作為油田生產(chǎn)監(jiān)控的重要手段，液位測(cè)量技術(shù)對(duì)于保證石油生產(chǎn)過程中各種裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常關(guān)鍵。準(zhǔn)確的液位測(cè)量能夠指導(dǎo)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率、降低成本消耗。同時(shí)通過準(zhǔn)確的液位測(cè)量能及時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各種裝置的液位動(dòng)態(tài)，保證安全生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
一、對(duì)五種典型液位測(cè)量?jī)x表的比較分析
1、浮球式液位計(jì)
浮球式液位計(jì)是基于力平衡原理進(jìn)行工作的。浮球式液位測(cè)量?jī)x表具有維修方便、耐用性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。而缺點(diǎn)是：①安裝比較繁瑣（壓力容器不允許隨便開孔），浮球和機(jī)械連桿都必須安裝在容器內(nèi)，所以該類儀表一般安裝在三合一罐、沉降罐和污油池等處；②這種測(cè)量?jī)x表在設(shè)備運(yùn)行中一旦產(chǎn)生機(jī)械故障，極易造成生產(chǎn)事故；③來液穩(wěn)定性較差，油、氣、水介質(zhì)比例變化復(fù)雜以及在容器上開孔安裝儀表受限等因素影響，導(dǎo)致此類容器在液位檢測(cè)上存在很大困難；④由于冬季罐的內(nèi)外溫差較大，保護(hù)套內(nèi)容易積水，使干簧管短路；⑤液位控制平穩(wěn)時(shí)，干簧管中間區(qū)域動(dòng)作較頻繁，影響儀表使用壽命。
誤差分析：浮球式液位計(jì)的計(jì)量誤差為±2cm（誤差）。另外，磁浮子的退磁也影響浮球式液位計(jì)的誤差。
2、壓變式液位計(jì)
壓力變送器一般用來測(cè)量開口容器內(nèi)液面高度，如污水罐或污水深處理罐等。該儀表由壓敏元件和模擬運(yùn)算放大電路及電壓/電流轉(zhuǎn)換器組成。測(cè)量原理是根據(jù)容器內(nèi)液體密度及液體的多少，在罐內(nèi)所產(chǎn)生的壓力，得出壓力與液位之間的關(guān)系。
壓力變送器安裝比較方便。其缺點(diǎn)是測(cè)量液位的精度受介質(zhì)影響比較大。同時(shí)冬季運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意引壓管保溫，保證油不凝為宜。
誤差分析：如果測(cè)量的介質(zhì)是純油或純水，測(cè)量結(jié)果比較準(zhǔn)確（但國(guó)產(chǎn)表一般不具有在線編程功能，出廠設(shè)定介質(zhì)一般以水為標(biāo)準(zhǔn)，由于油的比重比水小，因此測(cè)量純油時(shí)也會(huì)產(chǎn)生誤差）。
如果用壓力變送器測(cè)量油水混合液：我們可以設(shè)定水的比重為1，混合液中水的體積為V水，油的比重為0.85，油的體積為V油，則混合液體的平均比重為（1V水+0.85V油）/（V水+V油）。可見，用壓力變送器測(cè)純油時(shí)，含水多了，則測(cè)出的液面就會(huì)比實(shí)際的高；反之，若測(cè)純水，含油多了，則測(cè)出的液面就會(huì)比實(shí)際的低。
3、差壓式液位計(jì)
差壓變送器適于測(cè)量密閉容器內(nèi)的液位，但安裝比較麻煩，一般都安裝在臥式罐上。該儀表的工作原理是根據(jù)力平衡原理進(jìn)行工作的。在液位檢側(cè)中，儀表的正負(fù)壓室同時(shí)感應(yīng)液體和氣體，此壓差值傳給儀表的正負(fù)壓室后，通過電流轉(zhuǎn)換電路把被測(cè)壓差轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，輸出到顯示儀表。
差壓變送器的特點(diǎn)是檢測(cè)量程范圍大，測(cè)量精度高，儀表不直接受介質(zhì)壓力和溫度影響。但冬季要注意引壓管內(nèi)硅油的保溫，保證油不凝為宜。
誤差分析：根據(jù)差壓變送器的工作原理可寫出液位計(jì)算公式：
H=K1△P-K2△P/p
式中： H—液位高度；
△P—管內(nèi)空氣壓力與罐內(nèi)氣體壓力之差；
K1、K2—常數(shù)；
p—管內(nèi)空氣壓力。
根據(jù)公式可以看出，液位的高低與兩個(gè)引壓管內(nèi)氣體的壓差成正比，與所測(cè)介質(zhì)的比重?zé)o關(guān)。故差壓變送器測(cè)量液位時(shí)不受介質(zhì)影響，測(cè)量精度較高。
4、電容式液位計(jì)
電容式液位儀表一般安裝在油田大型聯(lián)合站沉降罐上。該儀表的測(cè)量原理是把液位變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電容量的變化，通過測(cè)量電容量的變化得出液位變化進(jìn)行測(cè)量的。電容式液位儀表用來測(cè)量導(dǎo)電、非導(dǎo)電液體的液位，可供連續(xù)測(cè)量和定點(diǎn)監(jiān)控之用。
射頻導(dǎo)納是一種從電容式液位測(cè)量?jī)x表發(fā)展起來的，具有更可靠、更準(zhǔn)確、適用性更廣的液位測(cè)量技術(shù)。該儀表基本測(cè)量原理是電容式，但其測(cè)量的前提是介質(zhì)介電常數(shù)ε應(yīng)保持不變，否則測(cè)量不準(zhǔn)確。然而油田生產(chǎn)過程中原油的成份并不十分確定，所以由于介質(zhì)中含各種雜質(zhì)，探極使用一段時(shí)間后，在其外壁上將會(huì)結(jié)垢，而且結(jié)垢不均勻，測(cè)量出的電容亦不一致，其zui后結(jié)果導(dǎo)致儀表顯示的界面和液面有相當(dāng)?shù)恼`差。
5、超聲波液位計(jì)
工作原理：超聲波液位計(jì)工作時(shí)，高頻脈沖聲波由換能器（探頭）發(fā)出，遇被檢物體（物料）表面被反射折回。部分反射回波被同一換能器接收，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。脈沖發(fā)射和接收之間的時(shí)間（聲波的運(yùn)動(dòng)時(shí)間）與換能器到物體表面的距離成正比。
為了解決下述幾個(gè)問題：①接觸式液位測(cè)量?jī)x表應(yīng)用在原油儲(chǔ)罐中時(shí)，在原油伴熱情況不佳或無伴熱情況下，容易造成原油粘度過大或表面結(jié)硬蓋，使探入罐中部件經(jīng)受不住強(qiáng)大拉力造成損壞；②測(cè)量?jī)x表內(nèi)部有機(jī)械傳動(dòng)部件容易造成工作失靈；③儀表敏感部件掛油造成靈敏度降低，影響檢測(cè)精度等問題。我們采用這種新型液位測(cè)量?jī)x表：超聲波液位計(jì)。
儀表安裝：①儀表安裝應(yīng)保證在換能器波束區(qū)內(nèi)不得有障礙物；②換能器波束不得與物料流干涉；③換能器表面與物料的距離大于盲區(qū)；④換能器探測(cè)方向盡量與料面垂直。
二、新型液位測(cè)量?jī)x表使用狀況
1分段式電容物位計(jì)
我們于2001年10月在采油六廠四礦290＃污水站2000m3沉降罐上使用分段式電容物位計(jì)進(jìn)行油水界面的檢測(cè)試驗(yàn)。分段電容物位計(jì)檢測(cè)原理的主要特征就是將原來電容物位計(jì)一根全量程長(zhǎng)度的檢測(cè)電極與罐壁構(gòu)成一個(gè)傳感電容的結(jié)構(gòu)，改變?yōu)橛脧纳现料孪嗤L(zhǎng)度若干段（9段）獨(dú)立電極，相互串聯(lián)，相互絕緣，獨(dú)立引線，與罐壁形成從上至下9個(gè)傳感電容，相當(dāng)于從上至下9個(gè)1/9量程小物位計(jì)共同來檢測(cè)全量程的總料位。安裝量程為400cm，總段數(shù)為40段在該污水站進(jìn)行調(diào)試，取得了令人滿意的結(jié)果。尤為檢測(cè)高度與人工檢尺比較，差異為±1cm。水位高度與其他儀表相一致，檢測(cè)分辨率為1cm。該儀表運(yùn)行到目前，工作正常。
2超聲波物位計(jì)
2002年12月在采油六廠四礦喇II-I聯(lián)合站污水池安裝了一塊超聲波物位計(jì)，該儀表的特點(diǎn)是換能器表面可自清潔，防止發(fā)射頭表面結(jié)露、結(jié)霜、積塵；微處理器程序控制、智能信號(hào)處理技術(shù)，使物位計(jì)能夠適應(yīng)固體、液體、粉塵等復(fù)雜工況；一體化設(shè)計(jì)，外形精巧美觀，并帶有液晶現(xiàn)場(chǎng)顯示；紅外線遙控編程全數(shù)字化參數(shù)設(shè)置，操作簡(jiǎn)單可靠。與同類產(chǎn)品相比更能適應(yīng)惡劣環(huán)境。超聲波物位計(jì)從投入到目前，運(yùn)行狀況良好，這種物位計(jì)將有利于解決我廠冬季無保溫儲(chǔ)油罐等容器液位的準(zhǔn)確計(jì)量。
三、幾點(diǎn)建議
（1）在原油生產(chǎn)各階段不同位置安裝具有相應(yīng)功能的儀表，能保證油田正常生產(chǎn)。
（2）對(duì)于投入使用的各種儀表，部分類型儀表的維護(hù)工作不到位，導(dǎo)致測(cè)量精度偏低，測(cè)量結(jié)果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
（3）有針對(duì)性的選擇性價(jià)比相對(duì)較高的儀表，降低生產(chǎn)成本。
（4）保證一次儀表、二次儀表在有效周期內(nèi)檢定，保證檢測(cè)值的準(zhǔn)確可靠。
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