海上油田溫度測量儀表的應用

崔繼鵬，張允寧，何小濤，賈明鑫，孫偉俊

（海洋石油工程（青島）有限公司，山東青島 266520）

海上油田溫度測量儀表的應用

崔繼鵬，張允寧，何小濤，賈明鑫，孫偉俊

（海洋石油工程（青島）有限公司，山東青島 266520）

溫度是油田生產(chǎn)中的重要參數(shù)之一。有效控制油流的溫度，使其高于原油的凝固點，可以保證油流的流動狀態(tài)。而相反的情況，會導致原油失去流動性，引起油氣集輸工藝流程的堵塞，給海上油田生產(chǎn)帶來嚴重的危害。

海上油田；溫度測量儀表；應用

1 溫度測量儀表概述

溫度通常表示物體的冷熱程度，在海上油田生產(chǎn)過程中，合理使用溫度測量儀表，保證油田生產(chǎn)的正常進行。溫度測量儀表有接觸式和非接觸式兩大類型，接觸式的溫度測量儀表，感溫元件必須與被測介質(zhì)接觸，而非接觸式的，可以通過遠紅外線等進行遙感，對于有些溫度特別高或者特別低的環(huán)境，優(yōu)選非接觸式的溫度測量儀表。

溫度的表示一般以攝氏溫度為主，規(guī)定水的冰點為0℃，而達到沸騰的溫度為100℃，將其分成100個小格，每個格就是1℃。還有一種常用的溫度的表達方式，是華氏溫度，將水的冰點作為-32F，水沸騰的溫度為212F，將中間分成180個格，每個格為1F。也可以用熱力學溫標表示溫度，就是將-273.15℃作為1K，也稱為絕對溫度。在油田生產(chǎn)過程中，常用的溫度就是攝氏溫度，保證油氣水處于流動狀態(tài)的溫度，避免高溫或者低溫對油田生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響，因此，在海上油田生產(chǎn)過程中，溫度測量也是必要的。

2 海上油田溫度測量儀表的應用

海上石油生產(chǎn)過程中，同樣需要進行油氣水三相的分離，保證油氣水處于流動的狀態(tài)，必須有效地控制油田的生產(chǎn)參數(shù)，合理控制生產(chǎn)工藝，滿足海洋油田生產(chǎn)的需求。對于各種生產(chǎn)設備的溫度測量以及流動介質(zhì)的溫度檢測，也是油田生產(chǎn)的重要組成部分。溫度測量儀表的種類比較多，優(yōu)選適用于海洋環(huán)境的溫度測量儀表，必須滿足腐蝕的環(huán)境，對溫度測量的影響不大的情況。而對于海洋氣候環(huán)境影響大的溫度測量儀表，不能發(fā)揮其作用。因此，優(yōu)化設計溫度測量儀表，不斷提高海洋油田的生產(chǎn)管理水平。

2.1 溫度測量儀表的類型

海上油田的溫度測量儀表，必須滿足海洋的腐蝕環(huán)境，達到準確測量溫度的目的。通常溫度測量儀表的接觸式的儀表包括膨脹式溫度計、壓力式溫度計以及熱電阻溫度計以及熱電偶溫度計，被測介質(zhì)必須與溫度的感溫元件接觸，才能獲得溫度數(shù)據(jù)。非接觸式的溫度測量儀表經(jīng)常使用的是輻射式的溫度計，遠紅外線溫度計或者超聲波溫度計等。

2.2 溫度測量儀表的特點

接觸式溫度測量儀表測量的精度比較高，一般能夠測量被測介質(zhì)的真實溫度數(shù)值。在測量時，需要感溫元件和被測介質(zhì)之間進行溫度的充分交換，需要一定的時間，才能測量出溫度數(shù)據(jù)。存在測溫滯后的現(xiàn)象，不允許直接對腐蝕介質(zhì)進行測溫，因此，應用受到了限制。

非接觸式的溫度測量儀表，測溫元件不需要直接接觸被測介質(zhì)，而是通過熱輻射的方式進行溫度的測量，響應的時間比較短，能夠及時測量溫度數(shù)據(jù)。但是測量的精度比較低，誤差比較大。對于惡劣環(huán)境的溫度測量，優(yōu)選非接觸式溫度測量儀表，能夠解決腐蝕、高溫等問題。

2.3 海上油田用溫度測量儀表優(yōu)選

依據(jù)海上油田生產(chǎn)的特點，所有的油田生產(chǎn)工藝流程以及設備，都設置在石油生產(chǎn)平臺上，避免油田生產(chǎn)的相互影響，必須實時監(jiān)測溫度的變化，為合理控制油田生產(chǎn)參數(shù)奠定基礎。

在海洋石油生產(chǎn)過程中，優(yōu)選的溫度測量儀表為熱電阻溫度計、熱電偶溫度計或者雙金屬溫度計，能夠滿足海上石油生產(chǎn)平臺的需要，達到溫度測量的技術要求。通過在海上油田生產(chǎn)實際中，進行各種溫度測量儀表的試驗，優(yōu)選合適的溫度測量儀表，達到溫度測量的目的。由于海上油田生產(chǎn)平臺的特殊性，優(yōu)選雙金屬溫度測量儀表，能夠滿足所有的機械設備及工藝流程中的溫度測量，達到預期的測量效果。

2.3.1 熱電阻溫度計

用熱電阻作為感溫元件，對溫度進行測量的儀表，就是熱電阻溫度計。熱電阻的感溫元件制成金屬或半導體的，使材料的電阻和溫度成比例，通過電阻值的變化，體現(xiàn)溫度的數(shù)據(jù)，達到溫度測量的目的。

熱電阻溫度計測量的精度比較高，能夠應用的時限比較長，對于機械振動的地方，測溫比較困難。金屬感溫元件的價格比較高，是熱電阻溫度計的一個缺點。

2.3.2 熱電偶溫度計

熱電偶是由兩種金屬材料構成的，通過兩種不同金屬材料對溫度的敏感程度，實施溫度的測量，由于熱電效應的出現(xiàn)，產(chǎn)生溫差，得到被測介質(zhì)的溫度數(shù)據(jù)。熱電偶溫度計的測量精度比較高，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的遠傳，需要對冷端進行溫度補償，才能得到準確的溫度測量結果。熱電偶的材料比較容易老化，導致熱電偶溫度計的使用壽命短。

2.3.3 雙金屬溫度計

雙金屬溫度計屬于膨脹式的溫度測量儀表，當溫度發(fā)生變化時，金屬的膨脹系數(shù)不同，產(chǎn)生不同的偏斜，利用兩種不同材料的金屬片制成金屬溫度計，將一端固定，另一端連接指示機構，就能夠得到被測溫度數(shù)值。

雙金屬溫度計不受沖擊的影響，對振動的環(huán)節(jié)也可以使用，因此，在機械振動的場合可以優(yōu)選雙金屬溫度計，缺點就是測量的精度比較低。

3 結束語

通過對海上油田溫度測量儀表的應用研究，可有效地選擇溫度測量儀表，保證海上油田生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)對溫度的監(jiān)控，達到溫度測量的技術要求。對熱電阻溫度計、熱電偶溫度計以及雙金屬溫度計的測量原理進行分析，經(jīng)過海上油田溫度測量實踐的檢驗，優(yōu)選雙金屬溫度計作為海上油田溫度測量儀表的首選，解決海上油田生產(chǎn)平臺溫度測量的問題。

[1] 韓智.智能溫度測量儀表的研究和設計[D].河北科技大學，2010.

Application of Temperature Measuring Instrument in Offshore Oilfield

Cui Ji-peng，Zhang Yun-ning，He Xiao-tao，Jia Ming-xin，Sun Wei-jun

Temperature is one of the important parameters in oilfield production.It is effective to control the temperature of oil flow and make it higher than the freezing point of crude oil，which can ensure the flow state of oil flow.The opposite situation，will lead to the loss of liquidity of crude oil，causing oil and gas gathering and transportation process blockage，to the offshore oil field production serious harm.

offshore oilfield；temperature measuring instrument；application

TQ056

A

1003–6490（2017）05–0089–01

2017–04–05

崔繼鵬（1982—），男，內(nèi)蒙赤峰人，工程師，主要從事儀表設計工作。