在油田開發(fā)過程中有大量的區(qū)塊含油面積小，呈零散分布，區(qū)塊間生產(chǎn)的油氣不能進(jìn)行匯集處理，只能在井站點(diǎn)自行氣液分離，液體進(jìn)入儲(chǔ)液罐，通過罐車外運(yùn)，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(diào)節(jié)排液閥門的開度，使分離器進(jìn)、出液量在相對(duì)時(shí)間內(nèi)保持平衡，但因油井生產(chǎn)狀態(tài)及用戶用氣量的不同，使分離器進(jìn)、出液量不平衡，當(dāng)進(jìn)液量多，出液量少時(shí)，就會(huì)發(fā)生分離器內(nèi)的液體進(jìn)入到天然氣管線內(nèi)，堵塞氣線，不但損壞設(shè)備造成經(jīng)濟(jì)損失，而且降低企業(yè)的聲譽(yù)；當(dāng)進(jìn)液量少，出液量多，氣、液一同從排液閥中排出，進(jìn)入到儲(chǔ)液罐內(nèi)，使大量的天然氣外泄，既損失了氣量又對(duì)環(huán)境造成污染，還造成了安全隱患。針對(duì)以上所述的困難，應(yīng)研發(fā)、設(shè)計(jì)一種具有高度自動(dòng)化分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng)，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中的難題。

一、改進(jìn)思路及方案實(shí)施

     1.設(shè)計(jì)思路。將分離器液體排出閥由普通閥門改為自動(dòng)控制開關(guān)的電磁閥，原來由人工操作控制的分離器液位高度，實(shí)現(xiàn)由電信號(hào)自動(dòng)控制，同時(shí)該系統(tǒng)具有自動(dòng)報(bào)警功能，在值班室設(shè)有報(bào)警裝置，當(dāng)分離器計(jì)量排液系統(tǒng)不能自動(dòng)排液，分離器內(nèi)的液位超過上下警戒位時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)開始啟動(dòng)運(yùn)行，發(fā)出聲光警報(bào)，提示工人及時(shí)進(jìn)行排除。

     通過在現(xiàn)有的計(jì)量系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改動(dòng)，在實(shí)現(xiàn)以上功能的同時(shí)，做到既不違反安全規(guī)定，又盡量減少投入。盡量利用分離器現(xiàn)有的磁翻板液位計(jì)中的功能，根據(jù)磁翻板液位計(jì)內(nèi)的磁浮標(biāo)隨分離器內(nèi)液位高低發(fā)生移動(dòng)，磁浮標(biāo)移動(dòng)到什么位置，就在什么位置發(fā)出磁力線的特性，在磁翻板液位計(jì)上下計(jì)量標(biāo)高處及在分離器上下液位警戒位處磁感電器元件，當(dāng)磁浮標(biāo)達(dá)到計(jì)量標(biāo)高時(shí)，磁感電器元件在磁浮標(biāo)磁力線的作用上，通過儀表轉(zhuǎn)換成控制電磁閥的電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)分離器排液閥門根據(jù)高度的設(shè)定值實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)；如果出現(xiàn)故障不能自行關(guān)閉和開啟排液閥時(shí)，磁浮標(biāo)將繼續(xù)上行或下移，到達(dá)分離報(bào)警高度時(shí)，磁感電器元件轉(zhuǎn)變成報(bào)警信號(hào)，值班室內(nèi)的警鈴或警燈開始運(yùn)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(dòng)控制系統(tǒng)主要由分離計(jì)量系統(tǒng)、信號(hào)傳輸系統(tǒng)、自動(dòng)排液系統(tǒng)、液位報(bào)警系統(tǒng)四大部分組成，主要包括磁翻板液位計(jì)、干簧管遠(yuǎn)傳、數(shù)顯表、記錄儀、電磁閥、報(bào)警器、各種連接導(dǎo)線等部件。

     （1）分離計(jì)量系統(tǒng)由磁翻板液位計(jì)、干簧管遠(yuǎn)傳、數(shù)顯表、記錄儀及導(dǎo)線組成。磁翻板液位計(jì)與分離器構(gòu)成一個(gè)連通器，磁翻板內(nèi)磁浮標(biāo)隨分離器內(nèi)液位的位置同步移動(dòng)，始終與分離器內(nèi)的液位保持同一高度。干簧管遠(yuǎn)傳與磁翻板緊貼在一起，干簧管內(nèi)的阻值的大小與磁浮標(biāo)聯(lián)動(dòng)。當(dāng)分離器內(nèi)的液位在計(jì)量下限時(shí)，在液位計(jì)磁浮標(biāo)的磁力線的作用下，干簧管遠(yuǎn)傳發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉分離器的出液閥門，開始計(jì)量油井產(chǎn)量，同時(shí)值班室內(nèi)的數(shù)顯表顯示出罐內(nèi)液位高度，當(dāng)液位達(dá)到計(jì)量上限時(shí)，在液位計(jì)磁浮標(biāo)的磁力線的作用下，干簧管內(nèi)發(fā)出不同阻值的遠(yuǎn)傳信號(hào)，記錄儀根據(jù)收到的到量油信息，計(jì)算出產(chǎn)油井的產(chǎn)液量，并對(duì)量油數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存。

     （2）信號(hào)傳輸系統(tǒng)由干簧管遠(yuǎn)傳、數(shù)顯表、記錄儀及導(dǎo)線組成。干簧管遠(yuǎn)傳設(shè)有計(jì)量下限、計(jì)量上限、報(bào)警下限、報(bào)警上限四個(gè)信號(hào)傳輸點(diǎn)。液量計(jì)量時(shí)，記錄儀發(fā)出計(jì)量信號(hào)，分離器內(nèi)的液位低（高）于計(jì)量下限時(shí)關(guān)閉（打開）排液閥，當(dāng)分離器內(nèi)液位達(dá)到計(jì)量下限時(shí)，干簧管遠(yuǎn)傳發(fā)出信號(hào)關(guān)閉分離器排液閥，數(shù)顯表顯示分離器內(nèi)液位高度，記錄儀讀取量油信息，計(jì)算產(chǎn)液量，值班人員在值班室內(nèi)就可以在儀器的顯示儀上時(shí)時(shí)觀察到各種數(shù)據(jù)，借助現(xiàn)代化通訊設(shè)備還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，讓技術(shù)人員隨時(shí)了解單井點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。

     （3）自動(dòng)排液系統(tǒng)由干簧管遠(yuǎn)傳、電磁閥、記錄儀及導(dǎo)線組成。分離器排液時(shí)，當(dāng)分離器內(nèi)液位到達(dá)計(jì)量下限時(shí)，干簧管遠(yuǎn)傳在液位計(jì)磁浮標(biāo)磁力線的作用下，發(fā)出電信號(hào)，導(dǎo)通電磁閥的控制電機(jī)，使電子手輪旋轉(zhuǎn)，關(guān)閉分離器的排液閥，對(duì)油井產(chǎn)量進(jìn)行第二次計(jì)量，記錄儀開始工作，當(dāng)分離器內(nèi)液位到達(dá)計(jì)量上限時(shí)，排液閥開啟排出液量，記錄儀根據(jù)量油時(shí)間計(jì)算出液體產(chǎn)量，通過設(shè)定，實(shí)現(xiàn)全天對(duì)油井產(chǎn)液量的計(jì)量。

     （4）液位報(bào)警系統(tǒng)由干簧管遠(yuǎn)傳、報(bào)警器及導(dǎo)線組成。當(dāng)排液閥門不能及時(shí)開啟，將造成分離器內(nèi)的液位持續(xù)上升，當(dāng)液位達(dá)到天然氣出口時(shí)，產(chǎn)出液將進(jìn)入天然氣管線內(nèi)，給天然氣用戶造成損失。分離器排液時(shí)，當(dāng)液位到達(dá)計(jì)量液位下限時(shí)，排液閥不能自行關(guān)閉，液位降到排液口時(shí)，氣、液將一同進(jìn)入儲(chǔ)液罐內(nèi)，造成氣量損失，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成環(huán)境污染。為防止出現(xiàn)以上事故，在磁翻板上設(shè)有報(bào)警下限標(biāo)記和報(bào)警上限標(biāo)記，當(dāng)分離器內(nèi)的液位達(dá)到報(bào)警上下限標(biāo)記時(shí)，在液位計(jì)磁浮標(biāo)磁力線的作用下，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，安裝在值班室內(nèi)的報(bào)警器，將會(huì)發(fā)出聲光警報(bào)，直至值班人員發(fā)現(xiàn)并排除故障后，報(bào)警才能停止。

二、分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)結(jié)及原理

     功能一：實(shí)現(xiàn)了對(duì)分離器內(nèi)液面高度的自動(dòng)控制，保證了分離器內(nèi)的液位在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)，杜絕了氣體進(jìn)入儲(chǔ)液罐和液體進(jìn)入氣管線現(xiàn)象的發(fā)生。

     功能二：實(shí)現(xiàn)對(duì)油井產(chǎn)液量全天24小時(shí)的計(jì)量與記錄，為油井產(chǎn)能的變化分析提供了依據(jù)。

     功能三：具有對(duì)分離器內(nèi)液面的監(jiān)控功能，當(dāng)分離器內(nèi)的液位超過警戒位時(shí)，就會(huì)通過聲控和燈光進(jìn)行報(bào)警，提示操作人員及時(shí)進(jìn)行處理。

     3.分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理。液量計(jì)量的工作原理，工作人員通過記錄儀6發(fā)出計(jì)量信號(hào)，干簧管遠(yuǎn)傳5通過磁翻板液位計(jì)4測出液位的位置，分離器內(nèi)的液位低于計(jì)量下限時(shí)，干簧管遠(yuǎn)傳電阻件發(fā)出信號(hào)關(guān)閉出油閥，當(dāng)分離器內(nèi)液位達(dá)到計(jì)量下限時(shí)，干簧管遠(yuǎn)傳的電阻組件503發(fā)出信號(hào)，數(shù)顯表、記錄儀6將收到的阻值信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)并開始記錄量油信息，對(duì)油井的產(chǎn)液量進(jìn)行計(jì)量。當(dāng)液位達(dá)到計(jì)量上限時(shí)，電阻組件504發(fā)出信號(hào)，數(shù)顯表、記錄儀6將收到的信息進(jìn)行分析，并計(jì)算出油井產(chǎn)液量，同時(shí)將轉(zhuǎn)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶砰y的控制信號(hào)，打開分離器排液的電磁閥，將分離器的液體排入儲(chǔ)油罐內(nèi)，當(dāng)分離器內(nèi)的液位到達(dá)分離器下限時(shí)，干簧管遠(yuǎn)傳的電阻組件503又發(fā)出信號(hào)，分離器排液電磁閥再次關(guān)閉，進(jìn)行下一次的液量計(jì)量。

     當(dāng)分離器內(nèi)的液位高于計(jì)量下限時(shí)，干簧管遠(yuǎn)傳電阻件發(fā)出信號(hào)打開排液閥，當(dāng)分離器內(nèi)液位達(dá)到計(jì)量下限時(shí)，干簧管遠(yuǎn)傳的電阻組件503發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉分離器排液閥。自動(dòng)控制系統(tǒng)中數(shù)顯表、記錄儀6將開始對(duì)油井產(chǎn)液量再次進(jìn)行計(jì)量。當(dāng)班工人可以根據(jù)不同油井的量油要求，對(duì)數(shù)顯表、記錄儀6進(jìn)行設(shè)定，確定量油次數(shù)，取得精確的油井產(chǎn)量信息。

     分禽器內(nèi)液位高度的控制原理：為了確保分離器連續(xù)工作和外供天然氣平穩(wěn)運(yùn)行，分離器的進(jìn)液量與出液量要保持平衡，使分離器內(nèi)的液位保持在一個(gè)合理的位置。該系統(tǒng)通過以下原理實(shí)現(xiàn)分離器液位的控制，當(dāng)分離器進(jìn)液量少于排液量時(shí)，分離器內(nèi)的液位下降，當(dāng)降到電阻件503的位置時(shí)，干簧管遠(yuǎn)傳5發(fā)出信號(hào)給記錄儀6，記錄儀6通過計(jì)算，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為分離器排液控制電磁閥的控制信號(hào)，調(diào)小閥門開度，減小排液量。當(dāng)進(jìn)入分離器進(jìn)液量大于排液量時(shí)，分離器內(nèi)的液位上升，當(dāng)升到電阻件504的位置時(shí)，干簧管遠(yuǎn)傳5發(fā)出信號(hào)給記錄儀6，記錄儀6將信號(hào)轉(zhuǎn)換成開大分離器氣排液電磁閥3的控制信號(hào)，調(diào)大排閥的開度，加大排液量，使分離器內(nèi)的液位始終保持在一個(gè)合理的位置高度。當(dāng)排液閥打不開（關(guān)不上），分離器內(nèi)的液位持續(xù)上升（下降），當(dāng)分離器內(nèi)液位高度到達(dá)電阻件509（508）的位置時(shí)，干簧管遠(yuǎn)傳5發(fā)出信號(hào)給數(shù)顯表、記錄儀6，數(shù)顯表、記錄儀6將信號(hào)轉(zhuǎn)換后，發(fā)給安裝在值班室內(nèi)的報(bào)警元件7，報(bào)警元件7持續(xù)發(fā)出聲、光預(yù)警聲信息，提示值班人員進(jìn)行故障排除，直至故障解除后，預(yù)警信息才終止。

三、分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng)推廣應(yīng)用及創(chuàng)效情況

     分離器自動(dòng)液位控制系統(tǒng)研制成功后，分別在華北油田務(wù)3、務(wù)4等零散的井站點(diǎn)上進(jìn)行了使用。經(jīng)過一年多的應(yīng)用，不但能夠完成對(duì)油井產(chǎn)液量的自動(dòng)計(jì)量，而且還實(shí)現(xiàn)了根據(jù)分離器進(jìn)液量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)出液量的多少，使分離器內(nèi)的液位保持在合理高度。原來需要通過人工完成的工作，現(xiàn)在通過分離器液位自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)完成，不但減輕了崗位員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且提高了運(yùn)行安全系數(shù)，降低了液體進(jìn)入天然管線和天然氣進(jìn)入儲(chǔ)油罐內(nèi)故障的發(fā)生率。每套系統(tǒng)每年平均可以減少一個(gè)人員的工作量，減少天然氣損失5萬方，年創(chuàng)效50余萬元。該技術(shù)應(yīng)用一年多，已經(jīng)趨向成熟，具備了進(jìn)行推廣條件，可以向具備條件的油氣生產(chǎn)場所進(jìn)行推廣應(yīng)用。

四、結(jié)束語

     分離器自動(dòng)液位控制系統(tǒng)利用電子元器件實(shí)現(xiàn)了分離器液位的自動(dòng)控制，產(chǎn)液量的自動(dòng)計(jì)量及分離器液位警戒線的報(bào)警功能。該套液位自動(dòng)控制系統(tǒng)裝置在應(yīng)用過程中，不但降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了用工量，而且與原來人工操作相比計(jì)量準(zhǔn)確，運(yùn)行安全，具有良好的運(yùn)行前景。