翻斗量油分离器防淹措施初探

楚政和　洪河　严杰

【摘 要】本文阐述了随着油田深入开发后，由于油层所采液体气油比下降而造成的翻斗量油分离器内翻斗被淹所采取的应用惰性气体注入法、和差压信号测量控制离心泵法的原理，以及两种原理在实际应用中存在的问题，并提出了翻斗量油设备及控制工艺的待改进措施。

【关键词】翻斗量油分离器；防淹；改进措施

0 引言

江汉采油厂目前对原油的计量方式有分离器计量、流量计量油、桶量、罐车量油、翻斗量油。而翻斗量油方式能保证连续计量、避免油井间歇出油的影响、计量精度高，且不受来液多相流的影响，因优于其他量油方式而普遍为各油井所使用。它不仅节能、可靠，还有维修方便等特点。翻斗量油的量油方式在石油开采行业已经应用了几十年，但随着各个油田开采的深入，油田进入二次、三次开采期，原油含水升高、气油比下降给翻斗量油装置正常运作带来了许多问题。

1 翻斗计量分离器的工作原理

翻斗计量分离器内部的翻斗是双斗设计成非稳定状态，当一个计量斗内装有液体后，由于重心位移失去平衡而翻转的原理制成。其中一个斗处于进油位置时、另一个斗处于排油位置。当进油斗达到翻转重量时便翻转成为排油状态，这时排油斗立即进入进油位置（见图1）。如此反复循环，实现连续计量。记录时间和翻斗的斗数，可计算出油井的日产量。

确保翻斗量油装置正常工作的条件为：翻斗完好、灵活可靠，翻斗量油容器上部有气相空间，整个翻斗量油容器密封无泄漏，来液温度确保原油处于流体状态。

图1 翻斗量油分离器防淹原理流程图

2 翻斗计量分离器被淹的原因

江汉油田现阶段油层开采过程中出现采油含水升高，油层采出液气油比下降等原因，造成一些产液、产油量偏少的站点翻斗计量分离器内的翻斗经常被淹。翻斗被淹即是翻斗计量分离器内部液位上涨至翻斗部位的高度后，翻斗不能翻转，计量工作无法正常进行。根据对现场翻斗被淹的原因进行调查和统计，造成翻斗被淹的原因有以下两个方面：

1）油井出液量、产油量少，气油比较低造成翻斗被淹。

2）翻斗分离器上部气相部位及相关附属管线出现气相泄漏、液相回流现象造成翻斗被淹。

3 解决翻斗被淹的方案及存在的问题

目前现场解决翻斗量油分离器被淹的方法通常采取以下两个方案：

3.1 翻斗量油分离器上部注惰性气体

它是在翻斗量油分离器气相部位安装一个接口，当翻斗计量分离器内部因为某种原因，使其内部液面上涨将翻斗淹没后，可以通过接口利用氮气瓶内的12.5MPa高压氮气降压至1.5MPa后，将氮气从翻斗容器上部接口注入翻斗量油分离器内（见图1A框）。高压氮气将翻斗量油分离器液体排向下部，确保翻斗能在一定的空间内正常翻动量油。

优点：不受翻斗环境温度、来液温度、流量、气油比影响、无需电能。

缺点：需要人工判断翻斗容器内部的液面高度和手动注气。建立的氮气空间容易因设备问题或操作工艺原因而被破坏。

3.2 差压信号测量控制离心泵法

差压信号测量控制离心泵法的设备在现场分两部分构成：翻斗量油分离器液面测量、判断控制机构部分和离心泵运转控制排液执行机构组成（见图1B框）。

其工作原理是：翻斗量油分离器液面测量机构对翻斗容器内部的液面进行实时测量、判断。测量元件输出的信号到其判断控制机构，当翻斗容器内部液面上涨到设定高度时，判断控制机构确定安装在翻斗容器底部外输管线上的离心泵开始工作，对翻斗内部液体进行排液。

当离心泵工作后，离心泵产生的水压压头使得翻斗容器内的液面在压差的作用下而下降，从而达到翻斗防淹的目的。

优点：在适当的条件下可以自动判断和控制翻斗容器内部液面。

缺点：差压测量元件受环境温度影响较大、对进入翻斗容器内部液体存在一个最小气油比的要求，耗能。

4 设备、控制工艺待改进措施

翻斗量油分离器上部注惰性气体和差压信号测量控制离心泵法在使用过程中均会因环境因素或工艺方法而出现问题，其主要问题是翻斗设备及其附属管线设备存在的泄漏、容器和管线存在气液回流现象、自然环境温度变化导致差压测量元件失效的现象。针对以上存在的问题可以从以下几个方面进行改进。

4.1 设备待改措施

1）减少翻斗量油设备上部气相泄漏点，所有法兰连接、人孔密封可采用橡胶垫涂抹黄油进行密封。

2）对注氮气方案的设备在液体进翻斗前的来液管线底点安装单流阀（见图1C框），防止气相倒流至其它设备或管线。

3）盲板盲死翻斗气相外输管线。

4）离心泵出口安装单流阀以防离心泵出口管线内部液体倒流至翻斗容器。

4.2 控制工艺待改措施

1）将注气系统与翻斗液面测量装置进行相关联，实现自动控制。

2）液面差压探头外露式改为翻斗容器内部植入式，达到防冻、防凝效果。

3）液面测量方式可以改用超声波雷达探头进行液面测量。

4）离心泵出口安装单流阀以防离心泵停泵时出口管线内部液体倒流至翻斗容器。

5 结论

随着油田不断深入开发，油层采出液的气油比下降是造成翻斗量油容器内部的翻斗被淹的主要原因，翻斗被淹现象的频数在逐步增高。做好翻斗量油设备、和翻斗防淹工艺的改进和技术创新是我们今后计量工作的重点。

[责任编辑：王伟平]