浅谈双界面仪在集输系统的应用

浅谈双界面仪在集输系统的应用

隋迎章

胜利油田孤岛采油厂集输大队 山东东营 257231

摘要：在集输系统中，联合站油罐检尺采用人工方式实现，值班人员每两小时测量一次油罐油位和水位，不但劳动强度大，而且测量精度低、误差大，特别是当泡沫厚度高于20厘米时。胜利油田内所包含的集输系统经过四化建设后，在原油储罐的顶端安装了油水界面液位仪。该传感器采用4-20mA输出，信号增加至N路信号组合，通过二次表或电脑显示界面或液位，在一天中的任何时刻都可以监测罐内原油，污水，空气界面数据，让值班人员可以随时掌握液位情况。应用油水界面仪之后，可以清楚的了解游离水界面变化，能有效优化操作参数和生产成本。

关键词：油水界面 四化改造 界面变化

传统的工作方式中，集输联合站仍然采用人工检尺的方式进行量油，不但工作强度大，参数人员人数较多，并且不能随时取得准确的液位数值，这种工作方式不满足现阶段油田四化建设要求。经过四化改造后，原油储罐安装了油水界面液位计，可随时在监控微机上观察所需储罐液位数值，优化了传统的工作方式，减轻了工作强度，更有利于油田开展人力资源整合的方针政策。

一、双界面仪的性能特点：

构成传感器护套的软管材料为聚四氟乙烯，是可以弯曲的，结构简单紧凑，易于安装和维护；结构牢固，安置简单，使用寿命长；信号稳定，测量数据可以准确无误，数据波动小，抗外界物理化学及环境影响因素干扰性小；传感器网络使用最新发展智能控制芯片企业进行调查数据通过分析和数据资源管理，运行精度高并且能够稳定可靠；RS485串行通信及相关的软件开发工具，简化了应用并降低了硬件设计成本；操作活动过程比较简单，旁罐的二次表可与传感器自成体系建设运行；

二、主要技术参数

实用可靠：能耗低、无辐射、无环境污染、安全系数高、工作效率高、测量准确、使用可靠；

精度高：处理芯片对传感器数据现场实时校准，数据可实现自我调整，校准，检测和测量;

灵敏度高：能识别的被测量的变化量极小，较小变化量可转换为较大的传感器输出；

校准系统功能：AI自动校准，避免传统设备变量造成的测量误差；

免维护保养：具有更加AI智能化的集成芯片。投入使用后即无需维护保养；

适用性强：特殊传感器材料，能耐高温，耐腐蚀，粘附性，以及其它恶劣条件都有良好的抗性。

三、测量原理:

该传感器是由N路传感电极、变送器、显示仪表或微机组成的。本产品的核心部件是实时智能自校正式物位变送器。该产品由N路电量采集极点、检测高度为100mm（可改变）的多传感器电极串组合而成的多路检测传感器与装在探极顶部的双界面液位变送器共同组成智能液位计（见图1）。

传感器的每个电极与油罐内壁形成传感电极，那么从罐顶到罐底就形成了N路传感电极，这些有独立引线的小传感电极相互串联、相互绝缘共同测量油罐的液位，测量的信号通过AD转换成电流信号，然后传给单片机及相应软件进行数据的处理、分析、判断、转换最后通过处理器的计算，最后可以通过串行接口或者进行通信接口输出，显示在LED仪表或者微机上。

由于处于原油储罐下层的水，中层的油，和上层的空气，各自的介电常数ε有较大差别，由上至下的N路微电容探极分别与罐壁之间组成N个层面检测电路，每路探极电极量值都与其和罐壁之间介电常数ε成正比。

界面液位变送器内部由多个单片机组成，从罐底到罐顶，逐步对各个电极采取扫描、检测和采集的工作，由处理器分析所检测结果，确定，比较，运算，进行归类并计算，计算出罐内原油面高度和污水面高度结果，换算成4到20毫安的电流信号输出，或由RS485信号输出。

四、应用效果

1、有助于工作人员判断外输管线腐蚀穿孔

当储油罐的液位出现突降波动时，首先应到现场进行分析检查，排除了分离器的故障，然后可以及时联系采油队，判断是否是来液量减少从而导致的液位波动，可以通过巡线的方式，检查每个外输管线是否腐蚀穿孔出现渗漏。即使出现腐蚀穿孔，由于发现及时，可在最短时间内进行停井焊接补漏，避免造成生产区域的污染。

2、有助于操作人员准确调节油气分离器

分离质量和分离程度是衡量一个分离器工作效率的两个标准。分离器工作效率是指分离器区分天然气和原油的能力，分离能力差，随天然气流失的原油就多，获得的原油质量和数量就少。随天然气流失的原油还会堆积在气管线内壁，最终造成严重堵塞，并出现天然气减产。岗位工作人员在使用双界面液位仪对储油罐液位进行监控后，液面可显示在计算机监控系统上，并随时调节阀门开度，始终保持液面在容量的二分之一至三分之一，以确保分离器有效的分离效率，降低气泡干扰，正常检测液面，提高原油计量精度，保障了天然气产量，确保了经济效率。

3、储罐量油由原来的每2小时检测一次，改为每秒检测一次，减少了岗位职工人数：4人；

4、经过几个月的实际应用，使用双界面液位仪的监测数据与人工监测数据相比提高了1％；

5、集输站库的盘库误差精度提高了0.74％。