分離器磁浮子液位計浮子發(fā)生卡阻的原因及對策

生產(chǎn)過(guò)程中，當生產(chǎn)現場(chǎng)環(huán)境溫度較低的季節，單井和集氣站分離器上使用磁浮子液位計多次發(fā)生卡阻導致顯示失準的故障。經(jīng)對液位計筒體、浮子等進(jìn)行清洗，能短暫恢復正常，但有效時(shí)間均較為短暫，一般長(cháng)則半月短則三兩天又會(huì )再次發(fā)生，嚴重地干擾到對氣井產(chǎn)水量的有效監控及自控排液系統的運行。

本文通過(guò)在生產(chǎn)現場(chǎng)對發(fā)生卡阻現象的多列磁浮子液位計進(jìn)行故障的查找和原因分析，結合現場(chǎng)情況采取了相應的解決措施，取得了較好的效果。對確保氣井正常生產(chǎn)具有重要意義。

1 磁浮子液位計結構原理

1.1 磁浮子液位計結構

磁性浮子式主要由主導管、磁浮子、上下引流管、排污閥、帶刻度尺的磁翻板、檢測桿等構成。磁浮子安裝于主導管內，主導管內下部有緩沖彈簧，上部有泄壓堵頭。

1.2 磁浮子液位計工作原理

磁浮子液位計是根據連通器原理和磁性耦合作用原理工作的。磁浮子液位計通過(guò)上下引流管連接法蘭、上下控制閥與被檢測的分離器相連接，與分離器形成一個(gè)互通結構。當分離器內液位高于液位計下引流管口時(shí)，分離器內液體進(jìn)入磁浮子液位計主導管，主導管內浮子隨分離器液位升降而升降，浮子內的磁鋼通過(guò)磁耦合作用驅動(dòng)磁翻板上的紅、白翻柱翻轉 180°，當液位上升時(shí)，翻柱由白色轉為紅色，當液位下降時(shí)，翻柱由紅色轉為白色，磁翻板上的紅、白界位處為容器內介質(zhì)位的實(shí)際高度，從而實(shí)現分離器液位的就地顯示。

同理，安裝有檢測桿的液位計，檢測桿內部電器元件在浮子磁鋼作用下，產(chǎn)生電流的變化，這種變化被轉化為數字信號，可實(shí)現液位信息的就地顯示和遠程傳送，用于液位監控、報警或對排液裝置的自動(dòng)控制。

2 卡阻原因分析

分離器液位計浮子發(fā)生卡阻后，主要表現為磁翻板顯示停頓在某一示值，不論分離器內液位如何變化，顯示值始終保持不變或變化較小，不能真實(shí)反映分離器內液位的變化情況。

在實(shí)際處理時(shí)，一般情況下，通過(guò)關(guān)閉液位計上下引流管控制閥后，開(kāi)啟主導筒下端排污閥進(jìn)行排污，觀(guān)察浮子位置變化情況。當浮子能隨主導筒內液位下降而下降，且開(kāi)啟控制閥后浮子能隨分離器液位變化而變化，表明故障處置成功。但對于該氣田上使用的磁浮子液位計而言，這種處置方式經(jīng)常失效，主要表現為以下

兩種情況 ：一是磁浮子顯示不變，即磁浮子仍停留在原卡阻位置 ；二是磁浮子隨主導管內液位下降而下降，但開(kāi)啟控制閥后磁浮子不會(huì )隨主導管內液位上升而上升，故障問(wèn)題不能得到解決。此時(shí)，需關(guān)閉控制閥，拆卸主導管下部法蘭，取出磁浮子，對磁浮子和管內進(jìn)行清洗后才能恢復正常。由于清洗期間只能根據經(jīng)驗對分離器液位進(jìn)行監控，以及清洗后故障仍可能隨時(shí)發(fā)生，對氣井產(chǎn)液情況的監控造成了較大影響。

2.1 故障發(fā)生的主要原因

2.1.1 主要卡阻物分析

從生產(chǎn)現場(chǎng)磁浮子液位計的安裝位置分析，固體物質(zhì)一般難于進(jìn)入液位計主導管內，清洗時(shí)發(fā)現磁浮子表面及主導管內壁粘附有大量稠狀物，未發(fā)現表面結垢及水合物存在現象，故排除結垢或水合物凍堵導致磁浮子卡阻的原因。進(jìn)入主導管內的物質(zhì)應為氣井所產(chǎn)液體中的懸浮物，或因溫度變化而發(fā)生凝結的稠狀物。故導致磁浮子卡阻的主要物質(zhì)應為該類(lèi)似黃油狀灰黑色粘稠物，其附著(zhù)力較強，采用常溫（在發(fā)生卡阻季節時(shí)環(huán)境溫度一般在 10 ℃左右）水洗方式很難將其清洗干凈，當采用 40 ℃以上的溫熱水清洗時(shí)，能比較容易清洗。經(jīng)化驗分析，該粘稠物為氣井試油酸化時(shí)未排盡的殘酸及酸與地層巖石反應生成物。當溫度較高時(shí)，其粘度較低。當溫度較低時(shí)，其粘度隨之增加，導致分離器液位計在環(huán)境溫度較低的季節發(fā)生卡阻的故障頻率上升。

2.1.2 采用常規排液沖洗不能排除故障的原因

在一般情況下，磁浮子液位計發(fā)生卡阻現象，只需要反復開(kāi)關(guān)幾次主導管下部的排污閥進(jìn)行短暫的排污沖洗，使磁浮子在主導管內產(chǎn)生反復位移，卡阻介質(zhì)隨氣流被排出后即可消除故障。但在 GST 氣田上使用的液位計，采用該方法時(shí)，經(jīng)常發(fā)生排污通道被堵塞的現象。通過(guò)拆卸主導管下部法蘭，發(fā)現導致排污通道堵塞的原因主要是由卡阻介質(zhì)與液位計結構缺陷共同作用所導致。

發(fā)卡阻時(shí)，當磁浮子外壁及主導管內壁均附有粘稠狀物物質(zhì)，磁浮子外徑僅比主導管內徑小約 5~10 mm，在粘稠狀卡阻介質(zhì)作用下，浮子被粘附與管壁。在排污操作中，主導管內液體下降速度過(guò)小，磁浮子的重力不足以克服磁浮子與管壁的粘附力時(shí)，磁浮子仍被粘接于管壁位置，卡阻故障不能得到解除。當磁浮子重力大于其與管壁的粘附力時(shí)，磁浮子隨排污液下沉至緩沖彈簧。在實(shí)際拆卸檢查過(guò)程中發(fā)現，由于個(gè)別廠(chǎng)家緩沖彈簧彈力過(guò)小或圓柱形彈簧直徑較大，在壓差作用下，磁浮子下降壓縮彈簧，其下端面直接降至排污出口處。由于磁浮子兩端為半圓形結構，法蘭內部排污口為圓形，兩者接觸處形成較為嚴密的接觸，加之沉降于主導管底部的粘稠物的密封作用，磁浮子下端面對排污口形成了堵塞，磁浮子本身被主導管內部剩余壓力壓緊在排污口上。在重新啟用液位計時(shí)分離器內的液體進(jìn)入主導管，在主導管內外壓差作用下，此時(shí)即便磁浮子被完全浸泡在液體中，其所產(chǎn)生的浮力也遠遠不能克服壓差對磁浮子的下壓力，磁浮子被壓緊在液位計主導管底端不能上浮，故故障不能得到排除。

3 解決措施

該氣田所產(chǎn)液體主要為反排的酸化作業(yè)液，作業(yè)液中的膠凝酸及反應生成物等在進(jìn)入地面工藝流程后，由于氣流溫度較高且流速較快，不會(huì )對主要生產(chǎn)通道形成堵塞，但在液位計等流速較慢且受環(huán)境溫度變化影響較大的部位，形成的稠狀物會(huì )對磁浮子位移造成影響。因此，在現場(chǎng)采取對磁浮子液位計進(jìn)行恒溫電伴熱加熱措施，在環(huán)境溫度＜ 15 ℃時(shí)，電伴熱帶自動(dòng)啟用，解決了磁浮子液位計卡阻故障問(wèn)題，取得了較好效果。

4 結論及建議

（1）對于不同的氣田，氣井所產(chǎn)液體性質(zhì)不盡相同，導致磁浮子液位計發(fā)生卡阻故障的原因也可能有多種，對于因環(huán)境溫度下降導致液體內某些物質(zhì)物性變化所引起的卡阻現象，可采用上述局部電伴熱的方式加以解決。

（2）對于采用圓柱形緩沖彈簧的液位計，安裝前建議更換為塔型彈簧，以免在排污時(shí)磁浮子底端面與法蘭出口形成密封影響解卡措施。

（3）對于已安裝使用的磁浮子液位計，在無(wú)合適的塔型彈簧更換時(shí)，可對圓柱形彈簧頂端一圈形狀進(jìn)行永久性變形處理，使之在被壓縮后，變形處彈簧絲位于液位計主導管底法蘭排污口中間位置。這樣，在磁浮子下降時(shí)，其底端半圓形結構不會(huì )與排污出口形成密封，可解決排污出口被堵塞的問(wèn)題。