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      淺談緩沖罐液位計改造及磁翻板液位計應用

      來源: 作者: 發布日期:2020-09-11 18:03:29

       摘要:油田生產中部分老式設備經常出現故障,給生產帶來一定影響。 京九站的氣液分離緩沖罐屬于老式設備,1993 年出廠經安裝后使用至今,因油井來液攜帶泥沙和灰漿將液位計水包及連管堵塞,液位計不能正常顯示緩沖罐內部液位的高低,給安全生產帶來隱患。 之后對液位計的水包和連管進行改造,恢復現場液位計的使用功能,消除事故隱患,保障了安全生產。

       
      油田生產中存在部分老式設備,經常出現故障,因條件限制不能及時更換,給生產運行帶來了一定影響。 京九站的氣液分離緩沖罐是 20 m3 老式氣液分離緩沖罐,1993 年出廠經安裝后使用至今,投用時液位計為玻璃管液位計,后改為磁翻板液位計。 而液位計是壓力容器的安全附件之一,其作用是實時監測容器內的液體高低, 以保證容器的安全運行。本站的分離緩沖罐現場液位計出現了堵塞,不能正常顯示緩沖罐內部的液位高低,之后對緩沖罐液位計進行改造,使其恢復使用功能,消除事故隱患,保障了安全生產。 
       
      一、生產現狀分析
      京九站是一座轉油站,負責采油崗所有來液的外輸工作,每天的外輸量為 230 m3。 油井來液先進入一臺 20 m3 的緩沖罐進行氣液分離,分離出的液體依靠油井壓力壓入事故罐進行外輸,天然氣供給加熱爐燃燒。 但緩沖罐的液位計經常堵塞不能正常顯示其內部的液位高低,造成緩沖罐的液位不能控制在安全的生產范圍內。 為了安全生產,加裝了一臺壓力自動顯示液位計,但壓力自動顯示液位計因停電或儀器本身故障,讓現場沒有液位顯示,若發現不及時,極易造成緩沖罐冒罐或壓空事故。 冒罐會使油進入加熱爐的供氣線,再進入加熱爐內部燃燒,從而造成加熱爐的火災和爆炸事故;壓空會造成大量天然氣進入事故罐內,使液壓安全閥動作將天然氣排入大氣中,造成火災隱患及空氣污染。 為了解決液位計堵塞問題,我們首先對液位計的堵塞原因進行現場調查及分析。
       
       
      1.液位計不指示原因分析。 
       
             (1)當液位計不指示液位時,對液位計進行解體檢修,首先把緩沖罐的磁翻板液位計拆卸下來,將液位計按順序進行解體,取出內部的磁浮筒進行清洗檢查,檢查其外部是否有污垢產生卡阻;浮筒有無破損產生內漏,內部進入液體造成浮筒不起;檢查磁浮筒磁性是否消磁;然后將液位計筒柱內部油污處理干凈;非常后檢查磁翻柱滾動是否靈活。 檢修完成后安裝回原處,倒通液位計,但液位計仍然沒有液位顯示。由此得出液位計不顯示液位不是液位計本身的問題。 
       
             (2)由于緩沖罐使用年限較久,緩沖罐頂部給液位計水包補底水的水罐已經損壞而停止使用,液位計補底水是通過關閉液位計氣相閥,全開液相閥,從液位計的排污閥進行加清水倒灌,讓水從液相連管進入緩沖罐底部的水包,經過倒灌,發現水不能灌入。 然后從緩沖罐水包的排污閥進行底水排放,沒有放出底水,這說明液位計的液相連管或水包堵塞,如圖 1。
      緩沖罐結構示意圖及緩沖罐底部水包
             (3)2016 年首次對緩沖罐內部進行清罐,發現緩沖罐的底部沉積大量泥沙,厚度 為 30 cm,將位于緩沖罐內部側面上的與水包相通的通孔(直徑為 30 mm)堵塞。 緩沖罐底部水包也被泥沙經過通孔進入而填滿堵死,致使倒灌的清水不能進入水包內,使水包失去儲存底水功能,而與水包相通的液位計液相連管同樣被堵塞。 結合緩沖罐的清理,對水包及液相連管進行疏通使液位計指示正常。 但是運行一年后,液位計指示又出現異常,隨后從水包排污閥進行排污放水,但是沒有液體流出,因此判斷水包又被堵塞。
       
      通過這三種方法的排查及分析,得出緩沖罐液位計不指示液位的主要原因是液位計液相連管或水包堵塞。
       
      2.液位計堵塞原因分析。
      經過初步判斷,液位計不指示的原因是液相連管或水包堵塞,如何解決堵塞,需要從堵塞的原因進行分析并處理。 
             (1)緩沖罐為老式氣液分離罐,使用年限較長,頂部的加底水罐因損壞不能恢復而停止使用。 當水包內的水被壓出時,不能得到及時補充,此時攜帶泥沙的油井來液從水包通孔進入水包內部,取代底水,造成液位計水包長期沒有清潔的底水,而泥沙逐漸沉積下來非常后形成了堵塞。 
             (2)通過對清理的泥沙進行分析得知,油井到了開采后期及頻繁的油井作業,使油井來液攜帶大量泥沙沉積在緩沖罐底部, 泥沙又從水包通孔進入緩沖罐底部的水包內部,隨著時間的延長,水包就會被泥沙慢慢堵塞。 
             (3)緩沖罐是承壓設備,內部壓力忽高忽低不平穩,在手動壓油調節操作不平衡時,高壓使緩沖罐內部的液體從出口閥門壓入事故罐內,當緩沖罐內部液體被壓空時,罐內壓力又通過液位計的氣相連管沿液相連管進入水包內部,將水包內的底水從通孔壓出、壓入事故罐內,造成水包內底水丟失;當緩沖罐內部壓力降低時, 油井來液及泥沙存入緩沖罐內,來液及泥沙從通孔又進入水包內并沉積下來, 慢慢造成堵塞。 緩沖罐內部壓力的不平穩使水包內液體波動,泥沙隨著波動的液體進入液相連管,逐漸沉積造成了液相連管的堵塞。 
             (4)由于液位計沒有底水的補充,當液位計出現卡阻時,當班人員從液位計的排污閥門進行放空解阻,此時水包內的油井來液就會通過液相連管被排出,泥沙也隨著被帶入液相連管內并沉積下來造成堵塞。
       
             經過分析,液位計堵塞的主要原因是油井來液攜帶的泥沙進入水包和液相連管內部,而液位計補水罐的損壞,不能及時給水包補充底水,并將泥沙從水包排污閥處排出,非常終使泥沙沉積下來,讓水包和液相連管堵塞,造成液位計不能正確指示出液位的高低。 
       
      二、液位計改造思路
      由于緩沖罐是壓力容器,也是氣、液分離器,上部空間是氣相空間,下部空間是液相空間,油井來液進入緩沖罐內部進行氣液分離,氣體進入氣線系統,分離的液體依靠油井壓力壓入下一級系統。 由于液位計是通過液相連管與緩沖罐內部的水包相通,符合液位計連通器原理,但水包及連管的堵塞,使連通器作用失效,液位的高低不能傳達到液位計內部,也就指示不出緩沖罐內部液位的真實高度。 由于油井來液攜帶的泥沙不能徹底清除,要想解決堵塞問題,就要在緩沖罐水包與液位計之間的連接上找方法, 從而來避開泥沙的堵塞,其思路如下:
       
             1.將緩沖罐內部的液相連管與水包之間的連管去除,使液位計的液相連管與緩沖罐內部形成開放式相通,斷開水包并停止使用。
             2.油井進入開采中后期,采 出 液 含 水 達 80%以 上,液 體在緩沖罐內部邊進邊出,并保持一定高度不變,緩沖罐作為容器且容積較大,可直接代替水包,而含水來液也能當作底水使用。
             3.將進入緩沖罐內的液體控制在緩沖罐高度的 1/3~1/2 處,使罐內液體高度超過液位計下部的液相連管進口。 由于泥沙大部分沉積在緩沖罐的底部,不會隨著液體全部進入液相連管內,同時在緩沖罐內部壓力不平穩的波動下,細小的泥沙不會沉積下來形成堵塞。 根據連通器的原理,油井來液代替水包中的底水,從液相連管進入液位計中,從而指示出緩沖罐內液位的高低。由于緩沖罐的整體沒有改動,仍符合壓力容器安全要求。 
       
      三、方案實施
             結合緩沖罐檢測時的清罐,對緩沖罐內部的液相連管及水包做如下改造:由于原來的液位計液相連管經過緩沖罐內部與水包相通,緩沖罐內部液相連管的中部又與緩沖罐頂部補底水罐相連,而補底水罐已經停止使用,如圖 1。 
       
             現將緩沖罐內部液相連管與水包之間的管線及罐內部補底水的管線斷開并去除,并使液位計液相連管的斷開點位于緩沖罐的內部, 長度為10 cm,在緩沖罐內部形成開放式相通,如圖 2。 被去掉的緩沖罐加底水的外部管線,用盲板法蘭封堵,保證了緩沖罐承壓正常,無泄漏。 而油井來液作為底水,通過緩沖罐內部液相連管進入液位計內, 從而將罐內液體高度在液位計上指示出來。
      改進示意圖
             液位計液相連管進口端位于緩沖罐底部上方垂直距離500 mm,在緩沖罐出口管線上方 200 mm 處,保證了不被 沉積下來的泥沙掩埋及堵塞,若堵塞可以從液位計排污閥門進行反沖洗疏通。 液位計位于泵房內部,夏季室溫平均為 38 ℃,
      冬季設備運行產生熱量及泵房內采暖,室溫平均可達 36 ℃,達到油井來液的凝固點以上,因此液位計不需要保溫,只需要定期放空排污, 疏通液位計和液相連管防止泥沙沉積卡阻。 液位計通過改造后運行正常,液位顯示準確。 四、應用效果改造實施后,本站緩沖罐液位計連續運行三年,顯示正常,沒有出現堵塞,有效避免了事故的發生,消除了安全生產隱患。 該方法可用于沒有底水的老式氣液分離緩沖罐,既能減少清罐次數,延長緩沖罐使用年限,又能節省更換緩沖罐的成本。 
       
      五、結束語
             此方法結合油田生產現狀及液位計連通器原理對液位計進行改造,使堵塞的液位計恢復正常。 目前油田的生產設備及設施隨著長期的使用在不斷老舊,但新設備的更換又不斷增加生產成本,這需要我們根據生產現狀對老舊的設備及設施去改進和優化,以減少生產成本,提高設備的利用率,促進安全生產。

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