儲(chǔ)罐液位探測(cè)器的制作與應(yīng)用

張殿龍 楊瑞 樊寶峰 杜亞寧 張寶金

一、發(fā)明過程

開發(fā)背景：38m3儲(chǔ)罐，是采油單位應(yīng)用最為普遍的一種油罐，體積小，安裝快捷，便于移動(dòng)，所以多用拉油井場(chǎng)、新投井場(chǎng)臨時(shí)使用等。多年來，該儲(chǔ)罐在原油計(jì)量上，都是采用人工量油的方式，對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)液體儲(chǔ)量進(jìn)行測(cè)量?，F(xiàn)場(chǎng)操作人員每天要多次爬上爬下，工作量大耗費(fèi)體力不說，安全風(fēng)險(xiǎn)也比大。所以，為了解決38m3儲(chǔ)罐量油工作繁瑣，上下罐頻繁，安全隱患大，且不能按時(shí)準(zhǔn)確計(jì)量等問題，在作業(yè)區(qū)主要領(lǐng)導(dǎo)工作思路指引下，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，借助現(xiàn)代數(shù)字科技技術(shù)及手段，試制研發(fā)了儲(chǔ)罐液位探測(cè)裝置，主要用于現(xiàn)場(chǎng)38m3儲(chǔ)罐內(nèi)液體儲(chǔ)量的計(jì)量和監(jiān)測(cè)工作，及時(shí)準(zhǔn)確的計(jì)量液位高度，實(shí)時(shí)掌控儲(chǔ)罐液量。

主要目的：一是減少對(duì)38方等小型儲(chǔ)罐的上罐量油工作，減輕崗位操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，降低上下罐安全風(fēng)險(xiǎn)，減少罐口伴生氣對(duì)人員的危害，控制因違章操作等因素造成安全風(fēng)險(xiǎn);二是原油計(jì)量準(zhǔn)確，能夠?qū)崟r(shí)采集到生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)臨測(cè)，消除人為因素造成的計(jì)產(chǎn)不穩(wěn)定問題。

二、產(chǎn)品性能

1、產(chǎn)品規(guī)格—結(jié)構(gòu)組成

主要由①測(cè)距模塊：超聲波測(cè)距單元;②信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，③信號(hào)傳輸模塊;④供電模塊等組成。

2、產(chǎn)品規(guī)格—主要參數(shù)

3、產(chǎn)品規(guī)格—技術(shù)原理：

基本結(jié)構(gòu)：信號(hào)采集系統(tǒng)、信號(hào)傳輸系統(tǒng)及終端顯示與處理系統(tǒng)。

1）、超聲波測(cè)距的原理：是利用超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波并向液面發(fā)射，當(dāng)超聲波遇到障礙物后，會(huì)反射回來，到超聲波接收裝置，這時(shí)就可以得到一個(gè)發(fā)到接收的時(shí)間T，通過單片機(jī)，以此來計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)到障礙物的實(shí)際距離L。

即：L=C×T/2

式中：L—為測(cè)量的距離長(zhǎng)度，也就儲(chǔ)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(fā)射到反回所利用的時(shí)間。

說明：模塊加電后單片機(jī)自檢并建立啟動(dòng)序列，激活超聲波發(fā)生器，發(fā)生超聲波，發(fā)生器向單片機(jī)反饋發(fā)射時(shí)間及接受時(shí)間，通過單片機(jī)處理得到液位數(shù)據(jù)，將液位數(shù)據(jù)通過DAC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為0-5V的電壓信號(hào)進(jìn)行輸出。

2）、工作原理：數(shù)據(jù)采集傳輸模型

說明：超聲波測(cè)試單元依據(jù)液位輸出一個(gè)0-5V線性變化的電壓信號(hào)，通過轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)換為三線制電流信號(hào)，由于現(xiàn)場(chǎng)使用的兩線制采集器，使用轉(zhuǎn)換器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為二線制信號(hào)，通過井場(chǎng)RTU傳輸?shù)絊CADA系統(tǒng)。

三、應(yīng)用效果分析：

1）實(shí)際測(cè)得數(shù)據(jù)

2）、應(yīng)用效果

通過實(shí)際測(cè)試，效果非常理想，達(dá)到了預(yù)期效果。

①是減少了對(duì)38m3等小型儲(chǔ)罐的上罐量油工作，減輕崗位操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，降低上下罐安全風(fēng)險(xiǎn)，減少罐口伴生氣對(duì)人員的危害，控制因違章操作等因素造成安全風(fēng)險(xiǎn);

②是原油計(jì)量準(zhǔn)確，能夠?qū)崟r(shí)采集到生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)臨測(cè)，消除人為因素造成的計(jì)產(chǎn)不穩(wěn)定問題，為生產(chǎn)運(yùn)行提供可靠的第一手資料。

③是為實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)無人值守提供了可能。

四、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

成本費(fèi)用：每一套設(shè)備成本費(fèi)用約為1000元左右，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)傳輸，準(zhǔn)確性高、節(jié)省勞動(dòng)力。