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    雷達液位計用于油田聯合站原油盤庫中精確計量技術探析

    發表時間:2017-12-15   點擊次數:693 技術撑持:1560-1403-222
          1、本文概述

    油田聯合站統計儲罐凈油量的過程稱為盤庫,它是一個關系到企業的生產與管理和經營決策的重要問題。長期以來,原油油罐自動計量或盤庫含水率和油水界面的檢測精度一直不能得到滿足。主要因為在于目前的盤庫系統是*先是測出原油儲罐中的液位和油水界面得到油層厚度,然后通過人工測出油層的含水率,從而計算原油儲罐中的凈油量。本文從另一種方法研究,即通過一種利用成熟的導波雷達液位計測量技術,直接監測大罐的原油厚度,結合手工或者自動在線含水儀, 自動含水率,使用計算機直接計算出大罐中任何時段的原油產量。此方法與過去的監測方法精度更高,使用更方便。

    雷達液位計

    2、問題的提出
    现在,在原油油罐的盤庫過程中,主要有以下兩個方面影響盤庫計量準確度。
    2.1 油水界面的測量
    油水界面是指因为油、水密度差异而產生于容器內油、水交界處的一個層面。在測定油水界面時一般采用萬用表的電阻办法進行原油厚度監測,因为油水密度的分歧及受強電場、溫度、壓力等身分的影響,導致油水界面十分復雜,測得準確的油水界面,有時誤差達到10-15cm。
    2.2 原油含水率或密度的測量
    在原油脫水過程中,原油罐中位于差异高度含水原油的含水率和密度不,高處含水原油的密度和含水率較低。以是,GB4756—84「煤油和液體煤油產品取樣法「手工法」」規定了手工采樣測量石油產品均匀密度及含水率的想法,它拔取液面下1/6處上部、1/2處中部、5/6處下部這三點樣的等體積混合「即三級采樣法」,測量其密度及含水率。實際盤庫操作中分人工想法測定原油含水率,因測量過程繁瑣,而且涉及人員多,收集原油樣品的操作、樣品稱重、蒸餾办法、目測含水率存在的不穩定性,故存在很大的不確定性。同時,由于此主意為離線測量,無法用于自動盤庫計量系統。

    3、自動盤庫方案的設計原理
    3.1 使用聲納道理進行檢測大罐原油厚度
    聲納是一種用電力在水下定位的儀器,是运用回聲的意思工作的。利用發聲體得到的回聲,就不妨摸索障礙物的存在,而且根據接收回聲時間的長短,能判斷出發聲體距離目標的遠近。現代聲納的種類良多,如測距聲納、測向聲納、偵查聲納、導航聲納、探雷聲納、水下通訊機、海底地貌儀等,廣泛用于探測、偵查、通訊等許多方面。是應用在軍事上的艦船探測潛水艇便是选取的聲納。而今聲納可以達到毫米級的水平,為監測大罐原油厚度供给了一個實踐平臺。
    3.1.1 在聲納應用到原油厚度監測時可以充分利用大罐的量油孔進行安裝。我們可能使用聲納的固有水下特點和聯合站原油處理罐的的實際情況把聲納系統的發射器件安裝在量油孔的底部,在量油孔中部署一個半圓的,一個平面朝向聲納系統的浮球,這個浮球遵循浑水、原油的密度制作,使之處于油水界面上,且上下跟油水界面解放浮動,聲納系統工作后會準確的發現這個有平面的浮球,經過計算機對比,不妨計算出原油厚度,通過設定的表格可以直接輸入含水率、溫度「設有溫度改正數據」、密度能够直接計算出任何時間的原油產量,實現了自動盤庫的功能;通過鋪設的局域網干線可以在任何授權的計算機上安裝的軟件觀察到所有聯合站、所有安裝此儀器的大罐的原油厚度和原油產量。
    3.2 導波雷達液位計測量技術
    總觀工業儀表的發展進程,每種測量技術是為解決工業過程測量中的某些難題而發展起來的,從而提高了測量技術的程度并帶來相應的工業效應。近幾年來,由于雷達液位儀表測量精度高、运用范圍廣而受到廣大技術人員的歡迎。雷達液位計有其利用的局限性;而新出現的導波雷達GWR Guided Wave Rada]液位測量技術彌補了雷達測量液位中的瑕玷,從而具有廣闊的應用前景。
    3.2.1 雷達與導波雷達
    顧名思義,雷達指通過空間傳播發射和接收電磁波的液位測量儀表,導波雷達是通過波導體傳導來發射和接收電磁波的液位測量儀表。
    用雷達儀表測量液位是完美無缺,它具有以下優點:
    「1」發射與接收天線不與介質接觸;
    「2」高頻電磁波信號易于長距離傳送,可測多量程;
    「3」測量不受液面上部空間氣相條件變化的影響。
    雷達通過反射和接收高頻[GHZ]級、電磁能量,并計算電磁波達到液體面并反射回到接收天線的時間來進行液位測量;與超聲波液位計相比,因为超聲波液位計聲波傳送的固有局限性,雷達液位計性能大大優于超聲波液位計。
    為了彌補雷達液位計的缺陷,導波雷達液位儀表運用而生,導波雷達的工作道理與常規通過空間傳播電磁波的雷達特别相似,GWR的基礎是電磁波的時域反射性TDR[TIME DO MAIN REFECTORY]多年來TDR被用于檢測發現埋地電纜和墻內埋設電纜的斷頭。測電纜斷頭時,TDR發生器發出的電磁脈沖信號沿電纜傳播,遇到斷頭時,就會產生測量反射脈沖;同時,在接收器中預先設定好的與電纜總長度相應的阻抗變化引發出一個基本脈沖,將反射脈沖與基本脈沖相比較,可精確測出斷頭的位置。
    正因為这样,盡管雷達液位儀表的變送環節具有功能完善的微處理器,有較強的信號處理和分辨從而計算出介質的液位高度。
    3.2.2 導波雷達的優點
    圆满的液位測量儀表應是與介質無接觸,甚至是對容器無侵入的儀表,且不污染環境、無副作用、可靠、安裝簡便,人們在反復的對現有各種測量主意進行篩選,比較其長處和短處,試圖找出少少好的測量的測量方法以適應石油化工測量對象。
    「1」能耗低。GWR輸出波導探頭的信號能量特殊小,為常規雷達發射能量[1mW]的10%[0.1mW]。
    「2」由于信號在波導體中傳輸不受液面波動、儲罐中的障礙物等的影響,所以儀表所接收到的返回信號能量相應強,基本對測量信號無影響。
    「3」介質介電常數的變化對測量性能無明顯影響。
    「4」因为光速電磁波、是恒定的,不须要任何遷移來改變儀表量程,不需現場標定,僅需現場輸入有關參數即可使用。
    「5」介質密度的變化對測量無影響,介質密度的變化影響浸沒于介質中物體所受到的浮力,但不影響電磁波在波導體中的傳播。
    「6」霧氣和泡沫對測量無影響,因为電磁波不通過空間傳播,因此霧氣不會引起信號的衰減,泡沫不會對信號進行散射而損失能量。
    「7」介質在波導體上的沉積和涂污對液位測量的影響極小。
    「8」導波雷達液位計的價格基本上同其他常用的液位測量儀表「如浮筒液面計等」,低于常規交流供電、電磁波在空間傳播的普通雷達液位計。

    4、結論
    选拔導波雷達,優于采取昂貴的常規雷達液面計。導波雷達液位計在許多復雜條件下利用時,綜合职能優于其他常規液位測量技術。導波雷達液位計不受工藝復雜條件的限制,如低介電常數和變介電常數「會影響射頻導納/電容式液面計工作」、變介質密度[影響浮筒和壓力/差壓式液面計工作]、氣化、泡沫/液面波動[影響超聲波液面計工作]等的影響,可很好的解決這些介質條件下的液位測量。
    我們在選用液位儀表時,應區分别介質工作條件及過程要求,選用成本低、精度高、價格適中、职能可靠的測量儀表。
    本測量方案具体可能滿足采油廠聯合站自動盤庫系統的要求,為實現油田聯合站原油儲量動態、自動盤庫奠定基礎。同時減少了計量工和資料員的勞動強度,提高了盤庫速度,可以減少多個人工匯報、聯系、調整數據等環節,能够真實的反映原油庫存和原油產量,為領導決策供给了翔實的數據。

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