楚政和　洪河　嚴(yán)杰

【摘 要】本文闡述了隨著油田深入開發(fā)后，由于油層所采液體氣油比下降而造成的翻斗量油分離器內(nèi)翻斗被淹所采取的應(yīng)用惰性氣體注入法、和差壓信號(hào)測(cè)量控制離心泵法的原理，以及兩種原理在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，并提出了翻斗量油設(shè)備及控制工藝的待改進(jìn)措施。

【關(guān)鍵詞】翻斗量油分離器；防淹；改進(jìn)措施

0 引言

江漢采油廠目前對(duì)原油的計(jì)量方式有分離器計(jì)量、流量計(jì)量油、桶量、罐車量油、翻斗量油。而翻斗量油方式能保證連續(xù)計(jì)量、避免油井間歇出油的影響、計(jì)量精度高，且不受來液多相流的影響，因優(yōu)于其他量油方式而普遍為各油井所使用。它不僅節(jié)能、可靠，還有維修方便等特點(diǎn)。翻斗量油的量油方式在石油開采行業(yè)已經(jīng)應(yīng)用了幾十年，但隨著各個(gè)油田開采的深入，油田進(jìn)入二次、三次開采期，原油含水升高、氣油比下降給翻斗量油裝置正常運(yùn)作帶來了許多問題。

1 翻斗計(jì)量分離器的工作原理

翻斗計(jì)量分離器內(nèi)部的翻斗是雙斗設(shè)計(jì)成非穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)一個(gè)計(jì)量斗內(nèi)裝有液體后，由于重心位移失去平衡而翻轉(zhuǎn)的原理制成。其中一個(gè)斗處于進(jìn)油位置時(shí)、另一個(gè)斗處于排油位置。當(dāng)進(jìn)油斗達(dá)到翻轉(zhuǎn)重量時(shí)便翻轉(zhuǎn)成為排油狀態(tài)，這時(shí)排油斗立即進(jìn)入進(jìn)油位置（見圖1）。如此反復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)計(jì)量。記錄時(shí)間和翻斗的斗數(shù)，可計(jì)算出油井的日產(chǎn)量。

確保翻斗量油裝置正常工作的條件為：翻斗完好、靈活可靠，翻斗量油容器上部有氣相空間，整個(gè)翻斗量油容器密封無泄漏，來液溫度確保原油處于流體狀態(tài)。

圖1 翻斗量油分離器防淹原理流程圖

2 翻斗計(jì)量分離器被淹的原因

江漢油田現(xiàn)階段油層開采過程中出現(xiàn)采油含水升高，油層采出液氣油比下降等原因，造成一些產(chǎn)液、產(chǎn)油量偏少的站點(diǎn)翻斗計(jì)量分離器內(nèi)的翻斗經(jīng)常被淹。翻斗被淹即是翻斗計(jì)量分離器內(nèi)部液位上漲至翻斗部位的高度后，翻斗不能翻轉(zhuǎn)，計(jì)量工作無法正常進(jìn)行。根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)翻斗被淹的原因進(jìn)行調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，造成翻斗被淹的原因有以下兩個(gè)方面：

1）油井出液量、產(chǎn)油量少，氣油比較低造成翻斗被淹。

2）翻斗分離器上部氣相部位及相關(guān)附屬管線出現(xiàn)氣相泄漏、液相回流現(xiàn)象造成翻斗被淹。

3 解決翻斗被淹的方案及存在的問題

目前現(xiàn)場(chǎng)解決翻斗量油分離器被淹的方法通常采取以下兩個(gè)方案：

3.1 翻斗量油分離器上部注惰性氣體

它是在翻斗量油分離器氣相部位安裝一個(gè)接口，當(dāng)翻斗計(jì)量分離器內(nèi)部因?yàn)槟撤N原因，使其內(nèi)部液面上漲將翻斗淹沒后，可以通過接口利用氮?dú)馄績(jī)?nèi)的12.5MPa高壓氮?dú)饨祲褐?.5MPa后，將氮?dú)鈴姆啡萜魃喜拷涌谧⑷敕妨坑头蛛x器內(nèi)（見圖1A框）。高壓氮?dú)鈱⒎妨坑头蛛x器液體排向下部，確保翻斗能在一定的空間內(nèi)正常翻動(dòng)量油。

優(yōu)點(diǎn)：不受翻斗環(huán)境溫度、來液溫度、流量、氣油比影響、無需電能。

缺點(diǎn)：需要人工判斷翻斗容器內(nèi)部的液面高度和手動(dòng)注氣。建立的氮?dú)饪臻g容易因設(shè)備問題或操作工藝原因而被破壞。

3.2 差壓信號(hào)測(cè)量控制離心泵法

差壓信號(hào)測(cè)量控制離心泵法的設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)分兩部分構(gòu)成：翻斗量油分離器液面測(cè)量、判斷控制機(jī)構(gòu)部分和離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)控制排液執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成（見圖1B框）。

其工作原理是：翻斗量油分離器液面測(cè)量機(jī)構(gòu)對(duì)翻斗容器內(nèi)部的液面進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量、判斷。測(cè)量元件輸出的信號(hào)到其判斷控制機(jī)構(gòu)，當(dāng)翻斗容器內(nèi)部液面上漲到設(shè)定高度時(shí)，判斷控制機(jī)構(gòu)確定安裝在翻斗容器底部外輸管線上的離心泵開始工作，對(duì)翻斗內(nèi)部液體進(jìn)行排液。

當(dāng)離心泵工作后，離心泵產(chǎn)生的水壓壓頭使得翻斗容器內(nèi)的液面在壓差的作用下而下降，從而達(dá)到翻斗防淹的目的。

優(yōu)點(diǎn)：在適當(dāng)?shù)臈l件下可以自動(dòng)判斷和控制翻斗容器內(nèi)部液面。

缺點(diǎn)：差壓測(cè)量元件受環(huán)境溫度影響較大、對(duì)進(jìn)入翻斗容器內(nèi)部液體存在一個(gè)最小氣油比的要求，耗能。

4 設(shè)備、控制工藝待改進(jìn)措施

翻斗量油分離器上部注惰性氣體和差壓信號(hào)測(cè)量控制離心泵法在使用過程中均會(huì)因環(huán)境因素或工藝方法而出現(xiàn)問題，其主要問題是翻斗設(shè)備及其附屬管線設(shè)備存在的泄漏、容器和管線存在氣液回流現(xiàn)象、自然環(huán)境溫度變化導(dǎo)致差壓測(cè)量元件失效的現(xiàn)象。針對(duì)以上存在的問題可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。

4.1 設(shè)備待改措施

1）減少翻斗量油設(shè)備上部氣相泄漏點(diǎn)，所有法蘭連接、人孔密封可采用橡膠墊涂抹黃油進(jìn)行密封。

2）對(duì)注氮?dú)夥桨傅脑O(shè)備在液體進(jìn)翻斗前的來液管線底點(diǎn)安裝單流閥（見圖1C框），防止氣相倒流至其它設(shè)備或管線。

3）盲板盲死翻斗氣相外輸管線。

4）離心泵出口安裝單流閥以防離心泵出口管線內(nèi)部液體倒流至翻斗容器。

4.2 控制工藝待改措施

1）將注氣系統(tǒng)與翻斗液面測(cè)量裝置進(jìn)行相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

2）液面差壓探頭外露式改為翻斗容器內(nèi)部植入式，達(dá)到防凍、防凝效果。

3）液面測(cè)量方式可以改用超聲波雷達(dá)探頭進(jìn)行液面測(cè)量。

4）離心泵出口安裝單流閥以防離心泵停泵時(shí)出口管線內(nèi)部液體倒流至翻斗容器。

5 結(jié)論

隨著油田不斷深入開發(fā)，油層采出液的氣油比下降是造成翻斗量油容器內(nèi)部的翻斗被淹的主要原因，翻斗被淹現(xiàn)象的頻數(shù)在逐步增高。做好翻斗量油設(shè)備、和翻斗防淹工藝的改進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新是我們今后計(jì)量工作的重點(diǎn)。

[責(zé)任編輯：王偉平]