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作為油田生產(chǎn)監(jiān)控的重要手段，液位測量技術(shù)對于保證石油生產(chǎn)過程中各種裝置的正常運轉(zhuǎn)非常關(guān)鍵。準(zhǔn)確的液位測量能夠指導(dǎo)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率、降低成本消耗。同時通過準(zhǔn)確的液位測量能及時監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場各種裝置的液位動態(tài)，保證安全生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

一、對五種典型液位測量儀表的比較分析

1、浮球式液位計

浮球式液位計是基于力平衡原理進行工作的。浮球式液位測量儀表具有維修方便、耐用性能強等優(yōu)點。而缺點是：①安裝比較繁瑣（壓力容器不允許隨便開孔），浮球和機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這種測量儀表在設(shè)備運行中一旦產(chǎn)生機械故障，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上存在很大困難；④由于冬季罐的內(nèi)外溫差較大，保護套內(nèi)容易積水，使干簧管短路；⑤液位控制平穩(wěn)時，干簧管中間區(qū)域動作較頻繁，影響儀表使用壽命。

誤差分析：浮球式液位計的計量誤差為±2cm（誤差）。另外，磁浮子的退磁也影響浮球式液位計的誤差。

2、壓變式液位計

壓力變送器一般用來測量開口容器內(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算放大電路及電壓/電流轉(zhuǎn)換器組成。測量原理是根據(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。其缺點是測量液位的精度受介質(zhì)影響比較大。同時冬季運行時應(yīng)注意引壓管保溫，保證油不凝為宜。

誤差分析：如果測量的介質(zhì)是純油或純水，測量結(jié)果比較準(zhǔn)確（但國產(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，因此測量純油時也會產(chǎn)生誤差）。

如果用壓力變送器測量油水混合液：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）?？梢?，用壓力變送器測純油時，含水多了，則測出的液面就會比實際的高；反之，若測純水，含油多了，則測出的液面就會比實際的低。

3、差壓式液位計

差壓變送器適于測量密閉容器內(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)力平衡原理進行工作的。在液位檢側(cè)中，儀表的正負壓室同時感應(yīng)液體和氣體，此壓差值傳給儀表的正負壓室后，通過電流轉(zhuǎn)換電路把被測壓差轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號，輸出到顯示儀表。

差壓變送器的特點是檢測量程范圍大，測量精度高，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，液位的高低與兩個引壓管內(nèi)氣體的壓差成正比，與所測介質(zhì)的比重?zé)o關(guān)。故差壓變送器測量液位時不受介質(zhì)影響，測量精度較高。

4、電容式液位計

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，通過測量電容量的變化得出液位變化進行測量的。電容式液位儀表用來測量導(dǎo)電、非導(dǎo)電液體的液位，可供連續(xù)測量和定點監(jiān)控之用。

射頻導(dǎo)納是一種從電容式液位測量儀表發(fā)展起來的，具有更可靠、更準(zhǔn)確、適用性更廣的液位測量技術(shù)。該儀表基本測量原理是電容式，但其測量的前提是介質(zhì)介電常數(shù)ε應(yīng)保持不變，否則測量不準(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)，探極使用一段時間后，在其外壁上將會結(jié)垢，而且結(jié)垢不均勻，測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

工作原理：超聲波液位計工作時，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。脈沖發(fā)射和接收之間的時間（聲波的運動時間）與換能器到物體表面的距離成正比。

為了解決下述幾個問題：①接觸式液位測量儀表應(yīng)用在原油儲罐中時，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)受不住強大拉力造成損壞；②測量儀表內(nèi)部有機械傳動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，影響檢測精度等問題。我們采用這種新型液位測量儀表：超聲波液位計。

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換能器探測方向盡量與料面垂直。

二、新型液位測量儀表使用狀況

1分段式電容物位計

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進行油水界面的檢測試驗。分段電容物位計檢測原理的主要特征就是將原來電容物位計一根全量程長度的檢測電極與罐壁構(gòu)成一個傳感電容的結(jié)構(gòu)，改變?yōu)橛脧纳现料孪嗤L度若干段（9段）獨立電極，相互串聯(lián)，相互絕緣，獨立引線，與罐壁形成從上至下9個傳感電容，相當(dāng)于從上至下9個1/9量程小物位計共同來檢測全量程的總料位。安裝量程為400cm，總段數(shù)為40段在該污水站進行調(diào)試，取得了令人滿意的結(jié)果。尤為檢測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，檢測分辨率為1cm。該儀表運行到目前，工作正常。

2超聲波物位計

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，該儀表的特點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、智能信號處理技術(shù)，使物位計能夠適應(yīng)固體、液體、粉塵等復(fù)雜工況；一體化設(shè)計，外形精巧美觀，并帶有液晶現(xiàn)場顯示；紅外線遙控編程全數(shù)字化參數(shù)設(shè)置，操作簡單可靠。與同類產(chǎn)品相比更能適應(yīng)惡劣環(huán)境。超聲波物位計從投入到目前，運行狀況良好，這種物位計將有利于解決我廠冬季無保溫儲油罐等容器液位的準(zhǔn)確計量。

三、幾點建議

（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）對于投入使用的各種儀表，部分類型儀表的維護工作不到位，導(dǎo)致測量精度偏低，測量結(jié)果達不到設(shè)計要求。

（3）有針對性的選擇性價比相對較高的儀表，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，保證檢測值的準(zhǔn)確可靠。