集中處理站是油田地面集輸系統(tǒng)中重要的組成部分,是對若干計量站或接轉站輸送的混合液進行油氣水分離、原油凈化外輸,天然氣處理、污水處理的綜合性站庫。油氣兩相分離器是原油處理系統(tǒng)前端裝置,分離器液位計目前廣泛采用磁翻板液位計,磁翻板液位計在就地實時顯示分離器液位的基礎上,利用液位傳感器可在中控室遠程監(jiān)測并與現(xiàn)場氣動閥聯(lián)動,實現(xiàn)分離器液位自動控制。液位計顯示準確可靠是原油處理系統(tǒng)各項參數(shù)的基本保障。
1 問題的提出
1.1 液位計的結構及原理
磁翻板液位計由水包、磁性浮球、容納浮球的腔體、翻板箱(紅、白雙色磁性小翻板)等組成。液位計腔體,通過液位計下游管線、法蘭與水包組成一個連通器。上部開孔的水包安裝在分離器底部,水包內加裝的淡鹽水是確保被測介質與顯示機構相隔離。水包長時間在油水混合物里侵泡,會有油泥及其它等雜質沉積,極易造成液位計與水包的連通管線堵塞。若粘性較大的污油進入液位計腔體,容易使浮球上下移動卡阻,導致液位計顯示不準確,可能造成分離器發(fā)生氣線竄油等嚴重事故。
1.2 液位計的沖洗作業(yè)
為保證液位計液位顯示準確可靠,集中處理站必須定期組織人員對液位計進行加水沖洗,以防液位計與水包的連通管線堵塞,并用淡鹽水替換出水包內的污水及浮油,以確保液位計顯示準確可靠。但在沖洗過程中存在以下問題:一是操作步驟繁瑣、必須停用分離器,用時比較長;二是操作需攀登到 2 m 以上的高度進行作業(yè);三是至少需要 4 人配合才能完成。
在液位計加水沖洗之前,首先由運行人員對該分離器進行停用。在做好各項安全措施后,操作人員架設梯子關閉液位計上下流閥門,然后打開液位計下部閥門對液位計進行放空后關閉,然后卸掉液位計上部堵頭,一人扶梯子、一人遞水、一人從上部堵頭處往液位計腔體內加滿水后上緊堵頭,再打開液位計的上下流閥門將液位計腔體的水倒壓至水包內。集中處理站常用的磁翻板液位計腔體直徑50 mm、高度 2 m,水包直徑 300 mm、水包高度 0.3 m,由些可計算清洗并替換液泣計和水包內部的水所需要的用量。
經(jīng)過計算,水包容積是液位計腔體容積的 5.4 倍,因此每次對液位計腔體加滿水后,再將腔體的水倒壓入水包的操作步驟至少需重復 6 次,每次的操作時間為13 分鐘左右,每清洗替換一臺分離器液位計及水包的操作過程均在 1.5 小時以上,工作效率低,并且存在安全隱患。液位計沖洗置換時,先打開放空閥 4 及加水閥3 向裝置內加滿淡鹽水,關閉加水閥 3、放空閥 4,然后打開裝置的壓力平衡閥 5,保證了裝置內壓力與分離器內壓力相平衡;再打開出水閥 6 和待沖洗的液位計進水閥 7,利用液位差原理,就可以使裝置內的水由液位計下游管線進入液位計水包,將水包內的介質置換到分離器內,完成液位計下游管線的沖洗檢查和水包內介質的置換工作,從而達到?jīng)_洗檢查液位計的目的 2.2 實施方案經(jīng)單位技術部門、安全部門審批,并出具技術變更方案,由*隊伍制作液位計沖洗置換裝置。為了保證沖洗置換效果,裝置主體盛水容量應大于一臺液位計水包盛水容量;裝置主體上部安裝有放空閥、加水閥和壓力平衡閥,下部安裝有出水閥及低液位觀察閥;沖洗裝置安放在分離器操作間內,可滿足多臺分離器液位計沖洗條件;裝置安裝高度高于分離器液位計液位高度;為了便于向裝置內部進行加水操作,配套設有作業(yè)平臺。
2.2.1 沖洗裝置主體結構
選用 φ219×7mm 的螺旋鋼管制作,管材設計承壓 1.6MPa,遠高于分離器工作壓力(0.3MPa),保障裝置使用的安全性。
理論計算依據(jù):
裝置直徑
D = φ219 × 7 = 219 - 7 × 2=205mm=0.205m (4)
參照相關規(guī)范:裝置設計容量應大于水包本身容積量的 1.2~1.5 倍計算。
選用 φ26×3 mm 無縫鋼管、DN20 快速球閥等配件。管線、閥件設計承壓 1.6 MPa,遠大于分離器工作壓力(0.3 MPa),保障了裝置使用的安全性??焖偾?/span>
閥便于開關操作,可快速將裝置內部的水壓入水包內。
2.2.3 操作平臺
選用鋼管、鋼板、角鐵焊接牢固、安全可靠,便于人員操作。經(jīng)過測量,分離器的工作液位距地面高度為 1.7 m,裝置的安裝高度只需大于分離器液位運行高度
就能順利壓水沖洗。為了便于人員操作,結合人員 160~180 cm 身高,確定了操作平臺高度為 1 m。
3 現(xiàn)場應用
3.1 作業(yè)效果
集中處理站分離器操作間安裝液位計沖洗裝置驗收合格后,進行了多次現(xiàn)場操作驗證,取得了較好的效果。
加水沖洗過程中,不用停用分離器,保證安全平穩(wěn)生產;在作業(yè)平臺上操作,消除了高處作業(yè)的風險;操作時間由原先的1.5小時降至目前的15分鐘,提高了工
作效率;由 4人操作減少為 1~2人操作,減少了作業(yè)人數(shù),降低了員工的勞動強度。。
4 結果
分離器液位計清洗裝置的研制,在液位計沖洗過程中,不用停用分離器,利用連通器壓力平衡原理,完成了液位計及水包內污水的快速沖洗和置換,實現(xiàn)了沖洗過程中分離器液位的實時顯示和遠程控制,同時縮短了沖洗操作時間,減少了操作人數(shù),降低員工的勞動強度,提高了工作效率,并將高處作業(yè)轉變?yōu)槌R?guī)作業(yè),消除了高處作業(yè)在的安全隱患,為安全生產提供了保障,在油田地面集輸系統(tǒng)具有很好的推廣價值。