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磁翻板液位計在油氣站分離器發生浮子卡阻原因

釋出時間✘◕╃│◕:2021-07-15  點選次數✘◕╃│◕:1064次

針對磁翻板液位計在使用過程中浮子發生卡阻導致顯示失準的現象◕│↟,透過分析查找出存在問題的原因◕│↟,並從現場管理和裝置本身的改進上提出瞭解決問題的方法及改進建議◕│↟,取得了良好效果▩·☁╃。可對類似工況條件下使用的磁翻板液位計在故障處理和液位計結構改進上提供參考▩·☁╃。
 
 
 
    引言
    GST 氣田燈四氣藏於 2014 年正式投入開採◕│↟,至2018 年底共投產氣井 25 口◕│↟,集氣站 5 座▩·☁╃。生產過程中◕│↟,當生產現場環境溫度較低的季節◕│↟,單井和集氣站分離器上使用磁翻板液位計多次發生卡阻導致顯示失準的故障▩·☁╃。經對液位計筒體₪↟✘、浮子等進行清洗◕│↟,能短暫恢復正常◕│↟,但有效時間均較為短暫◕│↟,一般長則半月短則三兩天又會再次發生◕│↟,嚴重地干擾到對氣井產水量的有效監控及自控排液系統的執行▩·☁╃。
 
    本文透過在生產現場對發生卡阻現象的多列磁翻板液位計進行故障的查詢和原因分析◕│↟,結合現場情況採取了相應的解決措施◕│↟,取得了較好的效果▩·☁╃。對確保氣井正常生產具有重要意義▩·☁╃。
 
    1 磁翻板液位計結構原理
    1.1 磁翻板液位計結構
    磁性浮子式主要由主導管₪↟✘、磁翻板₪↟✘、上下引流管₪↟✘、排汙閥₪↟✘、帶刻度尺的磁翻板₪↟✘、檢測杆等構成▩·☁╃。磁翻板安裝於主導管內◕│↟,主導管內下部有緩衝彈簧◕│↟,上部有洩壓堵頭▩·☁╃。
 
    1.2 磁翻板液位計工作原理
    磁翻板液位計是根據連通器原理和磁性耦合作用原理工作的▩·☁╃。磁翻板液位計透過上下引流管連線法蘭₪↟✘、上下控制閥與被檢測的分離器相連線◕│↟,與分離器形成一個互通結構▩·☁╃。當分離器內液位高於液位計下引流管口時◕│↟,分離器內液體進入磁翻板液位計主導管◕│↟,主導管內浮子隨分離器液位升降而升降◕│↟,浮子內的磁鋼透過磁耦合作用驅動磁翻板上的紅₪↟✘、白翻柱翻轉 180°◕│↟,當液位上升時◕│↟,翻柱由白色轉為紅色◕│↟,當液位下降時◕│↟,翻柱由紅色轉為白色◕│↟,磁翻板上的紅₪↟✘、白界位處為容器內介質液位的實際高度◕│↟,從而實現分離器液位的就地顯示▩·☁╃。
 
    同理◕│↟,安裝有檢測杆的液位計◕│↟,檢測杆內部電器元件在浮子磁鋼作用下◕│↟,產生電流的變化◕│↟,這種變化被轉化為數字訊號◕│↟,可實現液位資訊的就地顯示和遠端傳送◕│↟,用於液位監控₪↟✘、報警或對排液裝置的自動控制▩·☁╃。
 
    2 卡阻原因分析
    分離器液位計浮子發生卡阻後◕│↟,主要表現為磁翻板顯示停頓在某一示值◕│↟,不論分離器內液位如何變化◕│↟,顯示值始終保持不變或變化較小◕│↟,不能真實反映分離器內液位的變化情況▩·☁╃。
 
    在實際處理時◕│↟,一般情況下◕│↟,透過關閉液位計上下引流管控制閥後◕│↟,開啟主導筒下端排汙閥進行排汙◕│↟,觀察浮子位置變化情況▩·☁╃。當浮子能隨主導筒內液位下降而下降◕│↟,且開啟控制閥後浮子能隨分離器液位變化而變化◕│↟,表明故障處置成功▩·☁╃。但對於該氣田上使用的磁翻板液位計而言◕│↟,這種處置方式經常失效◕│↟,主要表現為以下兩種情況 ✘◕╃│◕:一是磁翻板顯示不變◕│↟,即磁翻板仍停留在原卡阻位置 ;二是磁翻板隨主導管內液位下降而下降◕│↟,但開啟控制閥後磁翻板不會隨主導管內液位上升而上升◕│↟,故障問題不能得到解決▩·☁╃。此時◕│↟,需關閉控制閥◕│↟,拆卸主導管下部法蘭◕│↟,取出磁翻板◕│↟,對磁翻板和管內進行清洗後才能恢復正常▩·☁╃。由於清洗期間只能根據經驗對分離器液位進行監控◕│↟,以及清洗後故障仍可能隨時發生◕│↟,對氣井產液情況的監控造成了較大影響▩·☁╃。
 
    2.1 故障發生的主要原因
    2.1.1 主要卡阻物分析
    從生產現場磁翻板液位計的安裝位置分析◕│↟,固體物質一般難於進入液位計主導管內◕│↟,清洗時發現磁翻板表面及主導管內壁粘附有大量稠狀物◕│↟,未發現表面結垢及水合物存在現象◕│↟,故排除結垢或水合物凍堵導致磁翻板卡阻的原因▩·☁╃。進入主導管內的物質應為氣井所產液體中的懸浮物◕│↟,或因溫度變化而發生凝結的稠狀物▩·☁╃。故導致磁翻板卡阻的主要物質應為該類似黃油狀灰黑色粘稠物◕│↟,其附著力較強◕│↟,採用常溫(在發生卡阻季節時環境溫度一般在 10 ℃左右)水洗方式很難將其清洗乾淨◕│↟,當採用 40 ℃以上的溫熱水清洗時◕│↟,能比較容易清洗▩·☁╃。經化驗分析◕│↟,該粘稠物為氣井試油酸化時未排盡的殘酸及酸與地層岩石反應生成物▩·☁╃。當溫度較高時◕│↟,其粘度較低▩·☁╃。當溫度較低時◕│↟,其粘度隨之增加◕│↟,導致分離器液位計在環境溫度較低的季節發生卡阻的故障頻率上升▩·☁╃。
 
    2.1.2 採用常規排液沖洗不能排除故障的原因
    在一般情況下◕│↟,磁翻板液位計發生卡阻現象◕│↟,只需要反覆開關幾次主導管下部的排汙閥進行短暫的排汙沖洗◕│↟,使磁翻板在主導管內產生反覆位移◕│↟,卡阻介質隨氣流被排出後即可消除故障▩·☁╃。但在 GST 氣田上使用的液位計◕│↟,採用該方法時◕│↟,經常發生排汙通道被堵塞的現象▩·☁╃。透過拆卸主導管下部法蘭◕│↟,發現導致排汙通道堵塞的原因主要是由卡阻介質與液位計結構缺陷共同作用所導致▩·☁╃。
 
    髮卡阻時◕│↟,當磁翻板外壁及主導管內壁均附有粘稠狀物物質◕│↟,磁翻板外徑僅比主導管內徑小約 5~10 mm◕│↟,在粘稠狀卡阻介質作用下◕│↟,浮子被粘附與管壁▩·☁╃。在排汙操作中◕│↟,主導管內液體下降速度過小◕│↟,磁翻板的重力不足以克服磁翻板與管壁的粘附力時◕│↟,磁翻板仍被粘接於管壁位置◕│↟,卡阻故障不能得到解除▩·☁╃。
 
    當磁翻板重力大於其與管壁的粘附力時◕│↟,磁翻板隨排汙液下沉至緩衝彈簧▩·☁╃。在實際拆卸檢查過程中發現◕│↟,由於個別廠家緩衝彈簧彈力過小或圓柱形彈簧直徑較大◕│↟,在壓差作用下◕│↟,磁翻板下降壓縮彈簧◕│↟,其下端面直接降至排汙出口處▩·☁╃。由於磁翻板兩端為半圓形結構◕│↟,法蘭內部排汙口為圓形◕│↟,兩者接觸處形成較為嚴密的接觸◕│↟,加之沉降於主導管底部的粘稠物的密封作用◕│↟,磁翻板下端面對排汙口形成了堵塞◕│↟,磁翻板本身被主導管內部剩餘壓力壓緊在排汙口上▩·☁╃。在重新啟用液位計時◕│↟,分離器內的液體進入主導管◕│↟,在主導管內外壓差作用下◕│↟,此時即便磁翻板被完全浸泡在液體中◕│↟,其所產生的浮力也遠遠不能克服壓差對磁翻板的下壓力◕│↟,磁翻板被壓緊在液位計主導管底端不能上浮◕│↟,故故障不能得到排除▩·☁╃。
 
    3 解決措施
    該氣田所產液體主要為反排的酸化作業液◕│↟,作業液中的膠凝酸及反應生成物等在進入地面工藝流程後◕│↟,由於氣流溫度較高且流速較快◕│↟,不會對主要生產通道形成堵塞◕│↟,但在液位計等流速較慢且受環境溫度變化影響較大的部位◕│↟,形成的稠狀物會對磁翻板位移造成影響▩·☁╃。因此◕│↟,在現場採取對磁翻板液位計進行恆溫電伴熱加熱措施◕│↟,在環境溫度< 15 ℃時◕│↟,電伴熱帶自動啟用◕│↟,解決了磁翻板液位計卡阻故障問題◕│↟,取得了較好效果▩·☁╃。
 
    4 結論及建議
    (1)對於不同的氣田◕│↟,氣井所產液體性質不盡相同◕│↟,導致磁翻板液位計發生卡阻故障的原因也可能有多種◕│↟,對於因環境溫度下降導致液體內某些物質物性變化所引起的卡阻現象◕│↟,可採用上述區域性電伴熱的方式加以解決▩·☁╃。
 
    (2)對於採用圓柱形緩衝彈簧的液位計◕│↟,安裝前建議更換為塔型彈簧◕│↟,以免在排汙時磁翻板底端面與法蘭出口形成密封影響解卡措施▩·☁╃。
 
    (3)對於已安裝使用的磁翻板液位計◕│↟,在無合適的塔型彈簧更換時◕│↟,可對圓柱形彈簧頂端一圈形狀進行***性變形處理◕│↟,使之在被壓縮後◕│↟,變形處彈簧絲位於液位計主導管底法蘭排汙口中間位置▩·☁╃。這樣◕│↟,在磁翻板下降時◕│↟,其底端半圓形結構不會與排汙出口形成密封◕│↟,可解決排汙出口被堵塞的問題▩·☁╃。

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