核子界面仪在海洋石油工业中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com第37卷第5期石油化工设备Vo1．37NO．52008年9月PETRC卜CHEMICALEQUIPMENTSept．2008文章编号：1000—7466(2008)05—0083—03核子界面仪在海洋石油工业中的应用赵军凯，王启明，李海文，李勇，聂建伟，李艳莉(中海油基地集团采油服务公司，天津300452)摘要：介绍了一种新型液位测量仪表——核子界面仪的结构、组成和工作原理，结合海洋石油工业特点，对其设计进行了优化，对应用过程中出现的故障进行了分析

2、。关键词：核子界面仪；放射源；核辐射；光纤；PIC；ICS；应用中图分类号：TQ056．16文献标志码：BAtomicProfilerApplicationinOffshoreOilIndustryZHAOJun-kai，WANGQi—ming，LIHai—weR，LIYong，NIEJian-wei，LIYah—li(CNOOCOilBaseGroupOPSC，Tianjin300452，China)Abstract：Abriefintroductionofstructureandprincipleofatomicprofile

3、rwaspresented．DesignoptimizationwasappliedinHYSY112FPSO，malfunctioncaseswereanalyzed．Itisareferenceforoilandpetrochemicalindustry．Keywords：atomicprofiler；radiationsource；nuclearradiation；opticalfiber；PLC；ICS；ap—plication核子界面仪是上世纪末本世纪初英国开发的一行分析，根据射线的不同性质来识别被测介质的密种新型的液位

4、测量仪表，测量效果比常见仪表更直度，从而转换成物位信号。放射源和2个探测器管观、准确，已经应用于西方发达国家石油石化工业。呈三角状位置安装，2个探测器可以互作冗余，使其曹妃甸油田海洋石油1l2号浮式生产储油轮测量更加准确和可靠。每个放射源射线瞄准的只是(FloatingProduction，StorageandOffloadingU—相应高度的射线探测器，辐射线途经放射源与探测nit，缩写FPSO)是我国首次应用核子界面仪进行液源之问的介质，其衰减与介质密度有关。核子界面位测量。仪结构示意图见图1。海洋石油112号FPSO上部模块

5、原油处理流程容器主剖面图设计为双系列。每个系列分别由一级分离器、二级分离器和电脱水器以及若干换热器组成，在上述3级分离器中就安装有核子界面仪。l结构和工作原理在石油生产中，产出流体通常由原油、水、天然气和部分杂质组成，不同部分其密度也不同，核子界面仪就是利用被测介质密度不同这一特性工作的。核子界面仪利用放射源含有放射性同位素镅(Am)产生的y射线穿过被测介质，到达其相对应图1核子界面仪结构示图位置安装的2个探测器，探测器对监测到的射线进核子界面仪可提供多达上百个独立的测量点，收稿日期：2008—05—03作者简介：j~(1972一

6、)，男，河北藁城人，高级工程师，硕士，从事海洋石油工程和油田生产管理工作。维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com·84·石油化工设备2008年第37卷为数众多的传感器可以产生一系列电压脉冲作为它2核子界面仪在海洋石油112号FPSO的的输出信号。这些脉冲的频率与y射线射入传感元设计和应用件的强度成正比，它取决于传感元件所处高度的工艺液体的密度。每个传感器产生的电压脉冲传输至2．1前期设计位于浸入管总装上部的计数器，计数信息通过光纤海洋石油1】2号FPSO对原油的处理主要是靠信号传送到位

7、于中央控制室的可编程序逻辑控制重力沉降和电脱水器脱水，油田生产液中成分比较器，再经过数学处理后，探测器的输出作为高度的函复杂，有沙、水、乳化层、泡沫以及天然气。为了取得数，形成分离器内液体竖向的密度轮廓。核子界面较好的处理效果，设计人员在双系列的一级分离器仪测量效果示意图见图2。和二级分离器上分别选用了核子界面仪来检测其液位。由于FPSO体积庞大，分离器到中央控制室之间的距离也比较远，所以现场核子界面仪所采集的信号通过光纤信号传送至中央控制室，这在最大程泡沫度上减小了传送过程中信号受到的干扰和失真。在原油中央控制室内安装有一个核子

8、界面仪专用的控制乳化液柜，控制柜内安装光纤信号处理、转换卡件以及可编水程逻辑控制器(PLC)。在这个控制柜内，光纤中的沙脉冲信号将被处理成数字信号输入PLC，最后PLC将和IC智能型集散控制系统(ICS)实现互相通讯。图2核子界面仪测量效果示图优化