美國emerson艾默生液位控制器技術(shù)解決方案

Fisher FIELDVUE L2t 液位控制器是堅固耐用的 L2 系列液位控制器。它使用浮筒型傳感器探測液位或兩種不同比重液體的分界面。該控制器非常適合氣體分離器和洗滌器應用中的液位測量。L2t 設計是一種旨在實(shí)現實(shí)現環(huán)保的解決方案。

大多數偏遠的油井缺乏壓縮空氣，因此，油分離器控制的常見(jiàn)解決方案是利用可用的天然氣壓力來(lái)驅動(dòng)所需的液位變送器、控制器和閥門(mén)。這種方法效果很好，但持續向環(huán)境中排放大量甲烷。最近的溫室氣體法規已經(jīng)排除了這一選項，因此許多油井頭操作人員不得不再次考慮其他替代方案。

一個(gè) obvious的解決方案是在現場(chǎng)安裝某種類(lèi)型的空氣壓縮機，并使用現有的氣動(dòng)儀表。這在大型有多個(gè)儀表的油井場(chǎng)可以很好地工作，但對于可能只有1到2個(gè)分離器的典型井口場(chǎng)來(lái)說(shuō)，通常成本效益不高。

一種常用于小站點(diǎn)的低成本方案是將液位變送器替換為液位開(kāi)關(guān)，并安裝電動(dòng)閥門(mén)。這樣消除了對壓縮空氣的需求，開(kāi)關(guān)通過(guò)輪流打開(kāi)/關(guān)閉閥門(mén)來(lái)粗略地維持液位在一定的操作范圍內。這個(gè)方案可以工作，但存在顯著(zhù)的局限性，影響長(cháng)期維護和可靠性。

開(kāi)/關(guān)控制永遠無(wú)法達到穩定狀態(tài)，因為閥門(mén)關(guān)閉時(shí)液位上升，閥門(mén)打開(kāi)時(shí)液位下降。當井流顯著(zhù)時(shí)，閥門(mén)將不斷在打開(kāi)和關(guān)閉之間切換，導致快速磨損。此選項還需要大量的電力，這對于通常依賴(lài)太陽(yáng)能的偏遠站點(diǎn)來(lái)說(shuō)可能是個(gè)問(wèn)題。不可避免且經(jīng)常需要的閥門(mén)更換會(huì )花費資金并導致產(chǎn)量損失，而閥門(mén)故障可能導致油沿著(zhù)水管流失，或者在下游的氣體和/或石油處理中造成問(wèn)題。

更好的解決方案是為每個(gè)液位回路安裝液位變送器和控制器。這種方法通過(guò)調節閥門(mén)來(lái)保持液位穩定，一旦達到設定點(diǎn)，閥門(mén)的移動(dòng)量很小。減少閥門(mén)的移動(dòng)可以顯著(zhù)延長(cháng)閥門(mén)的使用壽命，并且使用更少的能源。不幸的是，額外的控制器為安裝增加了顯著(zhù)的成本，但有一個(gè)更好的替代方案。

液位檢測技術(shù)

在油藏分離器改造的過(guò)程中，許多用戶(hù)嘗試了各種不同的液位測量技術(shù)。引導波雷達效果很好，但它通常需要對現有容器進(jìn)行重大修改才能添加所需的拉桿或法蘭（如圖3所示）。也嘗試了差壓（DP）變送器，但它們往往會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移堵塞。具有雙膜片密封的差壓細胞效果很好，但它們的基本設計要昂貴得多。

美國emerson艾默生液位控制器更好的替代方案

一種更經(jīng)濟實(shí)惠的選項最近被引入，它解決了許多上述困擾油分離器改造設計團隊的問(wèn)題（圖4）。該液位/界面變送器采用現場(chǎng) proven 的浮子技術(shù)，但改進(jìn)的機械設計允許浮子組件通過(guò)容器側面的 2 英寸 NPT 或法蘭連接插入。這種安排通常允許變送器利用現有的容器連接，從而大幅降低改造成本。這個(gè)選項也比帶有雙隔膜密封的 DP 變送器便宜得多。

該設備能夠同樣準確地測量液位或界面，因此特別適用于油分離器應用，并且由于該設備使用一種創(chuàng )新技術(shù)在設備上執行此功能，從而消除了對單獨液位控制器的需求，如下面所述。

一個(gè)典型的液位應用使用一個(gè)變送器來(lái)檢測液位，使用一個(gè)控制閥來(lái)調節液位，并使用某種類(lèi)型的控制器將當前液位與設定值進(jìn)行比較，并在必要時(shí)調整閥門(mén)位置。這種安排在需要非常精確的液位控制時(shí)非常昂貴且效果良好，但油田分離器并不需要這種精確度。相反，控制器只需要將液位保持在操作范圍內，并且理想情況下需要找到一個(gè)穩態(tài)，以避免閥門(mén)不斷循環(huán)。

這些目標可以通過(guò)將液位傳感器簡(jiǎn)單地連接到電動(dòng)閥（如圖5所示）來(lái)實(shí)現。液位傳感器在較短的范圍內進(jìn)行校準，其液位信號直接輸入到閥中。隨著(zhù)液位的上升，控制閥打開(kāi)，最終液位將達到一個(gè)穩態(tài)平衡，使流入量與流出量匹配。如果流入量發(fā)生變化，液位將改變，驅動(dòng)閥門(mén)位置，直到再次達到穩態(tài)。閥門(mén)和傳感器的組合將在不使用外部控制器的情況下控制液位在狹窄的范圍內。

美國emerson艾默生液位控制器用例

連續控制與開(kāi)關(guān)控制的益處是顯著(zhù)的，如這些使用案例所示，所有使用了Fisher L2t液位控制器和Fisher easy-Drive電動(dòng)執行器解決方案。

一家位于美國馬塞勒斯頁(yè)巖地區的運營(yíng)公司正在從開(kāi)關(guān)控制轉變?yōu)槭褂貌顗阂何蛔兯推鞯倪B續控制。連續控制效果很好，但差壓變送器經(jīng)常堵塞并導致操作問(wèn)題。更換為基于浮子的L2t變送器消除了這些問(wèn)題，并使油分離器控制能夠可靠地運行很長(cháng)時(shí)間而無(wú)需任何維護。

由于循環(huán)閥的持續維護問(wèn)題，加拿大西部的兩家運營(yíng)公司開(kāi)始在高流量井上用這個(gè)解決方案替換開(kāi)/關(guān)控制。這些改裝非常便宜，因為變送器安裝在現有的管道切口中。新技術(shù)使連續控制成為可能，大大減少了維護間隔和成本。

美國emerson艾默生液位控制器結論

如果您在油分離器的開(kāi)關(guān)控制維護問(wèn)題上遇到麻煩，或者在不穩定和不一致的液位控制上遇到問(wèn)題，請考慮進(jìn)行浮球更換并安裝電動(dòng)控制閥。這個(gè)經(jīng)濟實(shí)惠的解決方案易于安裝，并通過(guò)提高產(chǎn)量和降低維護成本提供顯著(zhù)的優(yōu)勢。