計在托甫臺區塊應用的過程當中,主要遇到連桿斷折、扶正套堵塞、磁柱斷續翻轉、磁性頭磁性減弱或消磁以及原油密度與預設密度有偏差等問題。
    2.1連桿斷折
    在使用過程中由于沒有護管等原因,連桿易造成彎曲斷折(圖2),由于沒有多余連桿,現場只能連同液位計一并更換,因此造成了不必要的浪費。
    2.2浮球桶變形
    在液體中浮球桶由于沒有護管保護,在使用過程中由于液體在罐內不斷波動,浮球桶在罐內屬于無固定裝置,導致一浮球于連桿左右漂浮,碰撞拉筋易造成連桿彎曲(不銹鋼材質),浮球桶變形,變形后無法還原,連桿浮球桶損壞,測量液位不準。
    2.3扶正套堵塞
    扶正套的材料為塑料,在連桿的上下反復運動過程中,易將砂粒及稠油帶至扶正套處,造成孔眼堵塞(圖3),進而阻礙了連桿的上下活動,導致液位計無法根據現場實際液位變化瞬時復原,形成假液位,測量不準確。
    2.4磁柱斷續翻轉以及磁性頭磁性減弱或消磁
    在現場使用中,經常遇到磁柱斷斷續續翻轉的情況,即實際液位之下磁柱并不全為紅色,液位之上磁柱也并不全為一白色,形成多個紅、白磁柱的交界線,不能正確顯示液面高一度,影響讀數。發生這種情況的原因可能是磁柱上沾了油污或雜質,使磁柱不能翻轉靈活;另外一種原因可能是磁柱消磁,磁性頭位于連桿的上端,浮球運動帶動磁性頭運動,當磁性頭磁性減弱,致使它與磁柱之間的作用力減小,影響磁柱的正常翻轉。
    2.5原油密度與預設密度有偏差
    由于不同區塊原油密度存在差異,即使同一口單井,不同時期原油密度也不盡相同,因此,現場使用的液位計的設計密度不可避免地會與待測液體密度存在一定的偏差,造成磁浮子沉沒度不同,最終影響測量結果。例如,躍進1集中拉油流程,側裝磁翻板液位計設計密度為0.85g/cm3,而躍進區塊平均原油密度為0.87g/cm3,混合液密度更高。
    根據浮子受力分析可知,在浮子重力G恒定的前提下,待測原油密度P油增大,磁浮子在待測原油中的排液量v浮減小,測量的液面位置比實際位置偏高,形成相對穩定的系統誤差。同時,磁浮子隨液面變化產生的橫向浮動頻率和幅度升高,帶動連桿左右擺動,由于沒有護管保護,極易造成連桿碰撞彎曲斷折以及浮球桶變形,這些問題同樣會引起測量不準。浮球筒和連桿的損傷一般無法還原,使生產設備成本升高。
    3、技術改良
    3.1對于浮球桶變形,變形后無法還原問題,木文考慮更換浮球桶的材質,以尼龍材質代替原本不銹鋼材料。(圖4)PA66分子式H一(NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2) 4-CO) n-OH,枯性較低,因此流動性很好,這個性質可以用來加工很薄的元件,它的粘度對溫度變化很敏感。PA66的收縮率在1%--2%之間,加入玻璃纖維添加.劑可以將收縮率降低到0.2%一1%0收縮率在流程方向和與流程方向相垂直方向上的相異是較大的。PA66對許多溶劑具有抗溶性,但對酸和其它一些氯化劑的抵抗力較弱。
    浮子加上部連桿重量為1.25kg,試用井站原油密度為0.92g/cm',根據阿基米德公式(本文采用g=9.8kg/s2):
    通過上式可以看出,浮球桶進入液體體積約為1/2左右,說明其對于密度為0.92g/c3的中到重質油測量液位非常合適,避免了人工測量產生的人為誤差,更對于測量人員靠近罐口可能產生的危險進行了有效的規避。
    3.2對于連桿容易折斷的問題,本文提出了采用加裝連桿保護器的做法,加裝的圓柱形連桿保護套由4根金屬桿組成,直徑為15mm,環繞連桿的環狀保護套直徑200mm,金屬保護套的加裝使連桿在上下移動過程中減少擺動和碰撞,大大降低了連桿所承受應力,減少了材質自身應力改變而造成的變形或錯斷,在儲集罐中的應用可以看出,大大避免了連桿的斷裂形變等情況發生。
    3.3對于磁柱斷續翻轉問題,主要是因為磁柱上沾了油污或雜質,使磁柱不能翻轉靈活;另一個原因是磁柱消磁,磁性頭位于連桿的上端,浮球運動帶動磁性頭運動,當磁性頭磁性減弱,致使它與磁柱之間的作用力減小,影響磁柱的正常翻轉,從而不能準確確認液位高度。對于該缺點本文提到采用滑輪方式進行改良和替代,使液位有了一定的準確顯示,改良后液位計顯示和檢尺測量值進行對比,誤差±1%,該項改進具有較高的應用價值。
    4、結論
    側裝磁翻板液位計因成本低、指示清晰、使用簡便、可靠性高而廣泛應用于各行各業中。在采油工作中,由于原油的密度的多變和粘度大等原因,故障較多,個給生產安全帶來隱患。本文總結了磁翻版液位計常出現的故障,并提出了相應的改良方法。通過以上改良,保證了生產安全,提高了設備運行效率,減少了設備損耗,取得了較好的經濟效益。

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