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摘 要 針對長慶油田轉(zhuǎn)油站沉降罐乳化層、油水界面難于控制的問題，采用磁致伸縮液位計作為自動化監(jiān)控方法，有效解決了人工檢測液位的難題，使轉(zhuǎn)油站沉降罐乳化層厚度、油水界面高度、污水水位數(shù)據(jù)等得到及時監(jiān)測，確保了轉(zhuǎn)油站沉降罐的操作安全，減少了員工因風雪天氣上罐檢尺的危險性，減輕了員工勞動強度。

引言
在長慶油田采油六廠轉(zhuǎn)油站內(nèi)的沉降罐計量操作，主要采用人工檢尺測量，液位、乳化層、油水界面、水位的測量全部要用人工用特制取樣器進行探測，遇到風、雪、雨等惡劣天氣，在罐上操作非常危險，夜間檢尺視線差，數(shù)據(jù)有時有較大差距，探測四個參數(shù)時間從上罐檢尺到取樣再到計算結(jié)果，至少要在 40min 以上。沉降罐液位、乳化層、油水界面、污水水位的參數(shù)直接關(guān)系到每天原油產(chǎn)量的盤庫數(shù)據(jù)是否準確，進而影響到對全站原油產(chǎn)量的分析。為了解決這個難題，長慶油田采油六廠長西項目部 2016 年 3 月在長二轉(zhuǎn)油站 700m3 沉降罐上安裝了磁致伸縮液位計，用以監(jiān)測沉降罐液位、乳化層、油水界面、污水水位數(shù)據(jù)。經(jīng)過 8 個月的使用，該方法快捷、安全、準確，效果良好。

1 磁致伸縮液位計
磁致伸縮液位計通過內(nèi)部非接觸式的測控技術(shù)精確地檢測活動磁環(huán)的絕對位置來測量被檢測液體的實際位置，磁致伸縮液位計對原油處理過程中沉降罐液位計量、液位、油水界面的測量與監(jiān)控有較好的適應性。

2 磁致伸縮液位計特點
1) 測量精度高，重復性好; 2) 絕對量輸出，重啟無須重歸零位; 3) 零點、滿度在量程范圍內(nèi) 100% 可用; 4) 防射頻干擾; 5) 安裝方式靈活、簡便; 6) 抗污能力強，適用于惡劣工業(yè)環(huán)境; 7) 剛性測桿結(jié)構(gòu)，承壓性能好; 8) 可帶表頭，現(xiàn)場顯示測量數(shù)據(jù)。

3 磁致伸縮液位計結(jié)構(gòu)
磁致伸縮液位計主要由磁致伸縮線( 以下簡稱波導絲) 、測桿、電子倉和套在測桿上的非接觸浮子( 內(nèi)裝有永久磁鐵) 組成。磁致伸縮液位計結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1 所示。 4 磁致伸縮液位計工作原理
當傳感器工作時，電子倉內(nèi)的電子電路產(chǎn)生一個“起始脈沖”，此起始脈沖沿波導絲以恒速傳輸，同時產(chǎn)生一個沿著波導絲跟隨脈沖前進的旋轉(zhuǎn)磁場，當該磁場與浮子的永久磁場相遇時，產(chǎn)生磁致伸縮效應，使波導絲發(fā)生扭動。這一扭動被安裝在
電子倉內(nèi)的拾能機構(gòu)感知并轉(zhuǎn)換成相應的“終止脈沖”，通過計算“起始脈沖”與相應“終止脈沖”之間的時間差 t1、t2、t3，即可精確測出其位移量，進而得到精確的液位值。磁致伸縮液位計工作波形圖如圖 2 所示。 5 現(xiàn)場應用
5. 1 數(shù)據(jù)顯示
傳感器安裝后，經(jīng)過調(diào)試，罐位數(shù)據(jù)、油水界面數(shù)據(jù)、乳化層厚度數(shù)據(jù)、污水水位數(shù)據(jù)可以隨時讀取。經(jīng)過 1 個月的觀察，每天人工檢尺取樣，測量數(shù)據(jù)與傳感器顯示的數(shù)據(jù)對比，四組數(shù)據(jù)基本誤差均在 2mm 以內(nèi)，完全符合設(shè)計安裝要求。傳感器的數(shù)據(jù)不受 風、雪、雨、霧等惡劣天氣影響，數(shù) 據(jù) 顯 示穩(wěn)定。

5. 2 工作過程
磁致伸縮液位計根據(jù)沉降罐內(nèi)的油層、油水混合層、污水層三個層面的液體密度差進行自動識別，根據(jù)每個層的位置變化，相應產(chǎn)生不同的磁場和電場，磁場和電場也會導致物體尺寸的伸長和縮短。鐵磁性物質(zhì)在外磁場的作用下，其尺寸伸長( 或縮短) ，去掉外磁場后，又恢復原來的長度，這就使不同的三種液體產(chǎn)生磁致伸縮。油層位置、油水界面位置和污水位置同時反映在遠傳電腦顯示屏上，隨時可以檢測到三個層位的變化數(shù)值，根據(jù)沉降罐計算系數(shù)，準確計算出沉降罐內(nèi)的油量、油水界面位置、污水水位位置，及時為操作員工提供準確的罐內(nèi)資料。

5. 3 效果對比
在 8 個月的使用過程中，油罐液位、油水界面位置、乳化層厚度、污水水位隨時顯示，精確度在 2mm范圍內(nèi)。每班盤庫時間從 40min 縮短到 5min。電腦顯示屏如圖 3 所示。


5. 4 注意事項
1) 每臺傳感器最好單獨提供一個符合產(chǎn)品要求的供電電源;
2) 傳感器的屏蔽電纜必須避開大功率電源、射頻信號和其他有噪音的傳輸電纜;
3) 電纜的屏蔽線必須完好無斷線，并接到后續(xù)設(shè)備的大地端;
4) 電纜線需按照所需長度 訂 制，避 免 分 段駁線;
5) 量程 3m 以內(nèi)的不銹鋼測桿外徑為 10mm，量程 3m 以上的不銹鋼測桿外徑為 13mm，帶溫度測量的不銹鋼測桿外徑為 14mm;
6) 電子倉外殼材質(zhì)均為不銹鋼;
7) 普通型接線端子及隔爆型產(chǎn)品，進行零點和滿度調(diào)節(jié)時，需要打開端蓋操作。

6 結(jié)束語
磁致伸縮液位計在長慶油田采油六廠長西項目部長二轉(zhuǎn)沉降罐的應用，極大地提高了現(xiàn)場自動化管理水平，有效解決了轉(zhuǎn)油站人工對原油處理過程中沉降罐液位計量、液位控制、油水界面的測量與監(jiān)控以及污水水位控制的操作，有效避免了員工上罐檢尺取樣的危險，縮短了每班計算盤庫時間，提高了產(chǎn)量分析的準確性。