翻斗量油分離器防淹措施初探

楚政和　洪河　嚴杰

【摘 要】本文闡述了隨著油田深入開發后，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翻斗被淹所采取的應用惰性氣體注入法、和差壓信號測量控制離心泵法的原理，以及兩種原理在實際應用中存在的問題，并提出了翻斗量油設備及控制工藝的待改進措施。

【關鍵詞】翻斗量油分離器；防淹；改進措施

0 引言

江漢采油廠目前對原油的計量方式有分離器計量、流量計量油、桶量、罐車量油、翻斗量油。而翻斗量油方式能保證連續計量、避免油井間歇出油的影響、計量精度高，且不受來液多相流的影響，因優于其他量油方式而普遍為各油井所使用。它不僅節能、可靠，還有維修方便等特點。翻斗量油的量油方式在石油開采行業已經應用了幾十年，但隨著各個油田開采的深入，油田進入二次、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作帶來了許多問題。

1 翻斗計量分離器的工作原理

翻斗計量分離器內部的翻斗是雙斗設計成非穩定狀態，當一個計量斗內裝有液體后，由于重心位移失去平衡而翻轉的原理制成。其中一個斗處于進油位置時、另一個斗處于排油位置。當進油斗達到翻轉重量時便翻轉成為排油狀態，這時排油斗立即進入進油位置（見圖1）。如此反復循環，實現連續計量。記錄時間和翻斗的斗數，可計算出油井的日產量。

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。

圖1 翻斗量油分離器防淹原理流程圖

2 翻斗計量分離器被淹的原因

江漢油田現階段油層開采過程中出現采油含水升高，油層采出液氣油比下降等原因，造成一些產液、產油量偏少的站點翻斗計量分離器內的翻斗經常被淹。翻斗被淹即是翻斗計量分離器內部液位上漲至翻斗部位的高度后，翻斗不能翻轉，計量工作無法正常進行。根據對現場翻斗被淹的原因進行調查和統計，造成翻斗被淹的原因有以下兩個方面：

1）油井出液量、產油量少，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附屬管線出現氣相泄漏、液相回流現象造成翻斗被淹。

3 解決翻斗被淹的方案及存在的問題

目前現場解決翻斗量油分離器被淹的方法通常采取以下兩個方案：

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接口，當翻斗計量分離器內部因為某種原因，使其內部液面上漲將翻斗淹沒后，可以通過接口利用氮氣瓶內的12.5MPa高壓氮氣降壓至1.5MPa后，將氮氣從翻斗容器上部接口注入翻斗量油分離器內（見圖1A框）。高壓氮氣將翻斗量油分離器液體排向下部，確保翻斗能在一定的空間內正常翻動量油。

優點：不受翻斗環境溫度、來液溫度、流量、氣油比影響、無需電能。

缺點：需要人工判斷翻斗容器內部的液面高度和手動注氣。建立的氮氣空間容易因設備問題或操作工藝原因而被破壞。

3.2 差壓信號測量控制離心泵法

差壓信號測量控制離心泵法的設備在現場分兩部分構成：翻斗量油分離器液面測量、判斷控制機構部分和離心泵運轉控制排液執行機構組成（見圖1B框）。

其工作原理是：翻斗量油分離器液面測量機構對翻斗容器內部的液面進行實時測量、判斷。測量元件輸出的信號到其判斷控制機構，當翻斗容器內部液面上漲到設定高度時，判斷控制機構確定安裝在翻斗容器底部外輸管線上的離心泵開始工作，對翻斗內部液體進行排液。

當離心泵工作后，離心泵產生的水壓壓頭使得翻斗容器內的液面在壓差的作用下而下降，從而達到翻斗防淹的目的。

優點：在適當的條件下可以自動判斷和控制翻斗容器內部液面。

缺點：差壓測量元件受環境溫度影響較大、對進入翻斗容器內部液體存在一個最小氣油比的要求，耗能。

4 設備、控制工藝待改進措施

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

4.1 設備待改措施

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

2）對注氮氣方案的設備在液體進翻斗前的來液管線底點安裝單流閥（見圖1C框），防止氣相倒流至其它設備或管線。

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）將注氣系統與翻斗液面測量裝置進行相關聯，實現自動控制。

2）液面差壓探頭外露式改為翻斗容器內部植入式，達到防凍、防凝效果。

3）液面測量方式可以改用超聲波雷達探頭進行液面測量。

4）離心泵出口安裝單流閥以防離心泵停泵時出口管線內部液體倒流至翻斗容器。

5 結論

隨著油田不斷深入開發，油層采出液的氣油比下降是造成翻斗量油容器內部的翻斗被淹的主要原因，翻斗被淹現象的頻數在逐步增高。做好翻斗量油設備、和翻斗防淹工藝的改進和技術創新是我們今后計量工作的重點。

[責任編輯：王偉平]