基于翻斗流量计自动称量的油气分离系统

    1　翻斗流量计工作原理

    翻斗流量计是利用计量斗内装有液体后,由于重心位移失去平衡而翻转的原理制成[1](见如图1)。

    当计量翻斗为空斗时,其重心在中心隔板的一定高度A处。空斗产生的重力为G₁,距支点O垂直距离为L,这时空斗之扭矩M₁为

    M₁=G₁L            (1)

    当计量斗内盛有液体后,其重心在三角形容器的垂直平分面某一点B上,该点对支点O的距离为l。

    当斗内液体产生的重力为G₂时,其扭矩M₂为

    M₂=G₂l                (2)

    当M₂≥M₁+M₀,计量翻斗即自行翻转。即

    G₂≥G₁L+M₀               (3)

式中　M₀———摩擦力矩。

    在斗形计量容器两侧端面的一定位置上设有固定转轴,在支架上装有挡板,使翻斗保持一个处于进油位置;另一个处于排油位置。当进油斗达到翻转重量时便翻转为排油状态,排油斗立即进入进油位置,如此循环往复实现连续计量。

    2　能自动称量的翻斗流量计

    基于上述原理的翻斗流量计采用预定时间内记录翻转的斗数的方法计算产量。这种方法的计算公式

式中　q_m———产量,kg/h;

    m₁———每斗标定液体质量,公斤/斗;

    T———计量时间,s;

    n———在T时间内所计量的斗数。

    这种方法的计量误差来自于两个方面,一是两斗交换时的漏失误差,可以通过乘以漏失系数减小这方面的误差;另一个误差来自于m1,用其代入公式计算实际的流量,没有考虑每次秤量时的动态皮重,这是由测量方法引起的系统误差,无法补偿。

    能自动秤量的翻斗流量计是在传统的翻斗流量计的回转轴上安装了2个称量传感器,如图2所示。

    称量传感器把采集到的斗内的液体的质量转换成电信号,再通过二次仪表在上位机的界面中显示出来。

    采集到的瞬时质量信号是一个连续的锯齿波信号。如图3所示。

    那么可以获得流量q_m的计算公式(如式(5)所列)。

    3　油气分离的CSADA系统

    该系统是集成了自动选井,称重计量,数据采集、处理,报表生成、浏览、打印的管控一体化人机界面系统。系统组成如图4所示。

    该系统由研华工控机作上位机,用组态王6·51作人机界面软件,由台湾泓格的17000系列模块作I/O数据采集处理及通讯接口,由香港志美的PT650D仪表作称量传感器信号的二次仪表,由PLC接受选通的信号执行选井程序。接近开关信号为人机界面程序中累加器子程序的触发信号。