摘要：近年来，随着苏里格气田的不断开发，水平井投产多，水平段使用压裂沙量大，出砂现象也越来越严重，气井出砂导致液位计内夹砂的情况也越来越多，进而导致液位计磁浮球卡阻，集气站日常检修液位计的次数增多，同时由于磁浮球上下剧烈动作引起磁浮球损坏的情况也时有发生。这不仅影响了无人值守站远程数据监控的准确性，也增加了安全隐患风险。针对该情况，通过优化液位计磁浮球工作区间，增加上、下缓冲装置，并在液位计进口安装防沙过滤管，降低液位计磁浮球卡阻的机率，同时防止磁浮球的损坏。
关键词：液位计 磁浮球 卡阻 压裂沙
1 生产现场存在的问题
目前，我厂集气站精细分离器使用西安安森智能仪器股份有限公司生产的ACL-XX系列磁致伸缩单液位计。现场使用过程中经常发生液位计磁浮球卡阻的问题。液位计磁浮球卡阻造成现场生产数据定值，直接影响到天然气生产现场安全运行。如果分离器液位计在下腔发生卡阻，气井突然出液时，不能及时处理分离器高液位，会导致正在运行的压缩机被积液冲停，使压缩机意外停机，严重的情况会造成压缩机压缩缸进水，造成严重的机械事故。
2 分离器液位计磁浮球故障的原因分析
产生磁浮球故障问题的原因主要有：液位计浮球卡阻、液位计筒体结晶、磁性退磁减弱、异常情况操作不规范。
2.1 液位计筒体杂质卡阻浮球
当气井出沙量大时，分离器腔体底部沉降的压裂沙等杂质一部分随排污管线流入疏水阀，少量压裂沙在液体流动过程中被带入分离器液位计筒体，随着压裂沙在筒体内不断聚集，悬浮在浮球与导杆、筒体间隙中的压裂沙将阻塞浮球的上下移动，造成液位计浮球卡阻，使液位计面板磁翻柱定值显示假液位。
2.2 液位计筒体结晶卡阻
分离器液位计在冬季运行中，由于气温较低，在特殊情况下液体在筒体内处于静置状态，液体形成晶体物质，严重时会出现筒体结冰，使浮球卡阻在筒体中的某一段位置，造成假液位，影响液位显示的准确性。
2.3 磁翻片与浮子磁性减弱
磁性翻板液位计的磁耦合部件是内嵌磁钢的浮子和带磁力面板翻柱或翻板构成的系统，浮子内部嵌有圆柱形磁钢，在浮子圆周表面形成磁场使翻片翻转。由于分离器液位计使用时间较长，磁性翻版液位计浮子内磁钢的磁性强度减弱出现退磁现象，使浮子的磁力耦合作用不到显示面板内的磁性翻片，当浮子随着液位升降，浮子的磁场作用力不能使翻片翻转，造成了液位显示的不准确。
2.4 生产异常操作不规范
我厂多数气井生产产液量较大，出液不规律，大量产出液迅速进入分离器腔体时，会造成气液波动较大，人员在操作过程中未进行规范操作，引起磁浮球在浮筒内上下剧烈运动，造成磁浮球猛烈撞击液位计浮桶上法兰片，引起磁浮球变形卡阻或损坏。
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3 解决思路及对策
液位计磁致伸缩探杆有效的工作量程是在液位计浮筒上、下死区中间，我厂分离器液位计探杆长度1400mm，上死区长度300mm，下死区长度300mm，有效的工作区间是800mm，磁浮球在有效工作量程内运动时不会卡阻。为解决分离器液位计磁浮球卡阻和损坏的问题，从以下三个方面提出解决的对策：
3.1 进液口改造对策
一是在液位计的液相管线进入分离器后垂直距离是15mm,未安装滤沙网，压裂沙及杂质很容易进入管线堵塞管路；为了防止压裂沙及杂质进入管线，研制一种可快速连接在管线的过滤沙管，过滤沙管与管线采用快速连接头，沙管管体采用长度为25cm，DN 50的钢管，在管体均匀分布φ8mm的孔眼，用50-100目的金属纱网包裹管体，将过滤沙管安装在分离器腔体内部液位计进口处，防止压裂沙等固体杂质进入液位计浮筒内影响磁浮球的正常工作。
在液位计磁致伸缩探杆有效量程上、下加装橡胶限位装置。一是起到限位作用，可以防止磁浮球到达浮筒内的下部死区空间，下部加装限位装置后在液位计下腔形成压裂沙和泥沙沉降空间，液位计日常运行聚集的压裂沙和泥沙可以通过下部排污阀排出，避免磁浮球陷入底部淤泥造成卡阻。二是橡胶限位器起到缓冲作用，避免磁浮球在有效量程内不会和上、下浮筒法兰接触，从而避免磁浮球碰撞损坏。
3.2 技术改进对策
为了保证磁性翻板液位计在低温环境下仍能正常使用，一是在分离器液位计筒体加装电伴热，接入220V电源防爆接线盒，持续对液位计筒体加热，避免液位计筒体结晶冰堵。二是采用磁性真空液位计，将主导管壁壳改为双层壳体，在该双层壳体之间形成密闭的腔室，主导管上开设有汽相连接孔和液相连接孔，该汽相连接孔和液相连接孔将主导管的内部与外部相连通。通过该真空的腔室将主导管外的环境温度隔绝在主导管外，使得主导管内的液体在低温环境下无需通过外部加热来防止液体冰堵。
3.3 增加磁性强度
磁性强度降低是造成液位计测量故障的主要原因，磁性翻板液位计浮子外壳为0.75mm不锈钢薄板焊接制成，将浮子外壳用钢锯割开取出磁钢，经测量磁性强度为4600高斯（正常应达到5500高斯以上），为磁性翻板液位计定做了磁性强度为5600高斯的磁钢重新装人浮子内，将外壳重新焊好，现场试验证明效果良好。
3.4 规范操作制度
在操作中严格按照管理制度进行科学合理作业，避免液位波动时液位计磁浮球直接撞击上、下法兰造成机械损伤的风险。在启用液位计时，严格按照标准操作要求，先缓慢打开气相阀、再缓慢打开液相阀的作业流程进行投运，防止磁浮球撞击浮筒上法兰，避免磁浮球卡在液位计浮筒上死区的风险。
4 结论
通过对分离器液位计进行技术改造后，液位计运行稳定，未发生磁浮球卡阻和损坏的现象。通过简单低成本的设备改造，就能解决分离器液位计磁浮球卡阻和损坏的问题，同时消除压裂沙对液位计正常运行的影响，减少现场操作员工的工作强度，提高液位计运行效率，节约了因损坏而更换材料费用，取得了一定的经济效应，达到降本增效、安全环保的目的。
参考文献:
[1] 苏玉硕，马勇，王晓辉.浅谈磁致伸缩液位计的应用[J].仪器仪表标准化与计量，2006第5期
论文作者:张华
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/7
标签：液位计论文; 磁浮论文; 浮子论文; 分离器论文; 磁性论文; 浮筒论文; 死区论文; 《电力设备》2019年第14期论文;