捷邁行業(yè)應(yīng)用白皮書 石油天然氣應(yīng)用領(lǐng)域的液位傳感器

石油天然氣應(yīng)用領(lǐng)域的液位傳感器

        液位測量在石油天然氣領(lǐng)域的應(yīng)用正變得日益重要。在油井的整個壽命周期中，水、油和化學流體都是整合在一起的，而隨著水力壓裂等非傳統(tǒng)鉆井技術(shù)的興起，這種情況更為明顯。新技術(shù)的興起和新法規(guī)的出臺要求在處理回流和產(chǎn)生的廢水的同時，還要監(jiān)測各種各樣的化學品。這樣，液位測量的應(yīng)用將遠遠超出僅監(jiān)測設(shè)備性能和可靠性的用途。生產(chǎn)商如今需要更多地處理生產(chǎn)流程中的副產(chǎn)品，通過更好地采集、儲存和處理程序，避免對環(huán)境造成污染。而液位傳感技術(shù)的使用將幫助這些流程更、更可靠地進行。

常見液位傳感應(yīng)用：

? 儲罐液位監(jiān)測

? 化學劑注入

? 液壓和潤滑油油箱

? 鉆井液（泥漿）罐監(jiān)測

? 輸送過程液位監(jiān)測

       使用可靠的液位傳感器進行采出水監(jiān)測雖然現(xiàn)今水力壓裂法不受《凈水法》的限制，但各類環(huán)保組織一直在督促鉆井公司本著誠信的原則開展業(yè)務(wù)，并針對水的使用及污染物進行自我管理。

許多有毒物質(zhì)都與非傳統(tǒng)鉆井產(chǎn)生的采出水有關(guān)。根據(jù)鉆井工地的位置、規(guī)模和持續(xù)時間的不同，采出水可能在現(xiàn)場處理，也可能轉(zhuǎn)移至其他處理設(shè)施進行處理。但不管怎樣，污染水體在處理前通常會以某種形式就地儲存。

采出水中zui常見的化學品包括：

? 甲醇

? 異丙醇

? 乙二醇單丁醚（2-丁氧基乙醇）

? 乙二醇（1,2-乙二醇）

? 氫化處理的輕質(zhì)石油餾分

? 氫氧化鈉（燒堿）

        在石油天然氣開采的整體例行規(guī)劃中，完善的計劃通常會涉及到對上述及其它各類有毒物質(zhì)的持續(xù)收集、處理和處置。而可靠的液位傳感技術(shù)是這類計劃的重要組成。

        不遵守法規(guī)的代價非常高昂。在EPA（美國國家*）zui近的一次訴訟中，Exxon（埃克森公司）同意支付10萬美元的罰款，并花費預(yù)計2千萬美元用于防止賓夕法尼亞和西弗吉尼亞的天然氣鉆井作業(yè)污水外溢。這次訴訟涉及的是2010年發(fā)生的一起污水外溢事件。當時的州檢查員發(fā)現(xiàn)，壓裂水回收工廠中的一個閥門開啟導(dǎo)致了泄漏。此外，檢查員還注意到開啟的閥門與一系列儲罐相連，儲罐儲存有來自全州壓裂井的廢水。如果連續(xù)檢測這些儲罐液位的異乎尋常的下降，本可以防止外溢問題，但zui終結(jié)果是，氯化物、鍶、鋇元素流入了附近一條用于供應(yīng)當?shù)仫嬘盟暮恿鳌８鶕?jù)協(xié)議要求，Exxon公司必須為其在賓夕法尼亞和西弗吉尼亞的全部常駐生產(chǎn)廠安裝一套連續(xù)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)在未來發(fā)生外溢時應(yīng)能立即發(fā)出警報，警示操作員采取行動；另外，Exxon公司還必須實施一套方案，主動監(jiān)測相互連通的廢水儲罐。

        在賓夕法尼亞還發(fā)生過其他類似事件，由于未發(fā)現(xiàn)故障，導(dǎo)致壓裂作業(yè)中帶有有毒物質(zhì)的收集液外泄。其中一次是有9000加侖液體外溢到鄰近的農(nóng)場，另一次外溢量則高達227000加侖，導(dǎo)致許多家庭被迫撤離。

        如今，有關(guān)石油天然氣勘探與生產(chǎn)的*實踐針對飲用水安全和一般環(huán)境保護向社會提供了更好的保障。EPA提議了一套方案，對廢水液位進行連續(xù)監(jiān)測，以防止天然氣勘探過程發(fā)生廢水外溢。該方案的關(guān)鍵就是可靠、的液位傳感器。使用的傳感器類型：浮力（浮子）、光電、電容、超聲波單點式液位開關(guān)，以及浮力、超聲波、磁致伸縮式連續(xù)液位變送器

鉆井液泥漿罐中的液位檢測

        鉆井時，操作人員需要將一種名為“泥漿"的化合物混合劑注入鉆頭孔道以對其潤滑，從而防止過熱。在泥漿的生產(chǎn)和儲存過程中可能會用到多個儲罐。每個儲罐的液位都需進行監(jiān)測，以防止泥漿輸送中斷。

泥漿儲罐有以下幾種類型：

基礎(chǔ)物質(zhì)儲罐—這類儲罐儲存有堿或油之類用于生產(chǎn)泥漿混合劑的基礎(chǔ)液體。它們通常位于鉆井平臺上或附近。浮力、電容和光學低液位傳感器適合于該類應(yīng)用。

泥漿池—這類儲罐通常包含噴嘴或攪拌器，以保證泥漿的持續(xù)混合。其使用的傳感技術(shù)必須能夠檢測各種粘度和成分不同的混合物。

泥漿補給罐—這是一種中間儲罐，用于收集從孔道流回的泥漿。流回的泥漿受到石油、氣體、海水、巖石和沙子的污染，因此在處理前必須進行儲存。泥漿振動篩—用于去除巖石和沙子，以回收泥漿中的可復(fù)用液體成分。該過程中所使用的容器應(yīng)具有液位傳感功能。

        幾十年來，各儲罐廠家已經(jīng)使用了許多種單點式液位開關(guān)和連續(xù)液位變送器，用于檢測適當?shù)哪酀{液位及其在孔道中使用前、中、后的成分。這些傳感器通常與控制器相連，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化處理并觸發(fā)緊急報警。傳感器的精度和可靠性能保證鉆井的正常運行時間。

使用的傳感器類型：浮力（浮子）、光學、電容、超聲波單點式液位開關(guān)，以及浮力、超聲波、磁致伸縮式連續(xù)液位變送器其他石油天然氣液位傳感應(yīng)用廢水儲罐—海上平臺必須保護海洋不受其產(chǎn)生的污染物質(zhì)影響。雨水會將平臺上的污染物沖走，并匯集至廢水儲罐。廢水隨后被轉(zhuǎn)移至特殊容器進行處理。可靠的液位傳感是防止廢水儲罐溢流、污染環(huán)境以致導(dǎo)致高額罰款和清理操作的關(guān)鍵因素。

        石油分離器—直接來自孔道的石油會混有沙子、各種氣體和水。水和石油還會形成乳液。了解石油、水和乳液的邊界對分離過程而言非常重要。可使用一系列液位變送器確定這些邊界。圖1所示的是浮力式液位變送器，裝有針對3種比重的浮子，用于標示水、油和乳液的邊界層。

        液壓油儲罐—鉆井現(xiàn)場使用的重型工具、升降平臺和起重機使用的是遠程液壓動力，且液壓動力通過由軟管和接頭組成的封閉系統(tǒng)連接。每個獨立的系統(tǒng)都配有一個液壓儲罐。然而，隨著時間的推移，液壓流體不可避免地會發(fā)生泄漏。在液壓油供給罐應(yīng)用液位傳感器，可以持續(xù)監(jiān)測液位，確保操作的完整性和安全性。

Gems的石油天然氣用液位傳感器示例

        各地都在追求更有效地利用油氣資源，而Gems傳感器則在確保安全平穩(wěn)作業(yè)方面起到了*的作用。50多年來，Gems傳感器針對石油天然氣領(lǐng)域客戶各種各樣的需求定制了許多解決方案，并提供類型眾多的傳感器用于檢測石油天然氣應(yīng)用中的壓力、液位和流量。Gems傳感器深得設(shè)備制造商和系統(tǒng)集成商信任的原因主要有以下幾點：

可靠：Gems傳感器經(jīng)過認證，能夠耐受石油天然氣設(shè)備所必須承受的嚴苛環(huán)境。

低功耗：Gems傳感器深刻認識到，基于太陽能面板供電的低功耗遠程傳感技術(shù)是節(jié)省運營成本的關(guān)鍵。

省心：Gems傳感器還深刻認識到，任何部件發(fā)生故障都會導(dǎo)致客戶代價高昂的停機問題。Gems傳感器保證提供產(chǎn)品，確保客戶的業(yè)務(wù)能持續(xù)正常運轉(zhuǎn)。

解決方案多樣：Gems傳感器提供類型廣泛的壓力、液位、閥門和流量傳感器，幾乎滿足所有的石油天然氣應(yīng)用需求。此外，我們還提供滿足溫度和壓力需求的型號，并能提供各種材料幫助您滿足石油天然氣行業(yè)的嚴格標準。