國(guó)潤(rùn)磁致伸縮液位傳感器在油田的應(yīng)用

一、磁致伸縮液位傳感器概述

      長(zhǎng)期以來(lái)，油田采油廠各種原油罐的液位、油水界面、乳化層厚度等參數(shù)測(cè)量一直是 工業(yè)測(cè)量中的一個(gè)技術(shù)難題。國(guó)潤(rùn)公司經(jīng)過(guò)多次油田現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)調(diào)研與反復(fù)實(shí)驗(yàn)，zui終開(kāi)發(fā)出適應(yīng)油田各種工況條件下對(duì)油罐液位、油水界面測(cè)量的液位傳感器產(chǎn)品。在油田各種油罐多年的應(yīng)用中，通過(guò)不斷完善產(chǎn)品性能，國(guó)潤(rùn)磁致伸縮液位傳感器其*的測(cè)量原理、高精度、高可靠性及方便的安裝方式已得到專業(yè)人士是認(rèn)可，目前已成為油田液面及油水界面測(cè)量的較為理想的產(chǎn)品之一。

二、磁致伸縮液位傳感器測(cè)量環(huán)境及測(cè)量實(shí)現(xiàn)

   （一）油田測(cè)量環(huán)境

     原油從油并中被抽上來(lái)后，經(jīng)過(guò)加熱等一系列工藝處理，送到沉降罐進(jìn)行油水分離。如圖所示沉降罐的罐底設(shè)有一個(gè)排水孔，罐上部的一定高度設(shè)置有一個(gè)溢流口，原油進(jìn)料口一般從底部伸到罐的中部。當(dāng)原油從進(jìn)料口進(jìn)入到罐中時(shí)，由于破乳劑及重力和浮力等因素的影響。密度較小的原油會(huì)向下沉，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的沉降可以將原油與水的分離。當(dāng)沉降罐上面的油高于溢流口時(shí)，從溢流口流出，經(jīng)過(guò)管道流到凈化罐中。

     從理論上講，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的沉降可以得到一個(gè)清晰的原油與水的分界面，但是現(xiàn)場(chǎng)工況要復(fù)雜很多。由于不同產(chǎn)地的原油密度都不盡相同，再加上進(jìn)料帶來(lái)的擾動(dòng)、破乳劑和沉降時(shí)間等諸多因素，從而導(dǎo)致了在原油層與水層中間存在著一個(gè)厚薄不一、密度梯度不定的過(guò)渡層，習(xí)慣上稱之為乳化層。在這一乳化層中存在著水包油、油包水、甚至水/油/水或油/水/油分層等更為復(fù)雜的體系，正是由于存在了這一如此復(fù)雜的乳化層，使得絕大多數(shù)界面儀器在遇到這種工況時(shí)無(wú)法測(cè)量。

（二）國(guó)潤(rùn)磁致伸縮傳感器的應(yīng)用

1、磁致伸縮傳感器的工作原理

磁致伸縮液位傳感器采用*的磁致伸縮技術(shù)，基于浮力平衡的基本物理原理，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。具體實(shí)現(xiàn)方式為脈沖發(fā)生器產(chǎn)生沿波導(dǎo)線傳播的電流脈沖既起始脈沖，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)與浮于液體中的浮球內(nèi)固定的*磁場(chǎng)相疊加，產(chǎn)生瞬時(shí)扭力，使波導(dǎo)線扭動(dòng)并產(chǎn)生張力脈沖，這個(gè)脈沖以固定的速度沿波線傳回，在線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電流脈沖即終止脈沖，通過(guò)測(cè)量起始脈沖與終止脈沖之間的時(shí)間差即可地確定被測(cè)浮球所在位置，即液面或界面的位置。

2、原油計(jì)量實(shí)現(xiàn)

     在油水界面測(cè)量中，由于存在著乳化層，乳化層的密度梯度為非線性。而且隨時(shí)在變化。由于沒(méi)有明顯的界面，所以我們實(shí)際上是通過(guò)取不同密度的界面浮球來(lái)測(cè)量某一位置，該位置的密度是相對(duì)固定的，即含油與含水的百分率是相對(duì)固定的，例如，通過(guò)取不同密度的界面浮球，我們可以找到含油、含水各50%的位置，也可以找到含油80%、含水20%的位置。

     根據(jù)上述的原理，實(shí)際測(cè)量中我們還可以通過(guò)定制特定密度的浮球，測(cè)量出油位、乳化層與油的界面位置。只需要一臺(tái)國(guó)潤(rùn)公司的磁致伸縮液位傳感器即可實(shí)現(xiàn)以上液位、油水界面、乳化層與油的分界面這些參數(shù)的同時(shí)測(cè)量，進(jìn)而換算出原油液位高度，乳化層的厚度以及水的高度，有利于正確投加破乳劑處理乳化層，以及進(jìn)行排水、控油等操作，還可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況在傳感器測(cè)桿內(nèi)部安裝的溫度傳感器測(cè)量油品的溫度，通過(guò)溫度補(bǔ)償，測(cè)量值便會(huì)更加準(zhǔn)確可靠。

      3、磁致伸縮液位傳感器傳感器的耐環(huán)境能力

       除了復(fù)雜的計(jì)量介質(zhì)分布外，在實(shí)際的油田中，原油中所含的各種強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，對(duì)儀器的本身的耐腐蝕性能也是一個(gè)嚴(yán)重的考驗(yàn)。經(jīng)過(guò)研究設(shè)計(jì)，康宇公司設(shè)計(jì)了針對(duì)原油測(cè)量的長(zhǎng)量程防腐蝕型柔性磁尺。整機(jī)及所有與介質(zhì)接觸的附件都做了很好的防腐處理，適應(yīng)各種原油測(cè)量環(huán)境。同時(shí)，考慮到罐區(qū)的安全要要求，產(chǎn)品可設(shè)計(jì)成成隔爆型或本安型，并根據(jù)實(shí)際情況選擇安全柵、防雷裝置等附件，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的安全性和可靠性。

  三、綜述

      做為一種適合油田原油測(cè)量的理想傳感器之一，國(guó)潤(rùn)磁致伸縮液位傳感器主要具備如下一些特點(diǎn)

      通過(guò)測(cè)量起始脈沖和終止脈沖的時(shí)間來(lái)確定被測(cè)位移量。因此測(cè)量精度高，分辨率優(yōu)于0.01%F.S.這是用其他傳感器難以達(dá)到的精度；

      數(shù)字量位置輸出，一經(jīng)調(diào)試好，不需要重復(fù)修正；

      數(shù)字量標(biāo)準(zhǔn)MODBUS信號(hào)輸出，易于系統(tǒng)集成和組網(wǎng)；

      本安設(shè)計(jì)，安全可靠，測(cè)量時(shí)無(wú)需開(kāi)啟罐蓋，避免人工測(cè)量所存在的不安全性；

      安裝方便?？赏ㄟ^(guò)罐頂已有管口進(jìn)行安裝，并可在安裝過(guò)程中部影響正常生產(chǎn)。