淺談緩沖罐液位計(jì)改造及磁翻板液位計(jì)應(yīng)用

上海上儀股份公司油田生產(chǎn)中部分老式設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)故障，給生產(chǎn)帶來一定影響。 京九站的氣液分離緩沖罐屬于老式設(shè)備，1993 年出廠經(jīng)安裝后使用至今，因油井來液攜帶泥沙和灰漿將液位計(jì)水包及連管堵塞，液位計(jì)不能正常顯示緩沖罐內(nèi)部液位的高低，給安全生產(chǎn)帶來隱患。 之后對(duì)液位計(jì)的水包和連管進(jìn)行改造，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)的使用功能，消除事故隱患，保障了安全生產(chǎn)。

油田生產(chǎn)中存在部分老式設(shè)備，經(jīng)常出現(xiàn)故障，因條件限制不能及時(shí)更換，給生產(chǎn)運(yùn)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(jīng)安裝后使用至今，投用時(shí)液位計(jì)為玻璃管液位計(jì)，后改為磁翻板液位計(jì)。 而液位計(jì)是壓力容器的安全附件之一，其作用是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)容器內(nèi)的液體高低， 以保證容器的安全運(yùn)行。本站的分離緩沖罐現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)出現(xiàn)了堵塞，不能正常顯示緩沖罐內(nèi)部的液位高低，之后對(duì)緩沖罐液位計(jì)進(jìn)行改造，使其恢復(fù)使用功能，消除事故隱患，保障了安全生產(chǎn)。

一、生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

京九站是一座轉(zhuǎn)油站，負(fù)責(zé)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(jìn)入一臺(tái) 20 m3 的緩沖罐進(jìn)行氣液分離，分離出的液體依靠油井壓力壓入事故罐進(jìn)行外輸，天然氣供給加熱爐燃燒。 但緩沖罐的液位計(jì)經(jīng)常堵塞不能正常顯示其內(nèi)部的液位高低，造成緩沖罐的液位不能控制在安全的生產(chǎn)范圍內(nèi)。 為了安全生產(chǎn)，加裝了一臺(tái)壓力自動(dòng)顯示液位計(jì)，但壓力自動(dòng)顯示液位計(jì)因停電或儀器本身故障，讓現(xiàn)場(chǎng)沒有液位顯示，若發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，極易造成緩沖罐冒罐或壓空事故。 冒罐會(huì)使油進(jìn)入加熱爐的供氣線，再進(jìn)入加熱爐內(nèi)部燃燒，從而造成加熱爐的火災(zāi)和爆炸事故；壓空會(huì)造成大量天然氣進(jìn)入事故罐內(nèi)，使液壓安全閥動(dòng)作將天然氣排入大氣中，造成火災(zāi)隱患及空氣污染。 為了解決液位計(jì)堵塞問題，我們首先對(duì)液位計(jì)的堵塞原因進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及分析。

1.液位計(jì)不指示原因分析。

（1）當(dāng)液位計(jì)不指示液位時(shí)，對(duì)液位計(jì)進(jìn)行解體檢修，首先把緩沖罐的磁翻板液位計(jì)拆卸下來，將液位計(jì)按順序進(jìn)行解體，取出內(nèi)部的磁浮筒進(jìn)行清洗檢查，檢查其外部是否有污垢產(chǎn)生卡阻；浮筒有無(wú)破損產(chǎn)生內(nèi)漏，內(nèi)部進(jìn)入液體造成浮筒不起浮；檢查磁浮筒磁性是否消磁；然后將液位計(jì)筒柱內(nèi)部油污處理干凈；非常后檢查磁翻柱滾動(dòng)是否靈活。 檢修完成后安裝回原處，倒通液位計(jì)，但液位計(jì)仍然沒有液位顯示。由此得出液位計(jì)不顯示液位不是液位計(jì)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(jì)水包補(bǔ)底水的水罐已經(jīng)損壞而停止使用，液位計(jì)補(bǔ)底水是通過關(guān)閉液位計(jì)氣相閥，全開液相閥，從液位計(jì)的排污閥進(jìn)行加清水倒灌，讓水從液相連管進(jìn)入緩沖罐底部的水包，經(jīng)過倒灌，發(fā)現(xiàn)水不能灌入。 然后從緩沖罐水包的排污閥進(jìn)行底水排放，沒有放出底水，這說明液位計(jì)的液相連管或水包堵塞。

（3）2016 年首次對(duì)緩沖罐內(nèi)部進(jìn)行清罐，發(fā)現(xiàn)緩沖罐的底部沉積大量泥沙，厚度 為 30 cm，將位于緩沖罐內(nèi)部側(cè)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(jīng)過通孔進(jìn)入而填滿堵死，致使倒灌的清水不能進(jìn)入水包內(nèi)，使水包失去儲(chǔ)存底水功能，而與水包相通的液位計(jì)液相連管同樣被堵塞。 結(jié)合緩沖罐的清理，對(duì)水包及液相連管進(jìn)行疏通使液位計(jì)指示正常。 但是運(yùn)行一年后，液位計(jì)指示又出現(xiàn)異常，隨后從水包排污閥進(jìn)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(jì)不指示液位的主要原因是液位計(jì)液相連管或水包堵塞。

2.液位計(jì)堵塞原因分析。

經(jīng)過初步判斷，液位計(jì)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(jìn)行分析并處理。

（1）緩沖罐為老式氣液分離罐，使用年限較長(zhǎng)，頂部的加底水罐因損壞不能恢復(fù)而停止使用。 當(dāng)水包內(nèi)的水被壓出時(shí)，不能得到及時(shí)補(bǔ)充，此時(shí)攜帶泥沙的油井來液從水包通孔進(jìn)入水包內(nèi)部，取代底水，造成液位計(jì)水包長(zhǎng)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(duì)清理的泥沙進(jìn)行分析得知，油井到了開采后期及頻繁的油井作業(yè)，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(jìn)入緩沖罐底部的水包內(nèi)部，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，水包就會(huì)被泥沙慢慢堵塞。

（3）緩沖罐是承壓設(shè)備，內(nèi)部壓力忽高忽低不平穩(wěn)，在手動(dòng)壓油調(diào)節(jié)操作不平衡時(shí)，高壓使緩沖罐內(nèi)部的液體從出口閥門壓入事故罐內(nèi)，當(dāng)緩沖罐內(nèi)部液體被壓空時(shí)，罐內(nèi)壓力又通過液位計(jì)的氣相連管沿液相連管進(jìn)入水包內(nèi)部，將水包內(nèi)的底水從通孔壓出、壓入事故罐內(nèi)，造成水包內(nèi)底水丟失；當(dāng)緩沖罐內(nèi)部壓力降低時(shí)， 油井來液及泥沙存入緩沖罐內(nèi)，來液及泥沙從通孔又進(jìn)入水包內(nèi)并沉積下來， 慢慢造成堵塞。 緩沖罐內(nèi)部壓力的不平穩(wěn)使水包內(nèi)液體波動(dòng)，泥沙隨著波動(dòng)的液體進(jìn)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(jì)沒有底水的補(bǔ)充，當(dāng)液位計(jì)出現(xiàn)卡阻時(shí)，當(dāng)班人員從液位計(jì)的排污閥門進(jìn)行放空解阻，此時(shí)水包內(nèi)的油井來液就會(huì)通過液相連管被排出，泥沙也隨著被帶入液相連管內(nèi)并沉積下來造成堵塞。經(jīng)過分析，液位計(jì)堵塞的主要原因是油井來液攜帶的泥沙進(jìn)入水包和液相連管內(nèi)部，而液位計(jì)補(bǔ)水罐的損壞，不能及時(shí)給水包補(bǔ)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(jì)不能正確指示出液位的高低。

二、液位計(jì)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(jìn)入緩沖罐內(nèi)部進(jìn)行氣液分離，氣體進(jìn)入氣線系統(tǒng)，分離的液體依靠油井壓力壓入下一級(jí)系統(tǒng)。 由于液位計(jì)是通過液相連管與緩沖罐內(nèi)部的水包相通，符合液位計(jì)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(dá)到液位計(jì)內(nèi)部，也就指示不出緩沖罐內(nèi)部液位的真實(shí)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(jì)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(nèi)部的液相連管與水包之間的連管去除，使液位計(jì)的液相連管與緩沖罐內(nèi)部形成開放式相通，斷開水包并停止使用。

2.油井進(jìn)入開采中后期，采 出 液 含 水 達(dá) 80%以 上，液 體在緩沖罐內(nèi)部邊進(jìn)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(dāng)作底水使用。

3.將進(jìn)入緩沖罐內(nèi)的液體控制在緩沖罐高度的 1/3～1/2 處，使罐內(nèi)液體高度超過液位計(jì)下部的液相連管進(jìn)口。 由于泥沙大部分沉積在緩沖罐的底部，不會(huì)隨著液體全部進(jìn)入液相連管內(nèi)，同時(shí)在緩沖罐內(nèi)部壓力不平穩(wěn)的波動(dòng)下，細(xì)小的泥沙不會(huì)沉積下來形成堵塞。 根據(jù)連通器的原理，油井來液代替水包中的底水，從液相連管進(jìn)入液位計(jì)中，從而指示出緩沖罐內(nèi)液位的高低。由于緩沖罐的整體沒有改動(dòng)，仍符合壓力容器安全要求。

三、方案實(shí)施

結(jié)合緩沖罐檢測(cè)時(shí)的清罐，對(duì)緩沖罐內(nèi)部的液相連管及水包做如下改造：由于原來的液位計(jì)液相連管經(jīng)過緩沖罐內(nèi)部與水包相通，緩沖罐內(nèi)部液相連管的中部又與緩沖罐頂部補(bǔ)底水罐相連，而補(bǔ)底水罐已經(jīng)停止使用。

現(xiàn)將緩沖罐內(nèi)部液相連管與水包之間的管線及罐內(nèi)部補(bǔ)底水的管線斷開并去除，并使液位計(jì)液相連管的斷開點(diǎn)位于緩沖罐的內(nèi)部， 長(zhǎng)度為10 cm，在緩沖罐內(nèi)部形成開放式相通。 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(wú)泄漏。 而油井來液作為底水，通過緩沖罐內(nèi)部液相連管進(jìn)入液位計(jì)內(nèi)， 從而將罐內(nèi)液體高度在液位計(jì)上指示出來。

液位計(jì)液相連管進(jìn)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(jì)排污閥門進(jìn)行反沖洗疏通。 液位計(jì)位于泵房?jī)?nèi)部，夏季室溫平均為 38 ℃，冬季設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生熱量及泵房?jī)?nèi)采暖，室溫平均可達(dá) 36 ℃，達(dá)到油井來液的凝固點(diǎn)以上，因此液位計(jì)不需要保溫，只需要定期放空排污， 疏通液位計(jì)和液相連管防止泥沙沉積卡阻。 液位計(jì)通過改造后運(yùn)行正常，液位顯示準(zhǔn)確。 四、應(yīng)用效果改造實(shí)施后，本站緩沖罐液位計(jì)連續(xù)運(yùn)行三年，顯示正常，沒有出現(xiàn)堵塞，有效避免了事故的發(fā)生，消除了安全生產(chǎn)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(shù)，延長(zhǎng)緩沖罐使用年限，又能節(jié)省更換緩沖罐的成本。

五、結(jié)束語(yǔ)

此方法結(jié)合油田生產(chǎn)現(xiàn)狀及液位計(jì)連通器原理對(duì)液位計(jì)進(jìn)行改造，使堵塞的液位計(jì)恢復(fù)正常。 目前油田的生產(chǎn)設(shè)備及設(shè)施隨著長(zhǎng)期的使用在不斷老舊，但新設(shè)備的更換又不斷增加生產(chǎn)成本，這需要上海上儀股份公司根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)狀對(duì)老舊的設(shè)備及設(shè)施去改進(jìn)和優(yōu)化，以減少生產(chǎn)成本，提高設(shè)備的利用率，促進(jìn)安全生產(chǎn)。