儲罐液位探測器的制作與應用

張殿龍 楊瑞 樊寶峰 杜亞寧 張寶金

一、發明過程

開發背景：38m3儲罐，是采油單位應用最為普遍的一種油罐，體積小，安裝快捷，便于移動，所以多用拉油井場、新投井場臨時使用等。多年來，該儲罐在原油計量上，都是采用人工量油的方式，對儲罐內液體儲量進行測量。現場操作人員每天要多次爬上爬下，工作量大耗費體力不說，安全風險也比大。所以，為了解決38m3儲罐量油工作繁瑣，上下罐頻繁，安全隱患大，且不能按時準確計量等問題，在作業區主要領導工作思路指引下，結合現場實際，借助現代數字科技技術及手段，試制研發了儲罐液位探測裝置，主要用于現場38m3儲罐內液體儲量的計量和監測工作，及時準確的計量液位高度，實時掌控儲罐液量。

主要目的：一是減少對38方等小型儲罐的上罐量油工作，減輕崗位操作人員勞動強度，降低上下罐安全風險，減少罐口伴生氣對人員的危害，控制因違章操作等因素造成安全風險;二是原油計量準確，能夠實時采集到生產數據，實現連續臨測，消除人為因素造成的計產不穩定問題。

二、產品性能

1、產品規格—結構組成

主要由①測距模塊：超聲波測距單元;②信號轉換模塊，③信號傳輸模塊;④供電模塊等組成。

2、產品規格—主要參數

3、產品規格—技術原理：

基本結構：信號采集系統、信號傳輸系統及終端顯示與處理系統。

1）、超聲波測距的原理：是利用超聲波發生器產生超聲波并向液面發射，當超聲波遇到障礙物后，會反射回來，到超聲波接收裝置，這時就可以得到一個發到接收的時間T，通過單片機，以此來計算出發射點到障礙物的實際距離L。

即：L=C×T/2

式中：L—為測量的距離長度，也就儲罐的液體液面到罐口的距離;

C—為超聲波在空氣中的傳播速度，340m/s;

T—為超聲波發射到反回所利用的時間。

說明：模塊加電后單片機自檢并建立啟動序列，激活超聲波發生器，發生超聲波，發生器向單片機反饋發射時間及接受時間，通過單片機處理得到液位數據，將液位數據通過DAC轉換器轉換為0-5V的電壓信號進行輸出。

2）、工作原理：數據采集傳輸模型

說明：超聲波測試單元依據液位輸出一個0-5V線性變化的電壓信號，通過轉換模塊將其轉換為三線制電流信號，由于現場使用的兩線制采集器，使用轉換器將信號轉換為二線制信號，通過井場RTU傳輸到SCADA系統。

三、應用效果分析：

1）實際測得數據

2）、應用效果

通過實際測試，效果非常理想，達到了預期效果。

①是減少了對38m3等小型儲罐的上罐量油工作，減輕崗位操作人員勞動強度，降低上下罐安全風險，減少罐口伴生氣對人員的危害，控制因違章操作等因素造成安全風險;

②是原油計量準確，能夠實時采集到生產數據，實現連續臨測，消除人為因素造成的計產不穩定問題，為生產運行提供可靠的第一手資料。

③是為實現井場無人值守提供了可能。

四、經濟效益評價

成本費用：每一套設備成本費用約為1000元左右，實現自動監測與數據傳輸，準確性高、節省勞動力。