關(guān)于海上油氣田采油工程中現(xiàn)場(chǎng)儀表的選型介紹(上)

       一、  本文概述：     
對(duì)于海上油氣田采油工程來(lái)說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)儀表的是其中一個(gè)重要組成部分，其主要作用是對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中的各種溫度、壓力、液位等過(guò)程參數(shù)狀況進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)量與監(jiān)控，現(xiàn)場(chǎng)儀表的選型的合理情況對(duì)于整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性和靈敏度都具有極其重要的意義。但是因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)儀表的種類(lèi)、功能和復(fù)雜程度的差異性都非常之大，對(duì)于它們的選型必須有一個(gè)系統(tǒng)的合理方法，，要根據(jù)項(xiàng)目所需要的功能，綜合考慮安全性，經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性來(lái)選擇合適的儀表，避免不必要的浪費(fèi)。本次現(xiàn)場(chǎng)儀表的選型主要針對(duì)文昌19-1/15-1/14-3/8-3開(kāi)發(fā)項(xiàng)目及西江23-1油田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目工程中的16臺(tái)容器（其中8臺(tái)常壓容器，8臺(tái)壓力容器）上的現(xiàn)場(chǎng)指示儀表。

　　二、現(xiàn)場(chǎng)儀表選型原則
　　根據(jù)工藝要求、生產(chǎn)裝置規(guī)模、工藝流程特點(diǎn)及工藝參數(shù)對(duì)操作的影響因素確定測(cè)量和調(diào)節(jié)方式，選用相應(yīng)儀表；
　　根據(jù)被測(cè)介質(zhì)物性、環(huán)境條件、操作要求及其它工藝要求，有針對(duì)性地選用相應(yīng)儀表；
　　根據(jù)有關(guān)爆炸、火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，按照儀表使用場(chǎng)所的分類(lèi)等級(jí)，確定儀表的防爆要求；
　　根據(jù)所在海域的環(huán)境條件（如：溫度、濕度、空氣中的鹽分等），確定儀表的防護(hù)要求。
　　在滿足上述要求的同時(shí)，在同一個(gè)項(xiàng)目中現(xiàn)場(chǎng)儀表及輔件應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)系列化產(chǎn)品，盡可能減少儀表品種、類(lèi)型，以減少備品備件的種類(lèi)、方便操作與維護(hù)。
　　下面以該項(xiàng)目中所涉及的溫度儀表、壓力儀表、液位儀表分別進(jìn)行介紹。

　　三、溫度儀表
　　1.溫度儀表的分類(lèi)和特點(diǎn)
　　溫度測(cè)量?jī)x表按測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)。接觸式溫度測(cè)量?jī)x表比較簡(jiǎn)單、可靠，測(cè)量精度較高，一般能夠測(cè)出真實(shí)溫度。但因測(cè)溫元件與被測(cè)介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交換，故需要一定的時(shí)間才能達(dá)到熱平衡，響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，存在測(cè)溫的遲滯現(xiàn)象，受耐高溫材料的限制，不能用于極高溫度的測(cè)量；不適宜直接對(duì)腐蝕性介質(zhì)測(cè)溫。非接觸式溫度測(cè)量?jī)x表是通過(guò)熱輻射原理來(lái)測(cè)量溫度的，測(cè)溫元件不需要與被測(cè)介質(zhì)接觸，測(cè)溫范圍廣，不受測(cè)溫上下限的限制，也不會(huì)破壞被測(cè)物體的溫度場(chǎng)，響應(yīng)速度較快，可以測(cè)量區(qū)域的溫度分布。但受到物體的發(fā)射率、測(cè)量距離、煙塵、水汽等外界因素的影響，其測(cè)量誤差較大，儀表示值僅代表表觀溫度，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較昂貴。
　　各類(lèi)測(cè)溫儀表結(jié)構(gòu)原理不同，有不同的測(cè)溫應(yīng)用場(chǎng)合。海洋石油工程中一般采用熱電偶、熱電阻和雙金屬溫度計(jì)。
　　2.幾種溫度測(cè)量?jī)x表的測(cè)量原理及優(yōu)缺點(diǎn)比較
　　2.1熱電偶
　　測(cè)溫原理：兩種不同導(dǎo)體A和B串聯(lián)在一個(gè)閉合回路中，如結(jié)合點(diǎn)出現(xiàn)溫差，就會(huì)在回路中產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)。該電勢(shì)與被測(cè)溫度成一定的函數(shù)關(guān)系。這種因溫差而產(chǎn)生熱電勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)為“熱電效應(yīng)”，這種不同導(dǎo)體的組合稱(chēng)為熱電偶。
　　優(yōu)點(diǎn)：體積小、方便安裝；價(jià)格低、精度高；信號(hào)可遠(yuǎn)傳作指示、控制用；測(cè)量范圍寬；校驗(yàn)容易。缺點(diǎn)：需冷端溫度補(bǔ)償；精度較熱電阻低；在同樣條件下熱電偶接點(diǎn)容易老化。
　　2.2熱電阻
　　測(cè)溫原理：熱電阻是利用電阻與溫度成一定函數(shù)關(guān)系的金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料制成的感溫元件來(lái)測(cè)量溫度的。
　　優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量精度高；可保持多年穩(wěn)定性、精確度；響應(yīng)速度快；與熱電偶測(cè)量相比不需要冷端溫度補(bǔ)償。缺點(diǎn)：價(jià)格較熱電偶貴；避免使用在有機(jī)械振動(dòng)的場(chǎng)合。
　　2.3雙金屬溫度計(jì)
　　測(cè)溫原理：雙金屬溫度計(jì)是利用固體受熱產(chǎn)生幾何位移作為測(cè)溫信號(hào)的一種固體膨脹式溫度計(jì)。雙金屬溫度計(jì)的感溫元件通常是由兩種膨脹系數(shù)不同，彼此又牢固結(jié)合的金屬制作成螺旋型結(jié)構(gòu)，繞成螺旋型的雙金屬感溫元件一端固定，另一端連接指針軸，當(dāng)被測(cè)物體溫度變化時(shí)，兩種金屬由于膨脹系數(shù)不同，使螺旋管曲率發(fā)生變化，通過(guò)指針軸帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)，顯示所測(cè)溫度值。
　　優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)械強(qiáng)度高、不怕震動(dòng)、耐沖擊；價(jià)格較低；維修方便；示值連續(xù)。缺點(diǎn)：測(cè)量精度較低。
　　經(jīng)過(guò)比較,三種儀表都具有各自的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)。由于海上油氣田電信系統(tǒng)設(shè)計(jì)指出在滿足測(cè)量范圍、工作壓力和精度的要求下就地儀表應(yīng)優(yōu)先選用雙金屬溫度計(jì)。因此，在考慮該項(xiàng)目中各臺(tái)容器的工藝要求、工作環(huán)境及條件下的所有溫度儀表選用了雙金屬溫度計(jì)。
　　3.溫度計(jì)套管
　　由于大多數(shù)溫度敏感元件太精密以致不能經(jīng)受生產(chǎn)工藝的惡劣環(huán)境條件，另外又希望能夠移動(dòng)和重新安裝敏感元件而不必關(guān)閉工藝設(shè)備，故幾乎沒(méi)有溫度敏感元件是直接插入工藝流體里，而是放在一個(gè)金屬套管內(nèi)，以保護(hù)元件避免直接暴露在工藝流體中，又允許將流體的熱傳給元件。溫度計(jì)套管具有兩種基本保護(hù)作用：
　　3.1機(jī)械保護(hù)：抵抗工業(yè)生產(chǎn)流動(dòng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)作用力。
　　3.2化學(xué)保護(hù)：阻止與腐蝕性工藝流體的相互作用。
　　因此，在該項(xiàng)目中，為所有溫度計(jì)配備了溫度計(jì)套管。

　

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