美國emerson艾默生液位控制器技術解決方案

Fisher FIELDVUE L2t 液位控制器是堅固耐用的 L2 系列液位控制器。它使用浮筒型傳感器探測液位或兩種不同比重液體的分界面。該控制器非常適合氣體分離器和洗滌器應用中的液位測量。L2t 設計是一種旨在實現實現環保的解決方案。

大多數偏遠的油井缺乏壓縮空氣，因此，油分離器控制的常見解決方案是利用可用的天然氣壓力來驅動所需的液位變送器、控制器和閥門。這種方法效果很好，但持續向環境中排放大量甲烷。最近的溫室氣體法規已經排除了這一選項，因此許多油井頭操作人員不得不再次考慮其他替代方案。

一個 obvious的解決方案是在現場安裝某種類型的空氣壓縮機，并使用現有的氣動儀表。這在大型有多個儀表的油井場可以很好地工作，但對于可能只有1到2個分離器的典型井口場來說，通常成本效益不高。

一種常用于小站點的低成本方案是將液位變送器替換為液位開關，并安裝電動閥門。這樣消除了對壓縮空氣的需求，開關通過輪流打開/關閉閥門來粗略地維持液位在一定的操作范圍內。這個方案可以工作，但存在顯著的局限性，影響長期維護和可靠性。

開/關控制永遠無法達到穩定狀態，因為閥門關閉時液位上升，閥門打開時液位下降。當井流顯著時，閥門將不斷在打開和關閉之間切換，導致快速磨損。此選項還需要大量的電力，這對于通常依賴太陽能的偏遠站點來說可能是個問題。不可避免且經常需要的閥門更換會花費資金并導致產量損失，而閥門故障可能導致油沿著水管流失，或者在下游的氣體和/或石油處理中造成問題。

更好的解決方案是為每個液位回路安裝液位變送器和控制器。這種方法通過調節閥門來保持液位穩定，一旦達到設定點，閥門的移動量很小。減少閥門的移動可以顯著延長閥門的使用壽命，并且使用更少的能源。不幸的是，額外的控制器為安裝增加了顯著的成本，但有一個更好的替代方案。

液位檢測技術

在油藏分離器改造的過程中，許多用戶嘗試了各種不同的液位測量技術。引導波雷達效果很好，但它通常需要對現有容器進行重大修改才能添加所需的拉桿或法蘭（如圖3所示）。也嘗試了差壓（DP）變送器，但它們往往會隨著時間的推移堵塞。具有雙膜片密封的差壓細胞效果很好，但它們的基本設計要昂貴得多。

美國emerson艾默生液位控制器更好的替代方案

一種更經濟實惠的選項最近被引入，它解決了許多上述困擾油分離器改造設計團隊的問題（圖4）。該液位/界面變送器采用現場 proven 的浮子技術，但改進的機械設計允許浮子組件通過容器側面的 2 英寸 NPT 或法蘭連接插入。這種安排通常允許變送器利用現有的容器連接，從而大幅降低改造成本。這個選項也比帶有雙隔膜密封的 DP 變送器便宜得多。

該設備能夠同樣準確地測量液位或界面，因此特別適用于油分離器應用，并且由于該設備使用一種創新技術在設備上執行此功能，從而消除了對單獨液位控制器的需求，如下面所述。

一個典型的液位應用使用一個變送器來檢測液位，使用一個控制閥來調節液位，并使用某種類型的控制器將當前液位與設定值進行比較，并在必要時調整閥門位置。這種安排在需要非常精確的液位控制時非常昂貴且效果良好，但油田分離器并不需要這種精確度。相反，控制器只需要將液位保持在操作范圍內，并且理想情況下需要找到一個穩態，以避免閥門不斷循環。

這些目標可以通過將液位傳感器簡單地連接到電動閥（如圖5所示）來實現。液位傳感器在較短的范圍內進行校準，其液位信號直接輸入到閥中。隨著液位的上升，控制閥打開，最終液位將達到一個穩態平衡，使流入量與流出量匹配。如果流入量發生變化，液位將改變，驅動閥門位置，直到再次達到穩態。閥門和傳感器的組合將在不使用外部控制器的情況下控制液位在狹窄的范圍內。

美國emerson艾默生液位控制器用例

連續控制與開關控制的益處是顯著的，如這些使用案例所示，所有使用了Fisher L2t液位控制器和Fisher easy-Drive電動執行器解決方案。

一家位于美國馬塞勒斯頁巖地區的運營公司正在從開關控制轉變為使用差壓液位變送器的連續控制。連續控制效果很好，但差壓變送器經常堵塞并導致操作問題。更換為基于浮子的L2t變送器消除了這些問題，并使油分離器控制能夠可靠地運行很長時間而無需任何維護。

由于循環閥的持續維護問題，加拿大西部的兩家運營公司開始在高流量井上用這個解決方案替換開/關控制。這些改裝非常便宜，因為變送器安裝在現有的管道切口中。新技術使連續控制成為可能，大大減少了維護間隔和成本。

美國emerson艾默生液位控制器結論

如果您在油分離器的開關控制維護問題上遇到麻煩，或者在不穩定和不一致的液位控制上遇到問題，請考慮進行浮球更換并安裝電動控制閥。這個經濟實惠的解決方案易于安裝，并通過提高產量和降低維護成本提供顯著的優勢。