捷邁行業應用白皮書 石油天然氣應用領域的液位傳感器

石油天然氣應用領域的液位傳感器

        液位測量在石油天然氣領域的應用正變得日益重要。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鉆井技術的興起，這種情況更為明顯。新技術的興起和新法規的出臺要求在處理回流和產生的廢水的同時，還要監測各種各樣的化學品。這樣，液位測量的應用將遠遠超出僅監測設備性能和可靠性的用途。生產商如今需要更多地處理生產流程中的副產品，通過更好地采集、儲存和處理程序，避免對環境造成污染。而液位傳感技術的使用將幫助這些流程更、更可靠地進行。

常見液位傳感應用：

? 儲罐液位監測

? 化學劑注入

? 液壓和潤滑油油箱

? 鉆井液（泥漿）罐監測

? 輸送過程液位監測

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

許多有毒物質都與非傳統鉆井產生的采出水有關。根據鉆井工地的位置、規模和持續時間的不同，采出水可能在現場處理，也可能轉移至其他處理設施進行處理。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）

? 氫化處理的輕質石油餾分

? 氫氧化鈉（燒堿）

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

        不遵守法規的代價非常高昂。在EPA（美國國家*）zui近的一次訴訟中，Exxon（?？松荆┩庵Ц?/span>10萬美元的罰款，并花費預計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污水外溢。這次訴訟涉及的是2010年發生的一起污水外溢事件。當時的州檢查員發現，壓裂水回收工廠中的一個閥門開啟導致了泄漏。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終結果是，氯化物、鍶、鋇元素流入了附近一條用于供應當地飲用水的河流。根據協議要求，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廠安裝一套連續的遠程監控系統，該系統在未來發生外溢時應能立即發出警報，警示操作員采取行動；另外，Exxon公司還必須實施一套方案，主動監測相互連通的廢水儲罐。

        在賓夕法尼亞還發生過其他類似事件，由于未發現故障，導致壓裂作業中帶有有毒物質的收集液外泄。其中一次是有9000加侖液體外溢到鄰近的農場，另一次外溢量則高達227000加侖，導致許多家庭被迫撤離。

        如今，有關石油天然氣勘探與生產的*實踐針對飲用水安全和一般環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監測，以防止天然氣勘探過程發生廢水外溢。該方案的關鍵就是可靠、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，以及浮力、超聲波、磁致伸縮式連續液位變送器

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測，以防止泥漿輸送中斷。

泥漿儲罐有以下幾種類型：

基礎物質儲罐—這類儲罐儲存有堿或油之類用于生產泥漿混合劑的基礎液體。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，以保證泥漿的持續混合。其使用的傳感技術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用液體成分。該過程中所使用的容器應具有液位傳感功能。

        幾十年來，各儲罐廠家已經使用了許多種單點式液位開關和連續液位變送器，用于檢測適當的泥漿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，能夠實現自動化處理并觸發緊急報警。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，以及浮力、超聲波、磁致伸縮式連續液位變送器其他石油天然氣液位傳感應用廢水儲罐—海上平臺必須保護海洋不受其產生的污染物質影響。雨水會將平臺上的污染物沖走，并匯集至廢水儲罐。廢水隨后被轉移至特殊容器進行處理?？煽康囊何粋鞲惺欠乐箯U水儲罐溢流、污染環境以致導致高額罰款和清理操作的關鍵因素。

        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連接。每個獨立的系統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生泄漏。在液壓油供給罐應用液位傳感器，可以持續監測液位，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作業方面起到了*的作用。50多年來，Gems傳感器針對石油天然氣領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用中的壓力、液位和流量。Gems傳感器深得設備制造商和系統集成商信任的原因主要有以下幾點：

可靠：Gems傳感器經過認證，能夠耐受石油天然氣設備所必須承受的嚴苛環境。

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是節省運營成本的關鍵。

省心：Gems傳感器還深刻認識到，任何部件發生故障都會導致客戶代價高昂的停機問題。Gems傳感器保證提供產品，確?？蛻舻臉I務能持續正常運轉。

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的嚴格標準。