張殿龍 楊瑞 樊寶峰 杜亞寧 張寶金
一、發明過程
開發背景:38m3儲罐,是采油單位應用最為普遍的一種油罐,體積小,安裝快捷,便于移動,所以多用拉油井場、新投井場臨時使用等。多年來,該儲罐在原油計量上,都是采用人工量油的方式,對儲罐內液體儲量進行測量?,F場操作人員每天要多次爬上爬下,工作量大耗費體力不說,安全風險也比大。所以,為了解決38m3儲罐量油工作繁瑣,上下罐頻繁,安全隱患大,且不能按時準確計量等問題,在作業區主要領導工作思路指引下,結合現場實際,借助現代數字科技技術及手段,試制研發了儲罐液位探測裝置,主要用于現場38m3儲罐內液體儲量的計量和監測工作,及時準確的計量液位高度,實時掌控儲罐液量。
主要目的:一是減少對38方等小型儲罐的上罐量油工作,減輕崗位操作人員勞動強度,降低上下罐安全風險,減少罐口伴生氣對人員的危害,控制因違章操作等因素造成安全風險;二是原油計量準確,能夠實時采集到生產數據,實現連續臨測,消除人為因素造成的計產不穩定問題。
二、產品性能
1、產品規格—結構組成
主要由①測距模塊:超聲波測距單元;②信號轉換模塊,③信號傳輸模塊;④供電模塊等組成。
2、產品規格—主要參數
3、產品規格—技術原理:
基本結構:信號采集系統、信號傳輸系統及終端顯示與處理系統。
1)、超聲波測距的原理:是利用超聲波發生器產生超聲波并向液面發射,當超聲波遇到障礙物后,會反射回來,到超聲波接收裝置,這時就可以得到一個發到接收的時間T,通過單片機,以此來計算出發射點到障礙物的實際距離L。
即:L=C×T/2
式中:L—為測量的距離長度,也就儲罐的液體液面到罐口的距離;
C—為超聲波在空氣中的傳播速度,340m/s;
T—為超聲波發射到反回所利用的時間。
說明:模塊加電后單片機自檢并建立啟動序列,激活超聲波發生器,發生超聲波,發生器向單片機反饋發射時間及接受時間,通過單片機處理得到液位數據,將液位數據通過DAC轉換器轉換為0-5V的電壓信號進行輸出。
2)、工作原理:數據采集傳輸模型
說明:超聲波測試單元依據液位輸出一個0-5V線性變化的電壓信號,通過轉換模塊將其轉換為三線制電流信號,由于現場使用的兩線制采集器,使用轉換器將信號轉換為二線制信號,通過井場RTU傳輸到SCADA系統。
三、應用效果分析:
1)實際測得數據
2)、應用效果
通過實際測試,效果非常理想,達到了預期效果。
①是減少了對38m3等小型儲罐的上罐量油工作,減輕崗位操作人員勞動強度,降低上下罐安全風險,減少罐口伴生氣對人員的危害,控制因違章操作等因素造成安全風險;
②是原油計量準確,能夠實時采集到生產數據,實現連續臨測,消除人為因素造成的計產不穩定問題,為生產運行提供可靠的第一手資料。
③是為實現井場無人值守提供了可能。
四、經濟效益評價
成本費用:每一套設備成本費用約為1000元左右,實現自動監測與數據傳輸,準確性高、節省勞動力。