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磁翻板液位計在站場分離器液位測量應用中優(yōu)化改進方案
因為使用中種種優(yōu)點，磁翻板液位計在油氣田的液位測量中有著廣泛的應用，近些年來, 隨著澀北氣田的不斷開發(fā), 氣田采出程度逐漸增大, 邊水不斷推進, 氣井出水、出砂現(xiàn)象也越來越嚴重, 分離器排污操作也越來越頻繁, 從而導致排污閥使用時間大大縮短, 排污閥損壞數(shù)量也越來越多。同時, 氣井出砂導致磁翻板液位計內(nèi)夾砂的情況也越來越多, 進而導致磁翻板液位計磁浮子卡住, 清洗磁翻板液位計的次數(shù)增多, 磁浮子上下動作引起磁浮子損壞的情況也時有發(fā)生。這不僅影響了氣田的正常生產(chǎn), 而且在一定程度上增加了站場生產(chǎn)成本和員工勞動強度。針對此現(xiàn)象, 在澀北二號氣田開展試驗, 優(yōu)化了磁翻板液位計排污上下限參數(shù), 并加裝緩沖裝置, 以延長排污閥的使用壽命, 減少磁浮子損壞的次數(shù)。
1、改進思路及方案實施：
1.1、磁翻板液位計參數(shù)優(yōu)化分析：
目前, 分離器排污設置如下:磁翻板液位計為UFC型磁翻轉磁翻板液位計;中心距為1000mm、1200mm、1400mm三種規(guī)格;浮筒直徑為60mm;磁翻板液位計內(nèi)徑為75mm;工作壓力為10MPa;工作溫度為80℃。9#集氣站各分離器排污上下限參數(shù)設置如表1所示。
分離器排污上限位于磁翻板液位計量程范圍內(nèi), 分離器內(nèi)部捕霧板以下位置, 以盡可能利用分離器內(nèi)部集液空間, 減少分離器排污次數(shù), 延長排污閥使用時間。排污下限以排污閥排污后, *關閉再手動打開即有氣流通過為宜, 過長時間才有氣流聲說明分離器內(nèi)分離出的水、砂沒有排凈, 一方面降低了排污效率, 另一方面泥沙積聚在分離器下部積砂包內(nèi), 長此以往越積越多, 減少了分離器內(nèi)部集液空間。同時, 排污下限如果設置過低, 會導致排污閥在沒有*關閉的狀態(tài)下就有氣流通過, 容易造成排污閥損壞。
表1 9#集氣站分離器排污上下限參數(shù)設置
4#生產(chǎn)分離器在850mm開始排污, 到下限450mm閥門開始關閉, 液位顯示到70mm時閥門*關閉, 手動打開約8s聽到氣流通過聲, 說明該分離器下限相對合理。5#生產(chǎn)分離器在850mm開始排污, 到下限500mm閥門開始關閉, 液位顯示到90mm時閥門*關閉, 手動打開約20s聽到氣流通過聲, 說明該分離器下限相對不合理。上述兩臺分離器上限設置較低, 導致排污閥動作頻繁, 可將其上限設置到1000mm, 已減少排污次數(shù)。
對5#生產(chǎn)分離器開展磁翻板液位計排污上下限參數(shù)優(yōu)化試驗, 將上限設置為1000mm, 下限設置為360mm。調(diào)整前, 5#生產(chǎn)分離器排污一次用時50min, 調(diào)整后, 排污一次用時70min。排污時間延長, 排污次數(shù)減少, 減少了排污閥的開關動作頻率, 在設備額定使用周期內(nèi) (額定開關2000次) , 增加了設備的使用時間, 延長了設備的使用壽命, 效果明顯。分離器磁翻板液位計排污下限參數(shù)的優(yōu)化, 可以避免由于液體排完后, 分離器內(nèi)高壓氣體攜帶微小的細砂對排污閥內(nèi)閥芯的沖刷, 避免造成閥芯過早刺漏損壞, 從而達到了保護閥芯的目的。
1.2、磁翻板液位計改進：
1.2.1、改進前情況：
由于氣井出水、出砂越來越嚴重, 分離器分離出的泥沙逐漸增多, 含有大量泥沙的產(chǎn)出水通過磁翻板液位計引壓管進入磁翻板液位計浮筒內(nèi)部, 在重力的作用下, 逐漸在磁翻板液位計底部沉積。由于磁翻板液位計下引壓管連通分離器的積砂包, 一部分含有泥沙的污水在磁翻板液位計下部不能被排出, 隨著時間的增加, 大量淤泥在磁翻板液位計底部堆積, 從而造成磁翻板液位計磁浮子陷入底部淤泥之中, 而喪失了浮力。有時通過磁翻板液位計下排污閥排污時, 由于巨大的壓差, 磁浮子快速下沉, 底部與磁翻板液位計下法蘭排污口緊緊吸合, 磁浮子不能正常動作, 影響液位正常顯示。同時, 下部排污口被磁浮子底部堵死, 且無法通過排污來排除, 只有整體拆卸磁翻板液位計底部法蘭盤, 通過清洗才能排除故障。
磁翻板液位計長期運行, 內(nèi)部管壁淤泥、泥沙逐漸吸附, 磁浮子外部泥沙逐漸結垢, 造成磁翻板液位計浮筒內(nèi)壁直徑逐漸減小, 磁浮子外壁直徑逐漸增大, 導致磁翻板液位計磁浮子在浮筒內(nèi)的活動空間逐漸變小, 磁浮子外壁與浮筒內(nèi)壁在上下起浮時接觸摩擦, 增大了磁浮子的上升阻力, 容易造成磁浮子卡在浮筒內(nèi)某一位置, 進而引起液位數(shù)據(jù)傳輸不準確, 不能正常排污, 甚至會出現(xiàn)分離器被淹的情況。目前, 站場采用高低壓分輸流程, 如果低壓分離器被淹, 液態(tài)水將被氣流帶入增壓流程, 加大了壓縮機前端分離器處理負荷, 同時, 水一旦沒有及時被處理而帶入壓縮機氣缸, 會造成壓縮機運動部件損壞, 造成較大事故。如果高壓分離器被淹, 液態(tài)水帶入三甘醇脫水裝置會增加三甘醇脫水負荷, 導致能量循環(huán)泵不能正常運行, 從而影響正常生產(chǎn)。此外, 磁浮子與法蘭排污口吸合后, 只能通過清洗處理, 而隨著清洗次數(shù)的增加, 會增大磁翻板液位計引壓管控制閥損壞的概率。冬季清洗磁翻板液位計, 時常發(fā)生磁浮子被凍在磁翻板液位計下法蘭處的情況, 此時只能改用甲醇清洗, 甲醇易揮發(fā)、 對作業(yè)人員帶來較大的安全隱患。
1.2.2、改進措施：
針對以上情況, 結合磁翻板液位計磁浮子的運行狀況, 做如下改進:
(1) 在磁浮子下部加裝彈簧緩沖裝置, 如圖1所示, 可以增大磁浮子在浮筒內(nèi)的下部空間, 日常運行聚集的淤泥可以通過下部排污閥排出, 避免磁浮子陷入底部淤泥。
圖1 磁浮子下部加裝彈簧緩沖裝置
(2) 縮小磁浮子直徑, 原磁翻板液位計浮筒直徑為65mm, 磁浮子直徑為60mm, 將磁浮子直徑改為55mm, 增加磁浮子在磁翻板液位計浮筒內(nèi)的活動空間。
1.2.3、改進效果：
(1) 排污時, 可利用彈簧的緩沖作用保護磁浮子, 防止磁浮子由于磁翻板液位計排空而陷入底部淤泥, 造成磁浮子無法起浮;
(2) 磁翻板液位計運行時, 由于增加了內(nèi)部活動空間, 減少了磁浮子與內(nèi)壁的摩擦接觸, 避免了磁浮子與磁翻板液位計內(nèi)部管壁的粘連。
(3) 彈簧緩沖裝置避免了磁翻板液位計內(nèi)排空后磁浮子直接撞擊法蘭盤引起機械損傷的風險。
2、結束語：
通過調(diào)整分離器排污上下限參數(shù), 分離器排污間隔延長了約40%, 排污閥有效使用時間提升了40%。調(diào)整前平均排污時長為40min, 調(diào)整后平均排污時長為60min。通過調(diào)整磁翻板液位計上下限參數(shù), 減少了排污閥的開關次數(shù), 降低了排污閥的損壞概率, 降低了排污閥更換頻次, 極大地降低了勞動強度, 提高了站場運行效率。
通過在磁翻板液位計磁浮子下部加裝彈簧緩沖裝置和調(diào)整磁浮子直徑, 增加了磁浮子下部淤泥的儲存空間, 避免了磁浮子被淤泥吸附的可能。增加了磁浮子在浮筒內(nèi)部的活動空間, 大大降低了磁浮子卡在浮筒內(nèi)部的風險。站場操作人員只需進行常規(guī)的磁翻板液位計下部排污閥作業(yè), 無須清洗磁翻板液位計。
同時, 降低了液態(tài)水帶入壓縮機或三甘醇脫水裝置的風險, 避免了氣田關鍵設備損壞, 保證了氣田的平穩(wěn)生產(chǎn)。
技術點評:分離器排污參數(shù)的優(yōu)化及磁翻板液位計底部加裝緩沖彈簧的技術是實踐經(jīng)驗的探索提升, 有較高的借鑒意義。