為了解決零散井站點的天然氣和原油在分離過程中，因為不能自動調節和控制分離器內的液位，造成天然氣進入儲油罐或原油進入氣管線的難題，利用分離器現有的部件，通過加裝干簧管遠傳、數顯表、記錄儀、電磁閥、報警器等儀器，研發制造出了一種分離器液位自動控制系統。該系統具有自動化程度高，實現了分離器自動完成氣液分離，連續計量及液位超限報警等功能，避免了現有技術需要人工操作，值班員工24小時盯住液位計進行量油，一旦值班人員精力不集中，將會造成天然氣管線內進入液體，儲液罐內進入天然氣等事故的發生。

　　關鍵詞：自動控制,信號遠傳,運行安全,降本增效

　　在油田開發過程中有大量的區塊含油面積小，呈零散分布，區塊間生產的油氣不能進行匯集處理，只能在井站點自行氣液分離，液體進入儲液罐，通過罐車外運，天然氣除自用外，多余的氣量供給附近的用戶。

　　通過人工來調節排液閥門的開度，使分離器進、出液量在相對時間內保持平衡，但因油井生產狀態及用戶用氣量的不同，使分離器進、出液量不平衡，當進液量多，出液量少時，就會發生分離器內的液體進入到天然氣管線內，堵塞氣線，不但損壞設備造成經濟損失，而且降低企業的聲譽;當進液量少，出液量多，氣、液一同從排液閥中排出，進入到儲液罐內，使大量的天然氣外泄，既損失了氣量又對環境造成污染，還造成了安全隱患。針對以上所述的困難，應研發、設計一種具有高度自動化分離器液位自動控制系統，從而解決現有技術中的難題。

　　一、改進思路及方案實施

　　1.設計思路。

　　將分離器液體排出閥由普通閥門改為自動控制開關的電磁閥，原來由人工操作控制的分離器液位高度，實現由電信號自動控制，同時該系統具有自動報警功能，在值班室設有報警裝置，當分離器計量排液系統不能自動排液，分離器內的液位超過上下警戒位時，報警系統開始啟動運行，發出聲光警報，提示工人及時進行排除。通過在現有的計量系統基礎上進行改動，在實現以上功能的同時，做到既不違反安全規定，又盡量減少投入。

　　盡量利用分離器現有的磁翻板液位計中的功能，根據磁翻板液位計內的磁浮標隨分離器內液位高低發生移動，磁浮標移動到什么位置，就在什么位置發出磁力線的特性，在磁翻板液位計上下計量標高處及在分離器上下液位警戒位處磁感電器元件，當磁浮標達到計量標高時，磁感電器元件在磁浮標磁力線的作用上，通過儀表轉換成控制電磁閥的電信號，實現分離器排液閥門根據高度的設定值實現自動開關;如果出現故障不能自行關閉和開啟排液閥時，磁浮標將繼續上行或下移，到達分離報警高度時，磁感電器元件轉變成報警信號，值班室內的警鈴或警燈開始運行，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。

　　分離器液位自動控制系統主要由分離計量系統、信號傳輸系統、自動排液系統、液位報警系統四大部分組成，主要包括磁翻板液位計、干簧管遠傳、數顯表、記錄儀、電磁閥、報警器、各種連接導線等部件。

　　(1)分離計量系統由磁翻板液位計、干簧管遠傳、數顯表、記錄儀及導線組成。磁翻板液位計與分離器構成一個連通器，磁翻板內磁浮標隨分離器內液位的位置同步移動，始終與分離器內的液位保持同一高度。干簧管遠傳與磁翻板緊貼在一起，干簧管內的阻值的大小與磁浮標聯動。

　　當分離器內的液位在計量下限時，在液位計磁浮標的磁力線的作用下，干簧管遠傳發出信號，關閉分離器的出液閥門，開始計量油井產量，同時值班室內的數顯表顯示出罐內液位高度，當液位達到計量上限時，在液位計磁浮標的磁力線的作用下，干簧管內發出不同阻值的遠傳信號，記錄儀根據收到的到量油信息，計算出產油井的產液量，并對量油數據進行儲存。

　　(2)信號傳輸系統由干簧管遠傳、數顯表、記錄儀及導線組成。干簧管遠傳設有計量下限、計量上限、報警下限、報警上限四個信號傳輸點。液量計量時，記錄儀發出計量信號，分離器內的液位低(高)于計量下限時關閉(打開)排液閥，當分離器內液位達到計量下限時，干簧管遠傳發出信號關閉分離器排液閥，數顯表顯示分離器內液位高度，記錄儀讀取量油信息，計算產液量，值班人員在值班室內就可以在儀器的顯示儀上時時觀察到各種數據，借助現代化通訊設備還能夠實現數據遠傳，讓技術人員隨時了解單井點的數據信息。

　　(3)自動排液系統由干簧管遠傳、電磁閥、記錄儀及導線組成。分離器排液時，當分離器內液位到達計量下限時，干簧管遠傳在液位計磁浮標磁力線的作用下，發出電信號，導通電磁閥的控制電機，使電子手輪旋轉，關閉分離器的排液閥，對油井產量進行第二次計量，記錄儀開始工作，當分離器內液位到達計量上限時，排液閥開啟排出液量，記錄儀根據量油時間計算出液體產量，通過設定，實現全天對油井產液量的計量。

　　(4)液位報警系統由干簧管遠傳、報警器及導線組成。當排液閥門不能及時開啟，將造成分離器內的液位持續上升，當液位達到天然氣出口時，產出液將進入天然氣管線內，給天然氣用戶造成損失。分離器排液時，當液位到達計量液位下限時，排液閥不能自行關閉，液位降到排液口時，氣、液將一同進入儲液罐內，造成氣量損失，嚴重時還會造成環境污染。為防止出現以上事故，在磁翻板上設有報警下限標記和報警上限標記，當分離器內的液位達到報警上下限標記時，在液位計磁浮標磁力線的作用下，發出報警信號，安裝在值班室內的報警器，將會發出聲光警報，直至值班人員發現并排除故障后，報警才能停止。

　　二、分離器液位自動控制系統的構結及原理

　　1.分離器液位自動控制系統的示意圖。

　　2.分離器液位自動控制系統的功能。

　　功能一：實現了對分離器內液面高度的自動控制，保證了分離器內的液位在適當的范圍之內，杜絕了氣體進入儲液罐和液體進入氣管線現象的發生。功能二：實現對油井產液量全天24小時的計量與記錄，為油井產能的變化分析提供了依據。功能三：具有對分離器內液面的監控功能，當分離器內的液位超過警戒位時，就會通過聲控和燈光進行報警，提示操作人員及時進行處理。

　　3.分離器液位自動控制系統的工作原理。

　　液量計量的工作原理，工作人員通過記錄儀6發出計量信號，干簧管遠傳5通過磁翻板液位計4測出液位的位置，分離器內的液位低于計量下限時，干簧管遠傳電阻件發出信號關閉出油閥，當分離器內液位達到計量下限時，干簧管遠傳的電阻組件503發出信號，數顯表、記錄儀6將收到的阻值信號轉變為電流信號并開始記錄量油信息，對油井的產液量進行計量。

　　當液位達到計量上限時，電阻組件504發出信號，數顯表、記錄儀6將收到的信息進行分析，并計算出油井產液量，同時將轉信號進行轉變為電磁閥的控制信號，打開分離器排液的電磁閥，將分離器的液體排入儲油罐內，當分離器內的液位到達分離器下限時，干簧管遠傳的電阻組件503又發出信號，分離器排液電磁閥再次關閉，進行下一次的液量計量。

　　當分離器內的液位高于計量下限時，干簧管遠傳電阻件發出信號打開排液閥，當分離器內液位達到計量下限時，干簧管遠傳的電阻組件503發出信號，關閉分離器排液閥。自動控制系統中數顯表、記錄儀6將開始對油井產液量再次進行計量。當班工人可以根據不同油井的量油要求，對數顯表、記錄儀6進行設定，確定量油次數，取得精確的油井產量信息。

　　分禽器內液位高度的控制原理：為了確保分離器連續工作和外供天然氣平穩運行，分離器的進液量與出液量要保持平衡，使分離器內的液位保持在一個合理的位置。該系統通過以下原理實現分離器液位的控制，當分離器進液量少于排液量時，分離器內的液位下降，當降到電阻件503的位置時，干簧管遠傳5發出信號給記錄儀6，記錄儀6通過計算，將信號轉換為分離器排液控制電磁閥的控制信號，調小閥門開度，減小排液量。

　　當進入分離器進液量大于排液量時，分離器內的液位上升，當升到電阻件504的位置時，干簧管遠傳5發出信號給記錄儀6，記錄儀6將信號轉換成開大分離器氣排液電磁閥3的控制信號，調大排閥的開度，加大排液量，使分離器內的液位始終保持在一個合理的位置高度。當排液閥打不開(關不上)，分離器內的液位持續上升(下降)，當分離器內液位高度到達電阻件509(508)的位置時，干簧管遠傳5發出信號給數顯表、記錄儀6，數顯表、記錄儀6將信號轉換后，發給安裝在值班室內的報警元件7，報警元件7持續發出聲、光預警聲信息，提示值班人員進行故障排除，直至故障解除后，預警信息才終止。

　　三、分離器液位自動控制系統推廣應用及創效情況

　　分離器自動液位控制系統研制成功后，分別在華北油田務3、務4等零散的井站點上進行了使用。經過一年多的應用，不但能夠完成對油井產液量的自動計量，而且還實現了根據分離器進液量的變化自動調節出液量的多少，使分離器內的液位保持在合理高度。原來需要通過人工完成的工作，現在通過分離器液位自動控制系統自動完成，不但減輕了崗位員工的勞動強度，而且提高了運行安全系數，降低了液體進入天然管線和天然氣進入儲油罐內故障的發生率。

　　每套系統每年平均可以減少一個人員的工作量，減少天然氣損失5萬方，年創效50余萬元。該技術應用一年多，已經趨向成熟，具備了進行推廣條件，可以向具備條件的油氣生產場所進行推廣應用。

　　四、結束語

　　分離器自動液位控制系統利用電子元器件實現了分離器液位的自動控制，產液量的自動計量及分離器液位警戒線的報警功能。該套液位自動控制系統裝置在應用過程中，不但降低了員工的勞動強度，減少了用工量，而且與原來人工操作相比計量準確，運行安全，具有良好的運行前景。

　　參考文獻：

　　[1]機械設計便覽ISBN7-5308-0175-9/TH.10.

　　[2]天然氣輸送與儲存工程ISBN7-5021-4923-6.

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