時(shí)間: 分類:科學(xué)技術(shù)論文 次數(shù):
為了解決零散井站點(diǎn)的天然氣和原油在分離過(guò)程中,因?yàn)椴荒茏詣?dòng)調(diào)節(jié)和控制分離器內(nèi)的液位,造成天然氣進(jìn)入儲(chǔ)油罐或原油進(jìn)入氣管線的難題,利用分離器現(xiàn)有的部件,通過(guò)加裝干簧管遠(yuǎn)傳、數(shù)顯表、記錄儀、電磁閥、報(bào)警器等儀器,研發(fā)制造出了一種分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高,實(shí)現(xiàn)了分離器自動(dòng)完成氣液分離,連續(xù)計(jì)量及液位超限報(bào)警等功能,避免了現(xiàn)有技術(shù)需要人工操作,值班員工24小時(shí)盯住液位計(jì)進(jìn)行量油,一旦值班人員精力不集中,將會(huì)造成天然氣管線內(nèi)進(jìn)入液體,儲(chǔ)液罐內(nèi)進(jìn)入天然氣等事故的發(fā)生。
關(guān)鍵詞:自動(dòng)控制,信號(hào)遠(yuǎn)傳,運(yùn)行安全,降本增效
在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中有大量的區(qū)塊含油面積小,呈零散分布,區(qū)塊間生產(chǎn)的油氣不能進(jìn)行匯集處理,只能在井站點(diǎn)自行氣液分離,液體進(jìn)入儲(chǔ)液罐,通過(guò)罐車外運(yùn),天然氣除自用外,多余的氣量供給附近的用戶。
通過(guò)人工來(lái)調(diào)節(jié)排液閥門(mén)的開(kāi)度,使分離器進(jìn)、出液量在相對(duì)時(shí)間內(nèi)保持平衡,但因油井生產(chǎn)狀態(tài)及用戶用氣量的不同,使分離器進(jìn)、出液量不平衡,當(dāng)進(jìn)液量多,出液量少時(shí),就會(huì)發(fā)生分離器內(nèi)的液體進(jìn)入到天然氣管線內(nèi),堵塞氣線,不但損壞設(shè)備造成經(jīng)濟(jì)損失,而且降低企業(yè)的聲譽(yù);當(dāng)進(jìn)液量少,出液量多,氣、液一同從排液閥中排出,進(jìn)入到儲(chǔ)液罐內(nèi),使大量的天然氣外泄,既損失了氣量又對(duì)環(huán)境造成污染,還造成了安全隱患。針對(duì)以上所述的困難,應(yīng)研發(fā)、設(shè)計(jì)一種具有高度自動(dòng)化分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng),從而解決現(xiàn)有技術(shù)中的難題。
一、改進(jìn)思路及方案實(shí)施
1.設(shè)計(jì)思路。
將分離器液體排出閥由普通閥門(mén)改為自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)的電磁閥,原來(lái)由人工操作控制的分離器液位高度,實(shí)現(xiàn)由電信號(hào)自動(dòng)控制,同時(shí)該系統(tǒng)具有自動(dòng)報(bào)警功能,在值班室設(shè)有報(bào)警裝置,當(dāng)分離器計(jì)量排液系統(tǒng)不能自動(dòng)排液,分離器內(nèi)的液位超過(guò)上下警戒位時(shí),報(bào)警系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng)運(yùn)行,發(fā)出聲光警報(bào),提示工人及時(shí)進(jìn)行排除。通過(guò)在現(xiàn)有的計(jì)量系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改動(dòng),在實(shí)現(xiàn)以上功能的同時(shí),做到既不違反安全規(guī)定,又盡量減少投入。
盡量利用分離器現(xiàn)有的磁翻板液位計(jì)中的功能,根據(jù)磁翻板液位計(jì)內(nèi)的磁浮標(biāo)隨分離器內(nèi)液位高低發(fā)生移動(dòng),磁浮標(biāo)移動(dòng)到什么位置,就在什么位置發(fā)出磁力線的特性,在磁翻板液位計(jì)上下計(jì)量標(biāo)高處及在分離器上下液位警戒位處磁感電器元件,當(dāng)磁浮標(biāo)達(dá)到計(jì)量標(biāo)高時(shí),磁感電器元件在磁浮標(biāo)磁力線的作用上,通過(guò)儀表轉(zhuǎn)換成控制電磁閥的電信號(hào),實(shí)現(xiàn)分離器排液閥門(mén)根據(jù)高度的設(shè)定值實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān);如果出現(xiàn)故障不能自行關(guān)閉和開(kāi)啟排液閥時(shí),磁浮標(biāo)將繼續(xù)上行或下移,到達(dá)分離報(bào)警高度時(shí),磁感電器元件轉(zhuǎn)變成報(bào)警信號(hào),值班室內(nèi)的警鈴或警燈開(kāi)始運(yùn)行,警示值班人員去排除故障,故障不排除,警示不停。
2.組成及特征。
分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由分離計(jì)量系統(tǒng)、信號(hào)傳輸系統(tǒng)、自動(dòng)排液系統(tǒng)、液位報(bào)警系統(tǒng)四大部分組成,主要包括磁翻板液位計(jì)、干簧管遠(yuǎn)傳、數(shù)顯表、記錄儀、電磁閥、報(bào)警器、各種連接導(dǎo)線等部件。
(1)分離計(jì)量系統(tǒng)由磁翻板液位計(jì)、干簧管遠(yuǎn)傳、數(shù)顯表、記錄儀及導(dǎo)線組成。磁翻板液位計(jì)與分離器構(gòu)成一個(gè)連通器,磁翻板內(nèi)磁浮標(biāo)隨分離器內(nèi)液位的位置同步移動(dòng),始終與分離器內(nèi)的液位保持同一高度。干簧管遠(yuǎn)傳與磁翻板緊貼在一起,干簧管內(nèi)的阻值的大小與磁浮標(biāo)聯(lián)動(dòng)。
當(dāng)分離器內(nèi)的液位在計(jì)量下限時(shí),在液位計(jì)磁浮標(biāo)的磁力線的作用下,干簧管遠(yuǎn)傳發(fā)出信號(hào),關(guān)閉分離器的出液閥門(mén),開(kāi)始計(jì)量油井產(chǎn)量,同時(shí)值班室內(nèi)的數(shù)顯表顯示出罐內(nèi)液位高度,當(dāng)液位達(dá)到計(jì)量上限時(shí),在液位計(jì)磁浮標(biāo)的磁力線的作用下,干簧管內(nèi)發(fā)出不同阻值的遠(yuǎn)傳信號(hào),記錄儀根據(jù)收到的到量油信息,計(jì)算出產(chǎn)油井的產(chǎn)液量,并對(duì)量油數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存。
(2)信號(hào)傳輸系統(tǒng)由干簧管遠(yuǎn)傳、數(shù)顯表、記錄儀及導(dǎo)線組成。干簧管遠(yuǎn)傳設(shè)有計(jì)量下限、計(jì)量上限、報(bào)警下限、報(bào)警上限四個(gè)信號(hào)傳輸點(diǎn)。液量計(jì)量時(shí),記錄儀發(fā)出計(jì)量信號(hào),分離器內(nèi)的液位低(高)于計(jì)量下限時(shí)關(guān)閉(打開(kāi))排液閥,當(dāng)分離器內(nèi)液位達(dá)到計(jì)量下限時(shí),干簧管遠(yuǎn)傳發(fā)出信號(hào)關(guān)閉分離器排液閥,數(shù)顯表顯示分離器內(nèi)液位高度,記錄儀讀取量油信息,計(jì)算產(chǎn)液量,值班人員在值班室內(nèi)就可以在儀器的顯示儀上時(shí)時(shí)觀察到各種數(shù)據(jù),借助現(xiàn)代化通訊設(shè)備還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳,讓技術(shù)人員隨時(shí)了解單井點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。
(3)自動(dòng)排液系統(tǒng)由干簧管遠(yuǎn)傳、電磁閥、記錄儀及導(dǎo)線組成。分離器排液時(shí),當(dāng)分離器內(nèi)液位到達(dá)計(jì)量下限時(shí),干簧管遠(yuǎn)傳在液位計(jì)磁浮標(biāo)磁力線的作用下,發(fā)出電信號(hào),導(dǎo)通電磁閥的控制電機(jī),使電子手輪旋轉(zhuǎn),關(guān)閉分離器的排液閥,對(duì)油井產(chǎn)量進(jìn)行第二次計(jì)量,記錄儀開(kāi)始工作,當(dāng)分離器內(nèi)液位到達(dá)計(jì)量上限時(shí),排液閥開(kāi)啟排出液量,記錄儀根據(jù)量油時(shí)間計(jì)算出液體產(chǎn)量,通過(guò)設(shè)定,實(shí)現(xiàn)全天對(duì)油井產(chǎn)液量的計(jì)量。
(4)液位報(bào)警系統(tǒng)由干簧管遠(yuǎn)傳、報(bào)警器及導(dǎo)線組成。當(dāng)排液閥門(mén)不能及時(shí)開(kāi)啟,將造成分離器內(nèi)的液位持續(xù)上升,當(dāng)液位達(dá)到天然氣出口時(shí),產(chǎn)出液將進(jìn)入天然氣管線內(nèi),給天然氣用戶造成損失。分離器排液時(shí),當(dāng)液位到達(dá)計(jì)量液位下限時(shí),排液閥不能自行關(guān)閉,液位降到排液口時(shí),氣、液將一同進(jìn)入儲(chǔ)液罐內(nèi),造成氣量損失,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成環(huán)境污染。為防止出現(xiàn)以上事故,在磁翻板上設(shè)有報(bào)警下限標(biāo)記和報(bào)警上限標(biāo)記,當(dāng)分離器內(nèi)的液位達(dá)到報(bào)警上下限標(biāo)記時(shí),在液位計(jì)磁浮標(biāo)磁力線的作用下,發(fā)出報(bào)警信號(hào),安裝在值班室內(nèi)的報(bào)警器,將會(huì)發(fā)出聲光警報(bào),直至值班人員發(fā)現(xiàn)并排除故障后,報(bào)警才能停止。
二、分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)結(jié)及原理
1.分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng)的示意圖。
2.分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能。
功能一:實(shí)現(xiàn)了對(duì)分離器內(nèi)液面高度的自動(dòng)控制,保證了分離器內(nèi)的液位在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi),杜絕了氣體進(jìn)入儲(chǔ)液罐和液體進(jìn)入氣管線現(xiàn)象的發(fā)生。功能二:實(shí)現(xiàn)對(duì)油井產(chǎn)液量全天24小時(shí)的計(jì)量與記錄,為油井產(chǎn)能的變化分析提供了依據(jù)。功能三:具有對(duì)分離器內(nèi)液面的監(jiān)控功能,當(dāng)分離器內(nèi)的液位超過(guò)警戒位時(shí),就會(huì)通過(guò)聲控和燈光進(jìn)行報(bào)警,提示操作人員及時(shí)進(jìn)行處理。
3.分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理。
液量計(jì)量的工作原理,工作人員通過(guò)記錄儀6發(fā)出計(jì)量信號(hào),干簧管遠(yuǎn)傳5通過(guò)磁翻板液位計(jì)4測(cè)出液位的位置,分離器內(nèi)的液位低于計(jì)量下限時(shí),干簧管遠(yuǎn)傳電阻件發(fā)出信號(hào)關(guān)閉出油閥,當(dāng)分離器內(nèi)液位達(dá)到計(jì)量下限時(shí),干簧管遠(yuǎn)傳的電阻組件503發(fā)出信號(hào),數(shù)顯表、記錄儀6將收到的阻值信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)并開(kāi)始記錄量油信息,對(duì)油井的產(chǎn)液量進(jìn)行計(jì)量。
當(dāng)液位達(dá)到計(jì)量上限時(shí),電阻組件504發(fā)出信號(hào),數(shù)顯表、記錄儀6將收到的信息進(jìn)行分析,并計(jì)算出油井產(chǎn)液量,同時(shí)將轉(zhuǎn)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶砰y的控制信號(hào),打開(kāi)分離器排液的電磁閥,將分離器的液體排入儲(chǔ)油罐內(nèi),當(dāng)分離器內(nèi)的液位到達(dá)分離器下限時(shí),干簧管遠(yuǎn)傳的電阻組件503又發(fā)出信號(hào),分離器排液電磁閥再次關(guān)閉,進(jìn)行下一次的液量計(jì)量。
當(dāng)分離器內(nèi)的液位高于計(jì)量下限時(shí),干簧管遠(yuǎn)傳電阻件發(fā)出信號(hào)打開(kāi)排液閥,當(dāng)分離器內(nèi)液位達(dá)到計(jì)量下限時(shí),干簧管遠(yuǎn)傳的電阻組件503發(fā)出信號(hào),關(guān)閉分離器排液閥。自動(dòng)控制系統(tǒng)中數(shù)顯表、記錄儀6將開(kāi)始對(duì)油井產(chǎn)液量再次進(jìn)行計(jì)量。當(dāng)班工人可以根據(jù)不同油井的量油要求,對(duì)數(shù)顯表、記錄儀6進(jìn)行設(shè)定,確定量油次數(shù),取得精確的油井產(chǎn)量信息。
分禽器內(nèi)液位高度的控制原理:為了確保分離器連續(xù)工作和外供天然氣平穩(wěn)運(yùn)行,分離器的進(jìn)液量與出液量要保持平衡,使分離器內(nèi)的液位保持在一個(gè)合理的位置。該系統(tǒng)通過(guò)以下原理實(shí)現(xiàn)分離器液位的控制,當(dāng)分離器進(jìn)液量少于排液量時(shí),分離器內(nèi)的液位下降,當(dāng)降到電阻件503的位置時(shí),干簧管遠(yuǎn)傳5發(fā)出信號(hào)給記錄儀6,記錄儀6通過(guò)計(jì)算,將信號(hào)轉(zhuǎn)換為分離器排液控制電磁閥的控制信號(hào),調(diào)小閥門(mén)開(kāi)度,減小排液量。
當(dāng)進(jìn)入分離器進(jìn)液量大于排液量時(shí),分離器內(nèi)的液位上升,當(dāng)升到電阻件504的位置時(shí),干簧管遠(yuǎn)傳5發(fā)出信號(hào)給記錄儀6,記錄儀6將信號(hào)轉(zhuǎn)換成開(kāi)大分離器氣排液電磁閥3的控制信號(hào),調(diào)大排閥的開(kāi)度,加大排液量,使分離器內(nèi)的液位始終保持在一個(gè)合理的位置高度。當(dāng)排液閥打不開(kāi)(關(guān)不上),分離器內(nèi)的液位持續(xù)上升(下降),當(dāng)分離器內(nèi)液位高度到達(dá)電阻件509(508)的位置時(shí),干簧管遠(yuǎn)傳5發(fā)出信號(hào)給數(shù)顯表、記錄儀6,數(shù)顯表、記錄儀6將信號(hào)轉(zhuǎn)換后,發(fā)給安裝在值班室內(nèi)的報(bào)警元件7,報(bào)警元件7持續(xù)發(fā)出聲、光預(yù)警聲信息,提示值班人員進(jìn)行故障排除,直至故障解除后,預(yù)警信息才終止。
三、分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng)推廣應(yīng)用及創(chuàng)效情況
分離器自動(dòng)液位控制系統(tǒng)研制成功后,分別在華北油田務(wù)3、務(wù)4等零散的井站點(diǎn)上進(jìn)行了使用。經(jīng)過(guò)一年多的應(yīng)用,不但能夠完成對(duì)油井產(chǎn)液量的自動(dòng)計(jì)量,而且還實(shí)現(xiàn)了根據(jù)分離器進(jìn)液量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)出液量的多少,使分離器內(nèi)的液位保持在合理高度。原來(lái)需要通過(guò)人工完成的工作,現(xiàn)在通過(guò)分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)完成,不但減輕了崗位員工的勞動(dòng)強(qiáng)度,而且提高了運(yùn)行安全系數(shù),降低了液體進(jìn)入天然管線和天然氣進(jìn)入儲(chǔ)油罐內(nèi)故障的發(fā)生率。
每套系統(tǒng)每年平均可以減少一個(gè)人員的工作量,減少天然氣損失5萬(wàn)方,年創(chuàng)效50余萬(wàn)元。該技術(shù)應(yīng)用一年多,已經(jīng)趨向成熟,具備了進(jìn)行推廣條件,可以向具備條件的油氣生產(chǎn)場(chǎng)所進(jìn)行推廣應(yīng)用。
四、結(jié)束語(yǔ)
分離器自動(dòng)液位控制系統(tǒng)利用電子元器件實(shí)現(xiàn)了分離器液位的自動(dòng)控制,產(chǎn)液量的自動(dòng)計(jì)量及分離器液位警戒線的報(bào)警功能。該套液位自動(dòng)控制系統(tǒng)裝置在應(yīng)用過(guò)程中,不但降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少了用工量,而且與原來(lái)人工操作相比計(jì)量準(zhǔn)確,運(yùn)行安全,具有良好的運(yùn)行前景。
參考文獻(xiàn):
[1]機(jī)械設(shè)計(jì)便覽ISBN7-5308-0175-9/TH.10.
[2]天然氣輸送與儲(chǔ)存工程ISBN7-5021-4923-6.
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摘要:文章論述了變頻調(diào)速控制技術(shù)在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用情況,并介紹了變頻自動(dòng)控制的工作與節(jié)能原理,并對(duì)其實(shí)際應(yīng)用情況及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞:變頻器;自動(dòng)控制;集中供熱;應(yīng)用;節(jié)能效益
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