摘要:從磁翻板液位計(jì)出現(xiàn)“假液位”的原因入手，對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的分析，提出在氣液分離器下端與液位計(jì)連通的部位加裝前置過(guò)濾裝置的新思路。當(dāng)食鹽水過(guò)濾液密度大于氣液分離器內(nèi)混合液(水、乳化油、煤粉)密度時(shí)，食鹽水過(guò)濾液會(huì)沉入裝置的下部并通過(guò)液位計(jì)連接管進(jìn)入液位計(jì)內(nèi)，從而隔絕了液位計(jì)與氣液分離器內(nèi)混合液的接觸，利用U型管原理就可以等量準(zhǔn)確讀出被測(cè)介質(zhì)的液位。該裝置在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用以后效果顯著，分離器液位計(jì)計(jì)量誤差從措施前40 %下降為2% o關(guān)鍵詞:煤層氣液位計(jì)計(jì)量誤差安全隱患集輸

　　1、假液位”的形成機(jī)理   
　　“假液位”的形成是由多方面因素疊加以及影響導(dǎo)致的。通過(guò)對(duì)煤層氣的地質(zhì)排采、集輸設(shè)備、管道運(yùn)行、材料等生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行梳理，認(rèn)為“假液位”的形成主要受三方面因素影響:   
　　(1)受煤層氣特有的儲(chǔ)層條件和排水采氣、水力壓裂等工藝的影響，采出的煤層氣往往會(huì)攜帶一定含量的水分和粉煤灰等微小顆粒。   
　　(2)煤層氣在集輸過(guò)程中多采用往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行增壓運(yùn)輸。由于多數(shù)往復(fù)式壓縮機(jī)在露天環(huán)境下現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，這就很容易為高置油箱和強(qiáng)制潤(rùn)滑油泵帶來(lái)加油口密封失效問(wèn)題，潤(rùn)滑油將會(huì)隨著煤層氣而進(jìn)人下游流程，同時(shí)煤層氣中往往會(huì)含有一定量水分，所以經(jīng)過(guò)壓縮處理后的煤層氣里總會(huì)摻雜進(jìn)一定量的乳化油。   
　　( 3)受集輸系統(tǒng)管壓波動(dòng)的影響，為了提高煤層氣集輸效率，保障管線安全平穩(wěn)運(yùn)行，通常會(huì)定期進(jìn)行清管作業(yè)。清管作業(yè)會(huì)將水、粉煤灰和乳化油的混合液帶人氣液分離器內(nèi)，其充分混合后會(huì)形成一種具有粘性糊狀的黑色液體。該糊狀液體進(jìn)人液位計(jì)內(nèi)會(huì)粘連在管壁上，形成‘假液位”。

　　2‘假液位”對(duì)常用液位計(jì)的影響
　　2. 1“假液位”對(duì)玻璃管式液位計(jì)的影響   
　　玻璃管液位計(jì)是根據(jù)連通器原理制作而成，儀表上下閥門均裝有連接法蘭，與被測(cè)容器連接在一起而構(gòu)成連通器，從而在玻璃管上可直接顯示容器內(nèi)介質(zhì)液位的高度。由于煤層氣在集輸過(guò)程中往往會(huì)將黑色粘性糊狀混合液帶人氣液分離器液位計(jì)內(nèi)，所以在液位升高又降低后，黑色粘性糊狀混合液還是會(huì)粘連在玻璃管上，從而造成觀測(cè)液位出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致讀數(shù)不準(zhǔn)確，如圖1所示。
　　2. 2“假液位”對(duì)磁翻板液位計(jì)的影響   
　　磁翻板液位計(jì)根據(jù)連通器原理、浮力原理和磁          圖1玻璃管液位計(jì)形成假液位示意圖
性作用制作而成。當(dāng)被測(cè)容器中的液位升降時(shí)，液位計(jì)本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的**磁鋼通過(guò)磁藕合傳遞到磁翻板液位計(jì)的磁翻柱指示器，驅(qū)動(dòng)紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)1800，當(dāng)液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，當(dāng)液位下降時(shí)翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?，指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí)際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示。然而在實(shí)際生產(chǎn)中，浮子一旦與進(jìn)人到液位計(jì)的黑色糊狀粘性混合液粘連后，就不會(huì)隨著液面的上升下降而上下移動(dòng)，因此造成液位不準(zhǔn)確。如圖2所示。

　　3液位計(jì)前置過(guò)濾裝置
　　3. 1過(guò)濾液設(shè)計(jì)思路   
　　無(wú)論是玻璃管式液位計(jì)還是磁翻板式液位計(jì)都會(huì)出現(xiàn)‘暇液位”的問(wèn)題，造成計(jì)量不準(zhǔn)確。為解決該問(wèn)題，嘗試在氣液分離器與液位計(jì)下部連通

圖2磁翻板液位計(jì)形成假液位示意圖
處(液位計(jì)進(jìn)口處)加裝前置過(guò)濾裝置，該裝置里面充填著食鹽水。采用食鹽水作為過(guò)濾溶液主要是基于四方面考慮:   
　　y)‘暇液位”往往是受含有粉煤灰以及乳化油黑色糊狀粘稠的混合液所致，根據(jù)相似相溶性原理，只能選擇無(wú)機(jī)溶劑進(jìn)行分層;   
　　(2)常見的無(wú)機(jī)鹽溶液諸如氯化鉀、硫酸鉀、硫酸鈉等溶液雖然具有一定的破乳性，也具備易分層的特性，但是成本過(guò)高;  
　　 ( 3)食鹽水具有破乳性，易分層的特性;  
　　 (4)對(duì)比其他無(wú)機(jī)鹽溶液，食鹽溶液(氯化鈉)更常見，易購(gòu)置，性價(jià)比高。   
　　除此之外，還需要慎重考慮食鹽水過(guò)濾液的密度。如果食鹽水的密度過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致黑色糊狀粘稠的混合液與食鹽水過(guò)濾液混合共同進(jìn)人液位計(jì)中，會(huì)直接影響液位計(jì)的前置過(guò)濾裝置的過(guò)濾效果。
　　3. 2前置過(guò)濾裝置總體結(jié)構(gòu)   
　　前置過(guò)濾裝置由罐體、進(jìn)液管、排污管、沖洗管、液位計(jì)連接管、伴熱帶、保溫層組成。罐體下端有傾斜面，排污管位于罐體底部，并連接有排污閥門;沖洗管位于罐體**，并連接有沖洗閥門;進(jìn)液管位于罐體上部，一端有法蘭與氣液分離器連接，另一端伸人罐體內(nèi)，上部有小通孔;液位計(jì)連接管上有連接管閥門，通過(guò)法蘭與液位計(jì)連接;伴熱帶和保溫層包裹在罐體外面，如圖3所示。             
　　 圖3前置過(guò)濾裝置結(jié)構(gòu)示意圖
　　3. 3液位計(jì)前置過(guò)濾裝置工作原理
　　該裝置通過(guò)沖洗管向罐體內(nèi)加人食鹽水過(guò)濾液，因?yàn)檫^(guò)濾液的密度大于氣液分離器內(nèi)混合液(水、乳化油、煤粉)的密度，所以灌人的過(guò)濾液會(huì)沉人罐體的下部并通過(guò)液位計(jì)連接管進(jìn)人液位計(jì)內(nèi)，從而隔絕了液位計(jì)與氣液分離器內(nèi)混合液的接觸，避免了水、粉狀煤灰和乳化油的混合液對(duì)氣液分離器液位計(jì)的不良影響，這樣，利用U型管原理就可以等量準(zhǔn)確讀出被測(cè)介質(zhì)的液位。

　　4前置過(guò)濾裝置現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐
　　4. 1現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用區(qū)域概況   
　　華北油田山西煤層氣中央處理廠是我國(guó)*先個(gè)整裝規(guī)模煤層氣田建設(shè)核心工程。該廠區(qū)處于我國(guó)北方高原地區(qū)，位于沁水縣金峰村，占地127. 3畝，設(shè)有脫水區(qū)、集配氣區(qū)、增壓區(qū)三個(gè)主生產(chǎn)區(qū)及其配套設(shè)施，一期工程設(shè)計(jì)年產(chǎn)煤層氣10億耐，整體工程建成后，總處理規(guī)模達(dá)到30億畝。自2009年8月投人運(yùn)行以來(lái)，該廠區(qū)氣液分離器液位計(jì)一直飽受‘暇液位”問(wèn)題的困擾。以1號(hào)氣液分離器和4號(hào)氣液分離器為例，1號(hào)氣液分離器采用玻璃管式液位計(jì)計(jì)量液面，4號(hào)氣液分離器采用磁翻板式液位計(jì)計(jì)量液面。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2016年全年，1號(hào)和4號(hào)氣液分離器出現(xiàn)假液位造成計(jì)量誤差的天數(shù)分別達(dá)到146天和138天。這不僅影響了煤層氣集輸系統(tǒng)的集輸效率，也給集輸系統(tǒng)帶來(lái)巨大安全隱患。
　　4. 2應(yīng)用效果評(píng)價(jià)
　　2017年2月，在華北油田中央處理廠1號(hào)氣液分離器和4號(hào)氣液分離器嘗試加裝前置過(guò)濾裝置(如圖4所示)，對(duì)其效果進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)一年的持續(xù)觀察，華北油田煤層氣中央處理廠1號(hào)和4號(hào)氣液分離器液位計(jì)，均能真實(shí)地反映液位升降情況，出現(xiàn)計(jì)量誤差的天數(shù)由140天左右分別降至8天和6天左右，計(jì)量誤差率也由措施前40%下降為措施后2%?？谇霸撗b置已在華北油田山西煤層氣分公司全面推廣應(yīng)用。
　　4. 3見效原因分析  
　　 ( 1)前置過(guò)濾裝置內(nèi)食鹽水過(guò)濾液的密度大于氣液分離器內(nèi)混合液的密度，從而會(huì)沉人裝置內(nèi)下部進(jìn)人液位計(jì)內(nèi)，隔絕了液位計(jì)與氣液分離器內(nèi)混合液的接觸，這就為準(zhǔn)確讀出液位數(shù)值提供了重要基礎(chǔ)。  
　　 ( 2)由于是在氣液分離器與液位計(jì)下部連通       
　　圖4  4號(hào)氣液分離器前置過(guò)濾裝置示意圖處(液位計(jì)進(jìn)口處)加裝前置過(guò)濾裝置，
上一條：詳述雷達(dá)物位計(jì)在石灰石倉(cāng)位物位測(cè)量中的應(yīng)用
下一條：如何降低溫度對(duì)此磁翻板液位計(jì)的影響？