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仪表在水生产中的应用

行业聚焦点中国仪表网2013年06月27日 11:06人气:16176

  公司生产的水是指水长大的表面,在石油和天然气生产,钻井,勘探和水力压裂通常的结果。在处置或再利用的水之前,它必须被视为提取碳氢化合物和满足环境法规法规。
  
  独自产生的水的体积庞大,显示了油气回收过程中的重要性。已经是18美元亿美元,仅在美国的过程,精确和高效水处理的意义越来越在这些应用中越来越突出。实现所需的控制和监测水平要求来衡量成份,流量,液位,压力和温度的仪器和分析仪。
  
  清洁生产水成本的300倍以上,清洗市政污水和3000次以上的清洗灌溉用水。新井将产生一个相对较小比例的水,然而,以及年龄的比值的变化。以及,况且寿命的结束时,高达98%的回收的液体可以是水。为了帮助维护目标,油气开采需要尽可能高效。为了保持在与生成的水的合规性,它是要相信的用于处理水的分析设备和仪器。
  
  生产水处理
  
  生成的水是一个通用术语,因为每个系统都可以发生变化的水的质量和为它的重复使用的环保法规的基础上,不存在通用的处理过程。然而,必须满足的基本要求,处理时产生的水。重要的是为企业了解这些因素,使石油和天然气生产可以最大化同时控制成本及符合法规。
  
  一个典型的水处理工艺(图1)执行以下功能:
  
  去除石油烃,油,油脂和固体
  
  删除摩擦减速和其他聚合物添加剂
  
  去除无机规模形成化合物杀死细菌
  
  移除铁(Fe)
  
  删除总溶解固体(TDS)
  
  在钻孔或压裂操作中,生产的石油或天然气井的大部分是通过分离器以除去水,然后直接泵入管道或油罐卡车。
  
  分离器的效率,可以进行优化,通过合并的E H的LevelflexFMP55双技术(制导雷达和电容的相同的探针)的液位传感器。由于在该产品的高速率移动通过分离器的乳液(图2)可以发生在油/水界面,从而使传统的制导传感器无用了,因为它会失去的信号,一旦乳液得到大于两英寸厚。FMP55是能够保证的乳液存在下的接口电平测量。
  
  试图让一个接口将测量时,电容导波雷达的优势。电容测量电气水和油之间的差异。即使有乳剂层的存在下,将仍然是一个截然不同的两种材料之间的电气接口,这是为什么电容发射器仍然可以在乳液中定义的接口。
  
  很多人喜欢用导波雷达的接口的原因是因为它可以使双方的接口将测量一个传感器(油/水)和总液位测量(油帽)。电容式变送器不能测量的总体水平。这两种技术的结合,在FMP55的多发射器同时解决这些情况。
  
  该井可以生产出大量的水,这是由石油和其他材料的污染,必须进行处理。收集上面的井位,如图2所示,储存在储罐或盆地的油/水的溶液,然后发送到水处理设施。通常情况下,水罐车运输水的处理设施。
  
  环境可能会出现问题,从井场的坦克填补不一致。就像油,水不一贯泵通过地面,这样一来,坦克以不同的速率填补。重要的是要监控水和油帽水平,因为总是会在水箱油与制导雷达液位仪(图3),以确保该井场的坦克不溢出,造成的环境问题,而且罐卡车妥善安排,在需要时清空坦克。过满坦克和蔓延在地面上导致巨额罚款的公司的产品,可能会导致拒绝延长和/或撤销租赁的租赁业主。
  
  此外,车主可以准确地确定石油目前的量在一个特定的网站,而不是有消防车提供这些信息通过手动含水测定。使用探头,手动消防车技术员确定当所有的水已被删除,因此可以停止抽水。有一个可靠的液位仪表,增加人员的安全,因为它消除了需要发送消防车罐体顶部,从而最大限度地减少跌倒的风险,或者更糟的是,暴露在坦克顶部的可能存在硫化氢。
  
  当水到达上面的处理厂,它被泵入通过过滤器,然后将其存储在存放箱,同时等待被处理。在储罐中,重力和自然倾向分开的油,水和其它杂质。同样,这里的制导雷达仪器能够准确地确定数额的油盖在容器中。沉降后,大部分的石油脱脂的顶部和水的混合物被泵从底部到油/水分离器,在油中提取,并运到炼油厂。
  
  的法规需要特定的水质前处理或再利用,所以,可以添加如氯杀虫剂来杀灭细菌和其它有机物。生物杀伤剂是有毒的,能形成强韧的乳液,使进一步的烃分离效率较低。最常用的添加剂是次氯酸钠,这有助于清洁的水和除去无机结垢化合物。
  
  铁等的硬度化合物通常包含在水中,在钻井过程中带来的表面。要达到可接受的水平,必须从水中取出,铁。可用于凝血帮助沉淀的铁和其他化合物,以便于拆卸。铁盐混凝的方法之一是通过施加到水的静电荷。一种静电凝器系统中使用的铝阳极,与水反应,以形成氢氧化铝分解溶于烃类,降低硬度,凝固铁和悬浮固体。
  
  铁后凝固和固体颗粒的形式,该解决方案被发送到的沉降罐。将沉淀出来的固体在坦克,可以分离为后续物理去除。
  
  最后,砂过滤器单元,用于分离的最后95%至99%的材料。人们曾试图使用反渗透最终处理,但这些过滤系统通常被设计为高纯度水,并没有得到很好的适合于生成的水最终过滤。这是治疗的最后阶段,所以有几个测量,可能需要注意,以确保最终的质量的水​​是可以接受的。
  
  多个参数,可能需要在最终的水进行监测:
  
  铁
  
  pH值
  
  游离氯
  
  浊
  
  ORP
  
  电导率
  
  温度
  
  治疗后,水可注入表面,泵入海,含水层或一条河,用于农业或工业生产用水,或者重新用于水​​力压裂。很少用于饮用水处理生产水。
  
  仪表要求
  
  在治疗过程中的各个阶段的流量,液位,压力,温度和分析测量。
  
  在贮水槽,用于进入的水,仪器仪表计量罐水平,流进和出的坦克,跨碎片的过滤器的差压(DP),检测堵塞。因为通过重力罐分开的油和水,雷达液位传感器,用于检测水平和水和油之间的界面。导电性工具是能够看到油的低导电率和高导电性的水之间的差异,并传送到自动化系统的控制的油/水分离器的导电性水平,因此它可以相应地调整分离过程。
  
  控股坦克和分离容器上面装上排水阀,电容式液位传感器,可以检测到水油的变化。从电容式传感器的信号告诉控制系统,它可以安全地泵的无油的水从底部的容器(称为憌亚特倾倒)。当传感器检测到的油,这意味着水已被疏散时,它发送一个信号,停止泵送,因此防止油被发送到的水质处理过程。
  
  之前和在油/水分离器,仪表测量DP过滤器两端的,导电性,和水平。这里的液位测量与雷达液位传感器通常做。
  
  分析仪器发挥更大的作用,氯静态混合器和氧化反应槽。在本节中,分析仪测量pH值,氧化还原电位(ORP),游离氯和导电性。
  
  没有分析仪器用于在凝固和沉淀过程。氯化,以减少产生的水的生物活性,但此步骤也可作为氧化工序,使铁,开始沉淀出来的水。由于铁的含量是如此之高,这个过程需要一个更专注的步骤,使铁从溶液中析出,并从水中分离。这样一个重点步骤是静电凝固。
  
  静电凝血涉及在水的存在下,以氢氧化铝,溶于烃类分解导致的铁和其他固体凝结铝板施加充电。这允许采取的一种形式,在那里他们可以在沉淀池中沉淀出来和其它被氧化的材料的固体。
  
  至于沉淀池,唯一的测量是使用点液位传感器会报警,如果在沉淀池中的水平太高,是有风险的溢出溢出保护。
  
  所有的仪器和分析仪的自动化系统,控制和监视的过程中的每个区域的某种类型的通信。在大多数情况下,高速双向数字现场总线通信,用于连接到自动化系统的仪器和分析仪。如果仪器或分析仪不提供现场总线通讯选项,然后使用一个简单的4-20mA电流环输出发送到自动化系统的过程变量。
  
  仪表注意事项
  
  化学平衡的转变的发生是由于在温度和压力的变化,并产生水垢,的固态烃和pH值的变化,这可能会导致反应。氧气不足的水,这会导致当水与空气接触,导致元素硫和铁形成一个常见的​​工业关注:
  
  处置井堵塞的悬浮物和油滴
  
  无机刻度线,阀和节流孔堵塞
  
  从酸性气体的腐蚀
  
  ORP反应容器和管道壁
  
  超过出院油许可证
  
  插头管道和阀门的形成或导致有害产品,细菌的生长。
  
  分析设备可以​​连续测量这些变化,以防止损坏设备不一致。
  
  总结
  
  生产水的处理涉及到一些机械和化学处理步骤。一系列的测量技术,包括水平,流量,压力,温度,电导率,pH值,氧化还原电位(ORP),氯和铁的分析是必需的。这些测量装置连接到自动化系统中,通常是通过现场总线接口,允许自动化系统的执行所需的控制,监测和操作员界面。
  
  有一个供应商谁可以提供所有必需的传感器技术装备生产的水处理设施的时间,精力和成本降低。降低成本,也实现了利用数字技术和通用发射平台。服务和支持可以提高转向一个供应商,几乎所有的仪表。
  
  大多数水应用在各种参数的测量方面构成重大挑战,这些挑战往往需要专家的意见。所选择的仪器和分析仪供应商应能够提供必要的专业知识,确保长期可靠运行的最终用户。
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