可移動式取樣系統(tǒng)研制與應(yīng)用

陳學軍(中石化勝利油田分公司臨盤采油廠 山東德州 253507)

一、前言

在目前每天的盤庫計算中，老化油的產(chǎn)生量主要是依靠計量工上罐用電流表和量油尺測量。測量方法如下：

1.測量沉降罐液面至量油口的距離；

2.將電流表一端連接在管壁上，另一端連接在量油尺上，這樣量油尺、水、罐壁形成閉合電路，電流表指針擺動，向上慢慢提起量油尺，至電流表指針歸零，這時記錄量油尺讀數(shù)；

3.將第二步的讀書減去第一步就可以得出老化油的厚度；

4.根據(jù)5000方沉降罐體積換算表換算出老化油的體積。

這種傳統(tǒng)的老化油測量方法，能較方面的測量估算出老化油的量，但是當老化油量油水界面不明顯時，所產(chǎn)生的生誤差也較大。同時，還要面對高處作業(yè)、油氣濃度高、含硫化氫等各種安全隱患。針對于此，我構(gòu)想設(shè)計了這款可移動式取樣系統(tǒng)。

二、可移動取樣系統(tǒng)構(gòu)造、原理

目前油田在強調(diào)HSE生產(chǎn)模式下，安全、健康是首要考慮的問題，臨盤采油廠一礦有多口高硫化氫油井，來油中氣體經(jīng)壓氣站檢測后的數(shù)據(jù)最高可達到2000ppm，大大超出了安全界限?？梢哉f給職工的生命健康帶來極大的隱患。在采用傳統(tǒng)的爬到罐口用量油尺和電流表測量老化油時，操作時間較長，即使操作者站在上風口，而罐頂?shù)娘L向往往不固定，在操作過程中也會因為風向改變而吸入硫化氫氣體。同時沉降罐為封閉罐體，在打開量油孔量油時，由于罐內(nèi)外存在溫度差及壓力差，大量的油氣會從量油口沖出罐體，5000方的沉降罐內(nèi)氣體在短時間內(nèi)很難從不足10平方厘米的量油口中冒出罐外，達到內(nèi)外壓力平衡，這時往往冒著油氣進行測量，給職工健康帶來很大危害。

在我們站使用的沉降罐中，液位基本在10.5m至11.5m之間波動，而老化油的厚度基本在10cm至50cm之間。所以老化油的波動范圍應(yīng)該在10m至11.5m之間。可移動式取樣系統(tǒng)的取樣口可以在此區(qū)間內(nèi)上下移動取樣，根據(jù)液位高度和取樣口所在的位置之差，就可以輕易的計算出老化油的量。移動式取樣系統(tǒng)在工作時要保證虹吸管內(nèi)充滿液體，而進液口始終浸沒在液體中，這樣在進液口、橡膠軟管和虹吸管之間就形成了負壓，使液體經(jīng)過進液口源源不斷的流向取樣口。取樣時可以轉(zhuǎn)動牽引滑輪來上下移動進液口，使不同層的老化油都能進入取樣口，然后從取樣口取樣。

可移動取樣系統(tǒng)共有6部分組成，各部分的作用如下：1、固定支架。固定支架由長度為3.5m的鋼筋制成，伸進罐內(nèi)部分長度3.3米，主要起引導進液口和配重鐵作直線上下運動作用。露出罐外部分長度20cm，上端裝有滑輪，起到支撐牽引線作用；2、進液口。進液口連接有重量為5kg的配重鐵，可以用廢棄法蘭片代替，安裝配重鐵主要是保證進液口不會浮出液面或者因為浮力卡在固定支架上。3、橡膠軟管。用2m橡膠管制作，連接在進液口和虹吸管之間，當進液口上下移動時，起到緩沖作用。4、牽引繩。上端和進液口連接在一起，中間經(jīng)過滑輪，下端和旋轉(zhuǎn)齒輪連接。當需要進液口上下移動時，只需在下面轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)齒輪即可。5、虹吸管。由“∩”型4寸鋼管制作，上端伸進罐內(nèi)1.3m，另一端沿管壁伸展到罐下取樣口處，虹吸管頂部裝有虹吸閥門，第一次使用時關(guān)閉取樣口，從虹吸閥門處向虹吸管內(nèi)灌滿液體，由于重力作用，虹吸管內(nèi)夜里下流，使虹吸管內(nèi)形成負壓，從而使罐內(nèi)液體在大氣壓力作用下源源不斷的流向取樣口。6、旋轉(zhuǎn)齒輪。為進液口上下移動提供動力，在牽引繩上標有刻度，旋轉(zhuǎn)時根據(jù)刻度可以計算出進液口所在的位置。

移動式取樣系統(tǒng)主要是利用虹吸原理，使虹吸管內(nèi)始終保持負壓狀態(tài)，在此狀態(tài)下通過轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)齒輪，帶動進液口在液面以下做上下運動，由于虹吸管內(nèi)壓力低于外部大氣壓，罐內(nèi)液體就會在大氣壓的作用下壓進進液口，源源不斷的流向取樣口進行連續(xù)取樣。

三、安裝應(yīng)用

可移動取樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，安裝時將固定支架固定在沉降罐取樣口處，從取樣口沿罐壁架設(shè)虹吸管，虹吸管下端做一個10cm左右漏斗，連接到低位放水管線上。進液口套在固定支架上，應(yīng)上下移動不哐、不卡。進液口和虹吸管之間用橡膠軟管連接，橡膠軟管的長度應(yīng)保證進液口能在固定支架導桿的最低端與最高端之間往復運動。牽引繩選用細鋼絲繩，可以減少伸縮造成的測量誤差，在讀數(shù)區(qū)標記以厘米為單位刻度。旋轉(zhuǎn)齒輪設(shè)有鍵槽，不使用時防止旋轉(zhuǎn)。

本移動取樣系統(tǒng)適用于沉降罐頂部老化油取樣、分析含水。由于固定支架的導桿長度所限，在沉降罐液面波動不是很大，老化油產(chǎn)生量不是很多的情況下使用較理想。

傳統(tǒng)測量方式與可移動取樣系統(tǒng)的應(yīng)用對比。

1.工作量。傳統(tǒng)計量方法要計量工爬到罐頂測量，且需多次測量電流值。如果需要化驗分析含水時還要用吊樣桶吊樣。每次工作都要帶上電流表、量油尺、吊樣桶、棉紗等工具，工作量較大。

可移動取樣系統(tǒng)只需在罐底取樣口處打開取樣閥門，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)齒輪，就可以取到不通層次的老化油樣品。

2.安全性。傳統(tǒng)測量方法需要面對登高、硫化氫中毒、油氣濃度超標對身體造成傷害等危險。移動式取樣系統(tǒng)可以有效地避免以上危險。

四、存在的問題

可移動取樣系統(tǒng)雖然結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，操作取樣方面，但也存在一系列問題，主要有以下幾點。1、凍、堵問題。可移動取樣系統(tǒng)虹吸管采用4寸鋼管，冬季溫度低時很容易造成管線內(nèi)液體上凍、堵塞，這時必須投加蒸汽伴熱管線，增加了成本投入。2、進液口不進液。當沉降罐液位較低時，虹吸管內(nèi)負壓減小，加上老化油粘度較大，增加了流動的阻力，可能會出現(xiàn)不進液情況。這時只能縮短進液口的上下移動范圍，降低了該系統(tǒng)的使用性能。