【摘要】为了提高单井作业时效，解决夜间测试不能连续开井的难题，根据现场地层测试工艺的需要，设计了一种新型测试双仓密闭汁量罐。该罐于2011年已交付使用，获得较显著的经济效益，已成为油田生产和原油计量中的重要设备之一。 这种新型双仓密闭计量罐是一种多功能容器罐，它可以进行原油计量、储存、加温、加热等多项作业。而计量罐的液位控制是确保安全生产和提供准确原油产量的重要参数，为大庆的储备油田提供了最准确的数据。
　　
【关键词】双仓密闭 计量罐 原油计量 液位控制
　　
1 计量罐的结构原理
　　
计量罐在工作中是不可缺少的测试设备，常规的计量罐易发生液位高冒罐、烧损打油泵等事故，不仅造成设备损坏，而且使油品大量跑损，污染环境，造成极大的经济损失和社会影响。为避免计量罐出現冒罐等事故发生，设计了一种新型测试双仓密闭计量罐，在其上安装超高、超低液位报警器，当罐内液位达到报警高度时提醒操作人员注意安全，及时消除事故隐患。垣平1井作为大庆油田公司一口重点井，引进2台在该井使用，该罐最大容积为16m3、7400mm（L）*2400mm（W）*2775mm（H）、计量罐至分离器之间的管线试压1000psi，该罐系常压工作容器：罐底部设有加热盘管，可把原油加热到40℃以上；装有排污阀门，可随时清洗罐底油渣。罐身装有浮子式色带液位器及透明观察窗，可随时计量原油产量。罐顶装有将易燃气体排到燃烧器的单向阀、高液位报警器和防爆呼吸口。
　　
双仓密闭计量罐由密闭罐体部分和液位控制部分、罐底加温加热部分三部分组成。双仓密闭计量罐原理图，在每个腔室都设有一个3″的原油进口和一个3″原油出口，并分别配置球阀，以方便计量腔切换时操作。在每个腔室都安装有一套磁性液位计，以方便观察腔室内的液位。计量罐每个腔室分别安装电加热器，本体三面安装电伴热带并保温，计量罐管线部分安装于板房内，并安装电加热器，板房采取框架结构，并设置门、窗、照明及换气装置；罐体下部设有人孔，方便内部清理和维护检修。在每个腔上装有高、低液位开关，提醒操作人员注意液位的变化，保证设备运行的安全性。每个橇边的进出口均采用由壬的连接形式。
　　
1.1 液位控制部分
　　
浮球液位报警器是应用了阿基米德定律及磁力学原理。当被测液位升高或降低时，浮球1随之升降，浮球使其摆杆以轴为摆动中心而上下摆动，致使其端部的磁钢上、下移动，通过磁力作用，排斥安装在外壳内相同磁极的磁钢板上、下移动，另一端的动触点便在触头1-1及2-2间连通或断开。使外接的控制线路发出报警信号或驱动（停止）电动泵（执行器）等工作，从而达到液位控制目的。报警器的浮球由1Cr18Ni9Ti不锈钢制成，外壳及盖采用铜材或玻璃纤维填充的增强塑料制成，其余部分则由铜质等材料制成。报警器的动作部分与继电器的触点组是互为隔离的，因此避免一般液位报警器容易渗漏的缺陷。
　　
1.2 电气部分
　　
整个计量罐橇罐体采用三面电伴热，两个腔室内分别安装浸入式的电加热棒，以保证计量罐内的原油不被冷凝，在板房内安装照明灯并配备电加热器，整个计量橇设置一个电控柜，放置在板房内，所有用电设备均通过该控制柜实现集中供电和控制，
　　
计量罐撬用电约为60kW，撬内所有电器设备按防爆区域进行设计。仅需提供一路电源到位于罐旁边板房内的电气控制柜，从控制柜到各用电设备的配电和控制均由控制柜完成。
　　
1.3 罐体部分配置及说明
　　
计量罐作为计量设备之一，在现场用于校准分离器的流量计，计量罐使用的是规则的单位体积。使用前要保证罐体的内外清洁，罐体本身要规则不能有凹陷、变形和渗漏，外部的阀门要开关自如，液位计清晰透明，计量罐要有校准证和计量表，计量罐属于常压容器，使用时要确保气出口的畅通。
　　
2 存在问题及解决方法
　　
2.1 罐体呼吸阀分析
　　
罐内的游离气含有水蒸气，水蒸气通过呼吸阀呼出，遇冷液化为水，顺烟囱流下，滞留在呼吸阀的阀帽上，水凝固结冰后将阀帽冻结，导致阀帽无法开启，从而使得计量罐内部游离气过多憋压，造成了安全隐患。同时，由于烟囱的高度不高，导致呼吸出的游离气聚集在罐顶及计量罐周围，导致施工时施工人员容易中毒，危及施工人员的人身安全。
　　
改进后的呼吸阀出口，将烟囱更改为水平管线，管线延伸至计量罐底部，出口处接出50m以外。这样水蒸气液化为水会从管线流出，不会在阀帽处冻堵，保证了呼吸阀的零活好用，降低了安全风险，同时也使游离气不在罐顶及计量罐周围聚集，确保了施工人员的人身安全。
　　
改进后的密闭计量罐的呼吸系统，相比原设计中呼吸系统取得的社会效益如下：
　　
（1）能够使呼吸出的游离气不聚集在罐顶和计量罐周围，不会导致施工人员中毒，确保了施工人员人身安全；
　　
（2）水蒸气液化为水后，可以从管线流出，不会冻堵呼吸阀阀帽，保证了呼吸阀的灵活好用，防止了因呼吸阀冻堵而造成的计量罐内憋压，从而防止了计量罐因憋压而造成的损坏，保证了计量罐设备的完好；
　　
（3）防止因为呼吸阀冻堵造成的施工被迫停止，确保了施工的顺利进行。
　　
2.3 液位自动报警分析
　　
计量罐的两个计量仓室均设置有超高液位和超低液位UQK-01-dⅡCT4型液位报警器，高低液位报警器与原油传输泵的操作控制柜上的高低液位指示灯相连，从而实现了计量罐高低液位报警指示和低液位连锁停泵。
　　
2.3.1 超高液位报警
　　
计量过程中当密闭仓内液位升至上切换位置时，UQK-01-dⅡCT4型浮球液位报警器便会发出报警讯号，提示人们将油打入另一个储油仓或者将计量罐进口阀门关闭。从而实现了高液位报警指示，避免了计量罐的冒罐及事故的发生。
　　
2.3.2 超低液位报警
　　
再将储油仓内液体打出的过程中，如果仓内液位达到下切换位置时，液位报警器的延时时间继电器开始延时，在规定的时间内，如果液位持续下降，报警器触发出通断开关式信号来实现低液位报警指示以及低液位连锁停泵功能，以防止打油泵由于液位过低而烧损。
　　
3 完善以后的现场应用情况
　　
xxx井现场的应用：根据多年的试油工作发现，对于老式计量罐为避免冒罐、罐被抽扁、输油泵空转等事故，当班工人每隔15分钟就要到计量罐观察液位，但还是时常遇到紧急情况。尤其是在气候恶劣的条件下，给工人带来不安全因素；还存在着液位突然移动跟踪不及时，冬季重油罐易出现冻凝等问题。为此，xxx井的现场生产中，在密闭计量罐上安装使用了防爆液位自动监控报警器和经过改进的罐体呼吸阀，实现了罐内液位的自动监控，不仅提高了环保施工和资料录取水平，准确地反映了每个储油仓液位动态、仓内储油情况，满足了原油动态计量、数据录取的要求；方便管理和操作运行，还减轻了工人的劳动强度、避免了事故的发生。同时xxx井的试油工作达到甲方满意，得到上级领导肯定。