美国emerson艾默生液位控制器技术解决方案

美国emerson艾默生液位控制器技术解决方案

Fisher FIELDVUE L2t 液位控制器是坚固耐用的 L2 系列液位控制器。它使用浮筒型传感器探测液位或两种不同比重液体的分界面。该控制器非常适合气体分离器和洗涤器应用中的液位测量。L2t 设计是一种旨在实现实现环保的解决方案。

大多数偏远的油井缺乏压缩空气，因此，油分离器控制的常见解决方案是利用可用的天然气压力来驱动所需的液位变送器、控制器和阀门。这种方法效果很好，但持续向环境中排放大量甲烷。最近的温室气体法规已经排除了这一选项，因此许多油井头操作人员不得不再次考虑其他替代方案。

一个 obvious的解决方案是在现场安装某种类型的空气压缩机，并使用现有的气动仪表。这在大型有多个仪表的油井场可以很好地工作，但对于可能只有1到2个分离器的典型井口场来说，通常成本效益不高。

一种常用于小站点的低成本方案是将液位变送器替换为液位开关，并安装电动阀门。这样消除了对压缩空气的需求，开关通过轮流打开/关闭阀门来粗略地维持液位在一定的操作范围内。这个方案可以工作，但存在显著的局限性，影响长期维护和可靠性。

开/关控制永远无法达到稳定状态，因为阀门关闭时液位上升，阀门打开时液位下降。当井流显著时，阀门将不断在打开和关闭之间切换，导致快速磨损。此选项还需要大量的电力，这对于通常依赖太阳能的偏远站点来说可能是个问题。不可避免且经常需要的阀门更换会花费资金并导致产量损失，而阀门故障可能导致油沿着水管流失，或者在下游的气体和/或石油处理中造成问题。

更好的解决方案是为每个液位回路安装液位变送器和控制器。这种方法通过调节阀门来保持液位稳定，一旦达到设定点，阀门的移动量很小。减少阀门的移动可以显著延长阀门的使用寿命，并且使用更少的能源。不幸的是，额外的控制器为安装增加了显著的成本，但有一个更好的替代方案。

液位检测技术

在油藏分离器改造的过程中，许多用户尝试了各种不同的液位测量技术。引导波雷达效果很好，但它通常需要对现有容器进行重大修改才能添加所需的拉杆或法兰（如图3所示）。也尝试了差压（DP）变送器，但它们往往会随着时间的推移堵塞。具有双膜片密封的差压细胞效果很好，但它们的基本设计要昂贵得多。

美国emerson艾默生液位控制器更好的替代方案

一种更经济实惠的选项最近被引入，它解决了许多上述困扰油分离器改造设计团队的问题（图4）。该液位/界面变送器采用现场 proven 的浮子技术，但改进的机械设计允许浮子组件通过容器侧面的 2 英寸 NPT 或法兰连接插入。这种安排通常允许变送器利用现有的容器连接，从而大幅降低改造成本。这个选项也比带有双隔膜密封的 DP 变送器便宜得多。

该设备能够同样准确地测量液位或界面，因此特别适用于油分离器应用，并且由于该设备使用一种创新技术在设备上执行此功能，从而消除了对单独液位控制器的需求，如下面所述。

一个典型的液位应用使用一个变送器来检测液位，使用一个控制阀来调节液位，并使用某种类型的控制器将当前液位与设定值进行比较，并在必要时调整阀门位置。这种安排在需要非常精确的液位控制时非常昂贵且效果良好，但油田分离器并不需要这种精确度。相反，控制器只需要将液位保持在操作范围内，并且理想情况下需要找到一个稳态，以避免阀门不断循环。

这些目标可以通过将液位传感器简单地连接到电动阀（如图5所示）来实现。液位传感器在较短的范围内进行校准，其液位信号直接输入到阀中。随着液位的上升，控制阀打开，最终液位将达到一个稳态平衡，使流入量与流出量匹配。如果流入量发生变化，液位将改变，驱动阀门位置，直到再次达到稳态。阀门和传感器的组合将在不使用外部控制器的情况下控制液位在狭窄的范围内。

美国emerson艾默生液位控制器用例

连续控制与开关控制的益处是显著的，如这些使用案例所示，所有使用了Fisher L2t液位控制器和Fisher easy-Drive电动执行器解决方案。

一家位于美国马塞勒斯页岩地区的运营公司正在从开关控制转变为使用差压液位变送器的连续控制。连续控制效果很好，但差压变送器经常堵塞并导致操作问题。更换为基于浮子的L2t变送器消除了这些问题，并使油分离器控制能够可靠地运行很长时间而无需任何维护。

由于循环阀的持续维护问题，加拿大西部的两家运营公司开始在高流量井上用这个解决方案替换开/关控制。这些改装非常便宜，因为变送器安装在现有的管道切口中。新技术使连续控制成为可能，大大减少了维护间隔和成本。

美国emerson艾默生液位控制器结论

如果您在油分离器的开关控制维护问题上遇到麻烦，或者在不稳定和不一致的液位控制上遇到问题，请考虑进行浮球更换并安装电动控制阀。这个经济实惠的解决方案易于安装，并通过提高产量和降低维护成本提供显著的优势。