关于海上油气田采油工程中现场仪表的选型介绍(上)

       一、  本文概述：     
对于海上油气田采油工程来说，现场仪表的是其中一个重要组成部分，其主要作用是对于现场生产过程中的各种温度、压力、液位等过程参数状况进行准确地测量与监控，现场仪表的选型的合理情况对于整个控制系统的可靠性和灵敏度都具有极其重要的意义。但是因为现场仪表的种类、功能和复杂程度的差异性都非常之大，对于它们的选型必须有一个系统的合理方法，，要根据项目所需要的功能，综合考虑安全性，经济性和实用性来选择合适的仪表，避免不必要的浪费。本次现场仪表的选型主要针对文昌19-1/15-1/14-3/8-3开发项目及西江23-1油田开发项目工程中的16台容器（其中8台常压容器，8台压力容器）上的现场指示仪表。

　　二、现场仪表选型原则
　　根据工艺要求、生产装置规模、工艺流程特点及工艺参数对操作的影响因素确定测量和调节方式，选用相应仪表；
　　根据被测介质物性、环境条件、操作要求及其它工艺要求，有针对性地选用相应仪表；
　　根据有关爆炸、火灾危险场所电气设备设计规范和标准，按照仪表使用场所的分类等级，确定仪表的防爆要求；
　　根据所在海域的环境条件（如：温度、湿度、空气中的盐分等），确定仪表的防护要求。
　　在满足上述要求的同时，在同一个项目中现场仪表及辅件应尽量选用标准系列化产品，尽可能减少仪表品种、类型，以减少备品备件的种类、方便操作与维护。
　　下面以该项目中所涉及的温度仪表、压力仪表、液位仪表分别进行介绍。

　　三、温度仪表
　　1.温度仪表的分类和特点
　　温度测量仪表按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。接触式温度测量仪表比较简单、可靠，测量精度较高，一般能够测出真实温度。但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，故需要一定的时间才能达到热平衡，响应时间较长，存在测温的迟滞现象，受耐高温材料的限制，不能用于极高温度的测量；不适宜直接对腐蚀性介质测温。非接触式温度测量仪表是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需要与被测介质接触，测温范围广，不受测温上下限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，响应速度较快，可以测量区域的温度分布。但受到物体的发射率、测量距离、烟尘、水汽等外界因素的影响，其测量误差较大，仪表示值仅代表表观温度，结构复杂、价格较昂贵。
　　各类测温仪表结构原理不同，有不同的测温应用场合。海洋石油工程中一般采用热电偶、热电阻和双金属温度计。
　　2.几种温度测量仪表的测量原理及优缺点比较
　　2.1热电偶
　　测温原理：两种不同导体A和B串联在一个闭合回路中，如结合点出现温差，就会在回路中产生一个电势。该电势与被测温度成一定的函数关系。这种因温差而产生热电势的现象称为“热电效应”，这种不同导体的组合称为热电偶。
　　优点：体积小、方便安装；价格低、精度高；信号可远传作指示、控制用；测量范围宽；校验容易。缺点：需冷端温度补偿；精度较热电阻低；在同样条件下热电偶接点容易老化。
　　2.2热电阻
　　测温原理：热电阻是利用电阻与温度成一定函数关系的金属导体或半导体材料制成的感温元件来测量温度的。
　　优点：测量精度高；可保持多年稳定性、精确度；响应速度快；与热电偶测量相比不需要冷端温度补偿。缺点：价格较热电偶贵；避免使用在有机械振动的场合。
　　2.3双金属温度计
　　测温原理：双金属温度计是利用固体受热产生几何位移作为测温信号的一种固体膨胀式温度计。双金属温度计的感温元件通常是由两种膨胀系数不同，彼此又牢固结合的金属制作成螺旋型结构，绕成螺旋型的双金属感温元件一端固定，另一端连接指针轴，当被测物体温度变化时，两种金属由于膨胀系数不同，使螺旋管曲率发生变化，通过指针轴带动指针偏转，显示所测温度值。
　　优点：结构简单、机械强度高、不怕震动、耐冲击；价格较低；维修方便；示值连续。缺点：测量精度较低。
　　经过比较,三种仪表都具有各自的优点及缺点。由于海上油气田电信系统设计指出在满足测量范围、工作压力和精度的要求下就地仪表应优先选用双金属温度计。因此，在考虑该项目中各台容器的工艺要求、工作环境及条件下的所有温度仪表选用了双金属温度计。
　　3.温度计套管
　　由于大多数温度敏感元件太精密以致不能经受生产工艺的恶劣环境条件，另外又希望能够移动和重新安装敏感元件而不必关闭工艺设备，故几乎没有温度敏感元件是直接插入工艺流体里，而是放在一个金属套管内，以保护元件避免直接暴露在工艺流体中，又允许将流体的热传给元件。温度计套管具有两种基本保护作用：
　　3.1机械保护：抵抗工业生产流动的静态和动态作用力。
　　3.2化学保护：阻止与腐蚀性工艺流体的相互作用。
　　因此，在该项目中，为所有温度计配备了温度计套管。

　

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