摘要： 华北油田原油脱水工艺是以电化学两段脱水，污水回注艺为基本模式建立起来的。该脱水工艺适应了油田中、低含水期原油脱水的需要，对于降低外销原油的含水量，保证油田生产的正常运行起了极为重要的作用。华北油田开发进入高含水时期后，原油的综合含水大多在90%左右，再加上采用新的钻采工艺，使原油的物化性质发生了很大变化，原有的脱水工艺已难以适应要求。主要表现为能耗大、运行成本高、破乳难、脱水器电场不稳定(电场破坏)、脱水效果差等问题。针对所存在的问题，对一些联合站工艺流程进行密闭改造，在脱水效果、降低能耗等方面，取得了较好的效果。污水回掺使原油重复乳化和老化严重，脱水效果较差，人员减少，怎样自动控制脱水系统就是现在要采用的自动控制脱水系统，达到自动脱水节约人力、降低成本的目的。 绝缘法兰关键词：油水界面控制 净化油原油含水控制 脱水器压力控制
一、油水界面控制系统
当油水界面不稳被破坏时正常时是电场破坏的故障，如何判定、处理及用了自动控制系统就可以避免电场破坏的发生。
(1)现象——脱水器电流急剧上升，电压大幅度下降，关闭脱水器进出口静止通电时，电压也迟迟不能恢复。
(2)原因——在脱水器内悬挂的两相水平电极，极间距离从下到上逐渐减少;在施加固定的高压电以后，上层电极间的电场强度高，下层电极间的电场强度低，含水原油从底层进入电场，在高压电作用下水滴相继沉降脱出，从下到上含水逐渐减少，导电率逐渐降低，正好维持各电极间电压平衡。如果电场空间某局部区域原油性质突然发生变化，如含水升高，原油乳化严重等，这时电场的平衡状态就会遇到破坏，电流不断上升，电压大幅度下降，脱水器失去正常的脱水电场。
(3)判断——检查操作过程的脱水温度，流量是否变化太快，水位控制是否过高，含水油罐底水是否抽人脱水器内，了解是否有老化油或落地油打人脱水器内。
(4)处理——提高脱水温度，加大破乳剂浓度和用量，帮助恢复电场;减小或关闭脱水器进油阀门，保持正常操作压力，进行静止通电恢复电场;从脱水器进油管线进入净化油，替换脱水器电场空间中的含水油，使电流下降，电压上升，电场恢复;若上述方法都不能使电场恢复，则需将脱水器内的油水混合物全部抽出，用净化油按投产方法重新进行投产。
油水界面自动控制主要是实现自动放水，把油水过渡区保持在电极之下，进液分配头之上该系统可用差压变送器，也可以用射频导纳油水界面仪测量等效界面高度，油水界位变送器LT信号送至液位指示控制报警环节LCA 按 PID规律进行自动调节，同时判断界面超高、超低报警，通过电气转换器I/P控制调节阀LV开度，属于简单调节系统。
二、.净化油含水调节系统
油水界面控制系统主要由:油水界面检测一次表、二次表和调节阀组成。在电脱水器顶部有
油水界面控制装置安装口，液位变送器与电脱水器的连接形式是法兰连接。在电脱水器内的电极上开有ф500的圆孔，界面检测仪探头仲到脱水器底部。液位变送器采用某工程公司生产的电脱水器专用界面仪，该界面仪由一个射频导纳界面变送器和刚性传感器组成，带电脱水专用保护器，传感器上部加高压电场保护极。由于电脱水器内的油水界面往往不是清晰界面，存在很厚的乳化层，乳化层的厚度从十几厘米到几十厘米，乳化层上部和下部密度相差无几，所以传统的差压式和浮子式界面检测装置很难长期可靠运行，另外乳化层在电学特性上存在一个较明显的导电与绝缘的分层，而非电学方法不易分辨，射频导纳界面义解决了这个问题，近年来该传感器在电脱盐器和脱水器上应用较多，净化油含水自动控制调节系统，系统就是出口净化油含水调节，用于保证电脱水器脱水质量，根据出口净化油含水率调节电场强度来实现。电脱水器高压电场由可控硅自动调压电脱水供电装置提供，由380V经升压变压器增至40~60kV高压。可控硅自动调压供电装置，输出电压可调节范围40%~100%，输出电流调节范围20%~100%，具有电场短路、过压、过流自动保护功能。出口净化油含水调节系统属前馈反馈调节系统，分析如下。1)反馈控制回路反馈控制回路由出口净化油含水分析仪AT、控制指示报警环节 ACA 组成。原油低含水分析仪将出口原油含水率转换成4~20mA传送给计算机控制模块ACA，根据设定含水率与实测含水率
偏差，按PID规律输出控制信号，经前馈加法环节，通过可控硅自动调压供电装置，改变其高压电场调压给定值，加快脱水效率。2)前馈控制环节调节系统主要干扰来自电脱水器入口含水原油的含水率，用含水分析仪AT测出进口含水率，经比值环节K器作为电脱水供电装置的给定值。当入口原油含水率较高时，自动升压，提高电场强度，可以获得较好的脱水效果。比值环节的函数K根据电脱水器数据模型确定，其主要依据是当电脱水器进口原油含水率在设定区间内变化时，电脱水供电装置输出电场电压的调压优化值，可以根据不同油田区块原油性质及脱水条件通过试验得到。比值函数可由计算机控制模块实现。
三、电脱水器压力调节系统
电脱水器的操作压力通常这样设定，就是使电脱水罐内的压力保持在至少比电脱水器内轻质易汽化油品的饱和蒸汽压（0.148MPa）高。这样就能防止电脱水罐内油和水发生汽化、膨胀和形成气体。如果操作压力因某种原因减小，就会在电脱水罐内发生“气泡”现象。产生气泡后的后果就是在电极板之间产生电弧，电流表读数不稳定、脱水效果差。所以控制稳脱水器的压力，电脱水器压力调节系统用于使电脱水器内部维持一定压力，在实现自动放水、油水界面控制的基础上，通过调节电脱水器出口净化原油流量，维持电脱水器压力，
防止因油水界面控制过猛，造成电脱水器憋压或压力过低溶解气析出。压力调节系统由压力变送器PT、压力指示控制环节PIC电气转换器 PY和调节 PCV组成，是简单调节系统。
四、电脱水器绝缘棒击穿的故障如何分析判断及排除，自动停止脱水器的电源
(1)现象——电流突然上升，电压下降到接近零，严重时脱水器送不上电。
(2)原因——绝缘棒击穿有两种可能:一是安装时在绝缘棒台阶处产生裂痕，被高压电击穿;二是当绝缘棒外表面附着水分或其他绝缘性能差的泥砂等时，高压电通过绝缘棒表面与壳体接地导通，形成高压短路将绝缘棒表面击穿烧坏，出现树枝状裂纹，严重时可将绝缘棒全部烧透剥开。
(3)判断——可先用摇表检查导电杆是否接地，需要时再拆出绝缘棒检查。
(4)处理——更换绝缘棒，其操作步骤是:关闭脱水器进出口闸门，拉下送电闸刀，拔下脱水器主电路的熔断器和控制线路上的熔断管并挂上“禁止送”全;从水阀泄压，使出口压力表指示为零;待脱水器顶部变压器接地放电后，打开绝缘棒法兰处的放空阀，检查脱水器内是否带压，油面是否降到法兰短节以下;拆卸绝缘棒外部高压引线，卸下绝缘法兰盘，取出绝缘
棒;将绝缘棒与电极引线连接的螺丝卸下，并将引线固定在法兰上，防止脱落掉进脱水器内;更换绝缘棒后，按上述相反次序进行安装，电流突然上升电压突然下降为零时自动控制系统停止送电排除后才能送电。
五、结论
随着科学技术的不断发展和进步，原油脱水自动化 逐步实现进而降低了整个原油集输系统的能量消耗，减少了员工的劳动强度，并且达到了安全生产才能促进油田企业稳定发展。
参考文献：1、《油气集输仪表自动化》石油工业出版社 王克华
2、《石油技师》中国石油天然气集团人事部 石油工业出版社
3、《集输工技能鉴定》中国石油华北油田公司 石油工业出版社2019
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