電伴熱磁翻板液位計在油田三相分離器中應(yīng)用的技術(shù)分析

一、本文背景：　　
磁翻板液位計作為直觀性的液位計，在化工油田等領(lǐng)域的使用量還是相當(dāng)可觀的，并且其可以通過加裝遠(yuǎn)傳系統(tǒng)來輸出遠(yuǎn)傳控制信號，針對某些冬季溫度很低的使用地域，也可以通過加裝套裝實現(xiàn)電加熱或是蒸汽加熱的方式防止由于溫度過低而導(dǎo)致的所測介質(zhì)凍結(jié)。本文所舉的此案例就是相當(dāng)?shù)湫偷囊粋€，通過磁翻板液位計一系列的改造措施，有效地解決了氣溫降低時液體介質(zhì)凝結(jié)的難題。

此油田當(dāng)初設(shè)計的三相分離器投產(chǎn)使用至今，擔(dān)負(fù)著4個采油隊的產(chǎn)出液處理任務(wù)，處理綜合液量20000m3/d，天然氣產(chǎn)氣量31000m3/d左右。采油廠實施分隊計量工作以來，對油氣分離器的氣液分離質(zhì)量要求也越來越高。三相分離器作為油氣分離設(shè)備，其工作質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著后續(xù)處理設(shè)備的正常運行，對全站的平穩(wěn)運行和各項指標(biāo)的控制也起著重要作用。
　　
三相分離器一直使用的，用于觀測內(nèi)部油水介質(zhì)液面的儀表是磁翻板液位計，投產(chǎn)至今發(fā)揮了重要的作用。但是有一個難題一直在困擾著工作人員，那就是運行過程中每當(dāng)氣候轉(zhuǎn)冷，磁翻板液位計的適應(yīng)性變差，常常出現(xiàn)液位計失靈或指示假液位的現(xiàn)象，這對于分離器的現(xiàn)場操作和安全運行造成了非常大的影響。具體表現(xiàn)為油室、水室液位調(diào)節(jié)高度無法顯示，現(xiàn)場操作難度加大，對操作工人的操作技能提出更高的要求，同時液位計無液位顯示時需要對液位計內(nèi)凍結(jié)液體進(jìn)行放空清掃或用熱水解凍，增加了操作人員的勞動強(qiáng)度和工作區(qū)域的污染。
　　
為了解決上述問題，經(jīng)過多次的現(xiàn)場試驗，發(fā)現(xiàn)分離器本體壓力（0.19MPa）大于污水出口管線壓力（0.13MPa），分離器冬季來液溫度為52℃～54℃，坨五站原油凝固點為23℃，如果利用污水給磁翻板液位計伴熱，完全可以保證其正常工作。為此，設(shè)計了分離器磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)，下面對伴熱系統(tǒng)進(jìn)行詳述。

二、磁翻板液位計結(jié)構(gòu)組成
　　磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)主要由主體伴熱器、PPR流程連接管、來水、回水控制閥、放空閥、保溫材料五大部分組成。
　　2.1 主體伴熱器
　　主體伴熱器是磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)中重要的伴熱部件，它由污水循環(huán)腔體、散熱片組件、污水進(jìn)出口接頭組成的一個由不銹鋼材料制作的主要伴熱部件（圖2），它安裝在磁翻板液位計本體后部，其半月形結(jié)構(gòu)緊密貼合在液位計本體上。由于主體伴熱器采用了不銹鋼材料制作，可以有效地降低污水對其造成的腐蝕，從而延長了使用壽命。
　　2.2 PPR流程連接管
　　為了延長磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)使用壽命，增加主體伴熱器伴熱污水流量，避免連接管線因腐蝕、結(jié)垢等原因造成的穿孔及場區(qū)污染事故，選擇了DN25PPR熱熔管。由于PPR熱熔管具有耐高溫（軟化溫度為131.5℃，長期工作溫度<70℃）、承受壓力高（1.9MPa）、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度大，同時具有良好的保溫性能，導(dǎo)熱系數(shù)約為金屬管的1/200，降低了輸送污水過程中的熱能損耗，流程連接簡單、迅速等特點，因此在磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)流程中選擇了PPR管件。
　　2.3進(jìn)出口控制閥
　　磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)來水管連接在分離器出水凡爾進(jìn)口管，回水管連接在分離器出水凡爾出口管，為了保證分離器安全正常運行，避免分離器發(fā)生因伴熱系統(tǒng)流程故障而停運的事故，在伴熱污水來水管線和回水管線上安裝了DN25截止閥。
　　2.4磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)保溫
　　為了減少磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)內(nèi)污水熱量的散失，提高伴熱效果，在伴熱系統(tǒng)流程連接完成后，使用了保溫棉和鋁箔紙對其保溫，確保了伴熱系統(tǒng)的保溫效果。
　　2.5磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)放空閥
　　磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)安裝過程中，預(yù)留放空閥及放空頭，以便投運或堵塞時放空氣體和雜物。當(dāng)氣溫轉(zhuǎn)暖停用時，打開系統(tǒng)放空閥放凈伴熱系統(tǒng)內(nèi)污水，減少伴熱系統(tǒng)管件及閥門的腐蝕。

三、磁翻板液位計工作原理及使用方法
　　3.1工作原理
　　磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)原理示意圖見圖3。具有一定壓力（0.2MPa～0.22MPa）和溫度（52℃～54℃）的污水，從分離器出水凡爾進(jìn)口管連接的截止閥通過PPR管進(jìn)入主體伴熱器對磁翻板液位計腔體進(jìn)行換熱，同時對磁翻板液位計腔體和污水伴熱本體聯(lián)合實施保溫措施，污水在主體伴熱器內(nèi)部循環(huán)換熱后，在磁翻板液位計本體內(nèi)的液體形成一個穩(wěn)定的溫度場（35℃～37℃），污水通過主體伴熱器出口流出，回到壓力較低的（0.11 MPa～0.13MPa）分離器出水凡爾出口管，經(jīng)分隊計量污水流量計計量后，進(jìn)入原油一級沉降罐。
　　3.22使用方法
　?。?）首先打開污水伴熱系統(tǒng)回水控制閥；
　?。?）檢查各處管線、彎頭、閥門無滲漏；
　?。?）打開放空閥，放凈管內(nèi)及系統(tǒng)內(nèi)氣體；
　?。?）出水后，關(guān)閉放空閥；
　?。?）打開污水伴熱系統(tǒng)來水控制閥；
　?。?）用手觸摸污水伴熱系統(tǒng)表面溫度是否上升；
　?。?）污水伴熱系統(tǒng)內(nèi)伴熱污水走水后進(jìn)入正常運行；
　?。?）運行過程中如發(fā)現(xiàn)伴熱系統(tǒng)溫度較低、磁翻板液位計凍堵時，關(guān)閉系統(tǒng)來水控制閥，打開放空閥，放凈堵塞物后打開來水控制閥；
　?。?）當(dāng)氣溫轉(zhuǎn)暖，磁翻板液位計不需要伴熱保溫時，關(guān)閉伴熱系統(tǒng)進(jìn)出口控制閥，打開放空閥放凈伴熱系統(tǒng)內(nèi)污水。

四、磁翻板液位計使用效果
　　4.1現(xiàn)場應(yīng)用效果分析
　　磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)使用后運行正常，各項運行參數(shù)達(dá)到了預(yù)期效果（表1）。在2011年1月～2012年3月伴熱系統(tǒng)使用期間，三相分離器磁翻板液位計凍堵次數(shù)由原來66次，降為3次。
　　現(xiàn)場測溫發(fā)現(xiàn)磁翻板液位計本體內(nèi)部液體溫度保持在39℃左右，污水伴熱系統(tǒng)可以有效的避免三相分離器磁翻板液位計在使用環(huán)境溫度低于10℃以下時，因凍結(jié)凝固而出現(xiàn)假液位的現(xiàn)象，達(dá)到了設(shè)計要求，使用效果明顯，有效的保證了三相分離器安全運行。且流程安裝方便、防腐耐用，可靠性強(qiáng)，安全環(huán)保。
　　　4.2經(jīng)濟(jì)效益計算
如果三相分離器磁翻板液位計使用電伴熱帶伴熱保溫，按每米用電40W.h，每套磁翻板液位計使用10米伴熱帶計算，磁翻板液位計安裝使用污水伴熱系統(tǒng)后，采油廠聯(lián)合站每年可節(jié)約電費3.36萬元。