油气集输理论课培训

集输理论课一、油气基础知识二、油气集输系统三、常用仪器仪表基础知识四、油气集输系统的消防知识一、油气基础知识1.石油的组成和分类

（1）石油的组成石油是一种粘稠液体，具有可燃性，在一定温度条件下，可以从液态变为固态。原油是由碳、氢两种元素构成的，碳、氢两种元素约占石油总质量的95%～99%，其中碳占84%～85%，氢占12%～14%，此外还含有少量硫、氧及微量的磷、钒、钾、镍、硅、钙、镁、钠等元素。石油是一种有机化合物的混合物。（2）石油的分类根据原油的成分，可把原油分为蜡基、沥青基、混合基三大类，含蜡量高的原油称为蜡基原油。沥青质、胶质多的称为沥青基原油。介于两者之间的称为混合基原油。不同产地的原油物理化学性质也有差别。我国目前已开采出来的大多数原油都属于蜡基原油。习惯上将含蜡量高、凝固点高、粘度高的原油称为“三高”原油。◆按石油的相对密度大小分类a.轻质原油：d15.6<0.830。b.中质原油:d415.6=0.830～0.904。c.重质原油：d415.6=0.904～0.966。d.特重质原油：d415.6>0.966。◆按含硫量分类a.低硫石油：含硫量小于0.5%。b.含硫石油：含硫量为0.5%～2.0%。c.高硫石油：含硫量大于2.0%。◆按含氮量分类a.低氮石油：含氮量小于0.25%。b.高氮石油：含氮量大于0.25%。◆按含蜡量分类a.低蜡石油：含蜡量为0.5%～2.5%。b.含蜡石油：含蜡量为2.5%～10%。c.高蜡石油：含蜡量大于10%。◆按胶质含量分类a.低胶石油：胶质含量小于5%。b.含胶石油：胶质含量为5%～15%。c.多胶石油：胶质含量大于15%。2.石油的物理化学性质（1）表观特性a.颜色：棕色、暗绿色、黄褐色或黑色等，常有墨绿荧光，也有无色透明的。b.气味：具有特殊气味，含胶质和沥青越多的石油，颜色越深，气味越浓；含硫化氢或氮化合物时有臭鸡蛋的气味；含芳香烃越多时有特殊香味。c.流动性：随温度的变化而变化，在一定温度条件下，可以由液态变为固态。d.其它：具有可燃性和挥发性。(2)密度a.密度：把物体单位体积内所具有的质量，称为密度。用ρ表示ρ=m/v

式中m—物体的质量，kg；

V—物体的体积，m3；

ρ—物体的密度，kg/m3。ｂ．相对密度：某物体的密度ρ与4℃纯水的密度ρ水之比称为物体的相对密度，用d4t表示。d4t=ρ/ρ水

（３）粘度粘度是评价原油流动性能的指标。在原油输送过程中，粘度对流量和摩阻损失的影响很大，粘度的大小，直接影响管道输送原油时所需的动力。特别是原油运动速度较低，液体处于层流状态时，管线压降与原油粘度成正比，若采取必要的降粘措施（升温），对集输原油是十分有益的。

粘度是表示液体流动时分子间磨擦而产生阻力的大小。阻力越大，流动就越困难说明液体就越粘。粘度的大小常用动力粘度（绝对粘度）、运动粘度和相对粘度（条件粘度）来表示。温度对粘度有极其重要的影响，温度升高，粘度降低，原油（油品）温度降低，则粘度增高。所以，在说明原油的粘度时，必须注明温度条件，否则粘度数据没有意义。原油（油品）在某一温度范围内，随着温度降低，粘度增大不很显著，但降低到某一温度点（反常点），随着温度降低，粘度将有显著变化，这一点在输油和生产中应引起足够重视。（４）蜡熔点、析蜡点和凝固点一般原油中含有各种不同分子量的蜡，蜡是多种高分子的直链烷烃，常温下大都呈固态。每一种单体的蜡高于一定温度时，便转化为液态烃。蜡的组成不同，转化为液态的温度也不同。蜡从固态变为液态时的温度称为蜡熔点。原油在静止状态下，开始析出固体蜡的温度称为该原油的析蜡点。不同产地的原油，含蜡量不同，析蜡点也不同。一般情况下，含蜡量高，蜡熔点高的原油，析蜡点也高。在一定条件下，当原油的温度低于析蜡点，蜡晶开始析出，当温度继续降低，析出的蜡晶互相联接，形成网络结构，从而使原油出现凝固现象，把原油失去流动性的最高温度称为原油的凝固点。原油的凝固不同于水的凝固，不是简单地上液态转变为固态，而是转变成凝胶状。故凝固后的原油介于液体和固体之间。原油凝固点的高低，主要取决于原油的化学组成和含蜡量，一般含蜡量越高的原油，其凝固点越高。两种含蜡量相近的原油，其它组分如胶质、沥青质含量多少也会影响凝固点，一般含沥青质多的原油凝固点低。原油凝固的主要原因是蜡的结晶，由于不同产地的原油含蜡量不同，其凝固点也有所不同，有的高达30℃以上，凝固点在40℃以上的原油称为高凝原油。（５）爆炸极限、闪点、燃点和自燃点a.爆炸极限当原油蒸气或可燃气体与空气混合，达到一定的浓度时，一旦接触火源，这种混合气体就剧烈燃烧，发生爆炸。并不是任何油气和空气的混合物都能闪火爆炸，只是混合气中烃或油气的浓度在一定的范围内才有可能。低于此浓度范围油气不足，高于此浓度范围则空气不足，混合气能产生爆炸时，原油蒸气或可燃气在混合气中的最低比例称为爆炸下限，最高比例称为爆炸上限。爆炸上限和爆炸下限间的浓度范围称为该原油蒸气或可燃气体的爆炸极限。油品储存和运输时所成生的油气混合物浓度应在爆炸极限以外，这样接触火源时才不会发生闪火爆炸。b.闪点由于测定爆炸范围比较麻烦,而且又不够直观,因此用安全性较直接的指标──闪点来描述。将油品在规定的条件下加热，逸出的油品蒸气与周围空气混合后的浓度达到一定量时，以火焰接近能自行闪火并又立即熄灭（闪火时间少于5s）时的最低温度为该油品的闪点。闪点是表示油品蒸发倾向和安全性能的指标。不同原油有不同的闪点。一般在20～100℃之间。根据油品闪点的高低可鉴别油品易燃着火程度油气闪火后如果没有新鲜的烃类蒸气和空气补充，火焰随即熄灭。闪火后如果源源不断地提供烃类蒸气和空气，则闪火后形成连续的火焰，这就是燃烧现象。c.燃点和自燃点油品在规定的条件下加热到一定温度，当火焰接近时即发生燃烧，且着火时间不少于5s的最低温度，称为该油品的燃点；在规定的条件下加热油品，外界无火焰，油品在空气中自行开始燃烧的最低温度，称为该油品的自燃点。油品名称自燃点℃甲苯630苯660汽油390～530煤油290～430柴油300～330油品越轻，其沸点越低，则其燃点越低，但其自燃点却越高。油品的燃点、自燃点与油品的化学组成有关。一般烷烃比芳香烃容易自燃，所以烷烃自燃点比较低(6）蒸气压和蒸发在一定温度下，液体同它液面上的蒸气呈平衡状态时，蒸气所产生的压力称该液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。油品的蒸气压是衡量其挥发性的重要指标，其大小决定于油品性质和温度，与气体空间大小以及是否存在空气无关。原油是各种碳氢化合物组成的混合物，它在某一条件下的蒸气压，等于该条件下它的组分饱和分压之和。过大的蒸气压将影响离心泵的吸入能力和机械密封的使用寿命。物体受热由液态变为气态的现象称为蒸发。原油中含有大量易挥发的低分子碳氢化合物，由于这些组分的蒸发，容易引起火灾、爆炸等事故；造成轻质油损耗，原油数量减少，降低了油品的品质。因此在油气集输过程中，应防止原油的蒸（7)毒性原油及油品蒸气对人体产生有害作用，称为毒性。石油及石油产品毒害性，因其化学结构、蒸发快慢不同而不同。不饱和烃、芳香烃和易蒸发的油品比饱和烃和不易蒸发的油品的毒害程度大。油品对人体的毒害主要表现在蒸发气体上。它通过人体的呼吸道、消化道、皮肤三个途径进入体内造成人体中毒。中毒程度与蒸气浓度、作用时间长短有关，浓度小、时间短则轻，反之则重。在清洗和检修油罐、上罐量油、取样、接收油作业时，应按有关操作规定去做，防止中毒。（8）易产生静电石油及石油产品是导电率极低的绝缘非极性物质.在油品的收发、传输和装卸过程中，当油料沿管道流动与管壁摩擦和运输过程中，由于油流的喷射、冲击，都会产生静电。而静电电压随着摩擦的加剧而增大，当静电电位高于4V时，所产生的静电火花就达到蒸气点燃能量，足以使汽油蒸气着火、爆炸。静电电压越高，越容易放电。3.原油的物理化学性质与集输生产的关系(1)根据原油的凝固点和粘度确定原油沿管道输送的方法，如等温输送还是加热输送。(2)闪点、燃点、自燃点、爆炸极限及油品的蒸气压是确定输油泵站和联合站建设时各类场所的耐火等级、消防要求及选择输油、储油、辅助生产设备的主要依据。(3)原油粘度的大小，直接影响管道输送原油时所需的动力。当其他条件不变时，原油粘度愈大，则管路沿程摩阻损失也愈大，因此消耗的动力也就随着增多。(4)原油的凝固点是确定原油进出输油站油温的主要依据之一，当原油的凝固点较高时，常取进站油温略高于原油的凝固点3～5℃。在特殊情况下，也有取进站油温等于或低于原油凝固点，但此时必须做好一切防范措施，防止管线凝管管。当原油的凝固点较低时，进站油温常取决于经济比较。(5)原油密度是衡量油品的质量指标之一，根据密度可划分油品的等级，从而确定油品的销售价格。而且在计算原油或石油产品的重量时，也是先测出容积和密度，然后计算其重量。(6)了解并掌握原油析蜡点的特性，是掌握和分析管线结蜡情况，确定原油出站温度和清蜡周期的依据之一。4.天然气的组成和分类(1)天然的组成天然气与石油相似，主要由碳、氢、硫、氮、氧及微量元素组成，也是以碳、氢两种元素为主，其中：碳约占65%～80%，氢约占12%～20%。天然气是由化合物组成混合气体，其成分是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷（包括正丁烷和异丁烷）以及戊烷和微量的重碳氢化合物及少量气体，如氮、硫化氢、二氧化碳、一氧化碳、氦气等。甲烷在天然气中含量最多，占42%～98%。(2)天然的分类天然气分为油田伴生气和原生气（气田气）。一般原生气中甲烷含量约占天然气总体积的90%以上，而油田伴生气中甲烷的含量占天然气总体积的80%～90%。当天然气中以甲烷含量为主，其含量大于95%以上时，则称天然气为干气；而当天然气中以甲烷含量为主，而乙烷、丙烷、丁烷等重气体烷烃和水分含量在10%以上的天然气称为湿气。干气多产自纯气藏（气田气），而湿气则多产自石油的伴生气。5.天然气的物理化学性质天然气一般无色，可有汽油味或硫化氢气味，易燃烧。由于天然气的化学组成变化大，致使其物理性质也变化很大。(1)天然气的密度和相对密度a.天然气的密度：单位体积的天然气质量称为天然气密度。不同温度和压力下单位体积天然气的质量也不同。天然气密度的表达式：ρ=m/v

式中m—天然气的质量，kg；

V—天然气的体积，m3；

ρ—天然气的密度，kg/m3b.天然气的相对密度：标准状态下天然气的密度与干燥空气密度之比，称为天然气的相对密度。用下列公式表示：γ=ρ/ρ

式中γ—天然气的相对密度；

ρ气—天然气的密度，kg/m3；

ρ空—空气的密度，kg/m3所谓标准状态，是指在空气压力为1个大气压（0.1Mpa）下，绝对温度在293K（20℃）的情况下。(2)天然气的膨胀与压缩性质天然气在不同的温度和压力下密度是不同的，从而呈现出膨胀性和压缩性。a.天然气的膨胀性：天然气分子间内聚力不大，分子的不规则运动，有多大容器，天然气分子就占有多大体积，所以天然气具有膨胀性。b.天然气的压缩性：天然气分子间距离很大，随着外界压力的增加，气体体积可以缩小，所以天然气具有可压缩性。(3)天然气的粘度和湿度a.天然气粘度：是表示天然气流动难易程度的一种参数。气体粘度大小与压力、温度有关。一般来说，在相同温度下，压力不大时，气体粘度与压力无关，压力较大时，气体的粘度随着压力增加而增加。气体的粘度和液体不同，在低压时粘度随着温度升高而增大。但是当压力很高时，气体粘度随温度升高而降低。b.天然气湿度：天然气中含水量的多少称为天然气的湿度。天然气中含水量多少用绝对湿度、相对湿度和露点三个参数来表示。其中：绝对湿度是指单位体积或单位质量天然气所含水蒸气的质量称为天然气的绝对湿度或含水量；相对湿度是指单位体积天然气所含水蒸气的质量与相同条件下呈饱和状态的单位体积天然气中所含水蒸气质量之比，称为天然气相对湿度；露点是指天然气中含有一定量的水蒸气，当温度下降或压力升高到一定数值时，天然气中水蒸气开始冷凝析出，此时该天然气为水蒸气所饱和，此时的温度称为天然气的露点。天然气中水蒸气的含量与天然气所具有的压力、温度及分子质量有关。压力不变，天然气温度越高则天然气中的水蒸气含量就越多；当温度不变时，天然气中水蒸气含量随压力的增高而减小，天然气分子质量越大，水蒸气含量就越多。(4)天然气的可燃性和爆炸性a.天然气的可燃性:天然气与空气中的氧发生强烈的化合作用，放出大量的热和光的现象称为燃烧。实际上，石油产品蒸发变成蒸气后与氧发生化合作用才能燃烧。单纯石油液体内部是不能产生燃烧的。b.天然气的爆炸性：天然气与氧混合，可形成有很大爆炸力的混合物。但天然气和空气混合，只有达到一定浓度比例范围时，遇火才能产生爆炸。超过这种比值范围，或因空气不足也不能爆炸。天然气与空气混合能达到爆炸的最低混合比例称为爆炸下限。天然气与空气混合能达到爆炸的最高比例称为爆炸上限。爆炸下限到爆炸上限的范围称为爆炸限。二、油气集输系统将采油厂各油井生产的原油和伴生气进行收集、输送和初步净化处理的过程，称为油气集输。合理的集输流程，必须满足油田的生产要求，所设计的流程中要解决如下工艺问题：能量的利用、集油集气方式、油气分离、油气计量、原油脱水、油气净化、密闭集输和储存、易凝原油和稠油的输送方式、加热与保温以及管线的防腐等。1.集输工艺流程的具体要求是：（1)尽可能满足采油的生产要求，保证集输平衡，采多少，输多少，达到油田平稳生产。(2)流程的适应性强，即满足油田开发初期的生产要求，又便于在开发中、后期的生产变化，进行流程的调整和改造。（3)要尽可能降低集输过程中的油、气损耗量。（4）充分利用井口的剩余能量，减少流程中的动力和热力设备，节约电能和燃料（5）采用先进的工艺和设备，保证油、气、水的净化符合要求，提供合格产品，搞好“三脱、三回收”，达到综合利用，防止环境污染。（6）流程中各种设备仪表化、自动化，便于集中进行自动控制和管理。原油从地下采到地面,由经管线输送到计量间、转油站（泵站）及联合站，经初加工处理后外输。把这些站统称为集油站。集油站是原油计量、储存、加压、加热原油脱气脱水等设备的所在地。◆计量间：主要担负单井生产出的原油和天然气或伴生气的分离、计量、加热和输送到转油站（泵站）。计量间可分为井口加热计量间、热水或热蒸汽伴随加热计量间和掺油（水）计量间◆转油站（泵站）：是油田油气集输流程的重要组成部分。它所承担的任务、规模和在油田的位置，一般是油田总体规划的。根据整个油田的集输流程、生产集输水平、集输经济指标和其他各系统情况综合确定。◆联合站：站内包括有脱水岗、转油站（泵站）系统、原油稳定系统、污水处理系统、注水系统、配电系统、天然气处理系统等，把这样的站称为联合处理站简称联合站。2.集输工艺流程把设备、管件、阀门等连接起来，以达到某种目的的输油管路系统，称集输工艺流程。任务不同，工艺流程也不同。集输工艺流程的分类1、按油气计量方式分类：(1)单井计量流程：(2)集中计量流程：2、按油气收集方式分类：(1)油气分输流程：(2)油气混输流程：3、按加热方式分类(1)等温输送方式(2)加热输送方式①单管热油流程：②双管伴随流程：③热水伴随三管流程：

(2)油气非密闭流程原油在整个集输过程中，采用常压储罐存油，油气与大气接触，即为非密闭集输流程。非密闭集输流程的缺点是：油气损耗大；环境污染大；自动化程度低。(1)油气密闭集输流程图2-6密闭集输工艺流程示意图油气密闭集输流程是在非密闭集输流程的基础上，将原非密闭集输流程中的常压开口油罐改为卧式压力缓冲罐而成。特点：集输过程中油气损耗小；环境污染少；自动化程度高。这种工艺，达到油气集输、处理和输送全密闭。井口加药、管道破乳、原油负压闪蒸、高效加热炉、高效泵配套，对中高含水的原油输送处理，节能效果明显，操作简便，便于实现自动化和现代化管理，是目前推广使用较高的工艺流程。控制生产质量指标影响外输含水指标（0.5%）的因素很多，主要从以下方面进行控制：1、定期对净化油罐底进行放水，并每两小时取样化验含水情况，一般含水应小于10%，若长时间放水含水较高，且水多则要检查，判断采暖件热管线是否有漏失，若漏失采取办法处理。2、要保持净化油罐油温温度稳定在45-50℃之间，每两小时要检查外输油温度，发现降低，要采取提高电脱炉温或增加伴热循环量的办法，缓慢提温。3、保证外输排量的相对稳定，不要过大，也不要太小，因为在一定时间内，罐内沉降好的净化油是一定的，若排量过大，则将没沉降好的油品输走，破坏罐内油品沉降稳定空间，导致油水界面混乱，影响外输油品质量。4、控制净化油罐进油的含水。在电脱水器有电场的情况下，保证进罐油含水在0.1%以下，在电脱水器无电场情况下，进罐油含水应在3%以下，但要经常启运净化油罐放水泵，检查罐底含水情况。5、如果电脱水器电场建立不起来，且出口含水高，则要检查出口温度是否在55-65℃，检查油水界面，加大放水量。在调整过程中，要保持电脱水器出液平稳，不要波动太大。6、若电脱水器来液含水高，则要检查二次沉降效果，检查破乳剂的脱水效果，检查当天来液量大小是否要增加破乳剂量，加大加药比。7、检查二次沉降罐的油水界面，若高则加大放水量，若低则要分析是否油井抢上其它措施而影响脱水效果。8、在整个调整控制过程中，要缓慢，不要大起大落，以防止不但没调整好，反而破坏了原油外输含水。污水处理水质指标控制污水水质指标有十项，但经常能测定的指标有三项，分别是含铁量小于0.5mg/L，悬浮物含量小于2mg/L，污水含油量小于15mg/L。每两小时取一次污水样化验含油、含铁、含杂质三项指标，发现超标，马上进行处理。1、检查处理前的水质，若不超标，则须要增加滤罐反冲量和反冲次数，直到污水水质合格为止。2、检查过滤前后水质情况，若发现过滤前后差距不大，且进出口压差不高，这说明滤料流失过多，过滤效果不好，主要是格栅损坏，滤料被水冲走，甚至连垫层也被水冲走，另外也可能是反冲强度大，反冲时间长，滤料流失没能及时补充，此时应打开过滤罐重新检查添加滤料。3、检查过滤前水质，若不合格，则马上减小过滤量，对缓冲罐进行溢流排油，同时启动收油罐进行污水系统收油。4、检查一次除油罐的油水分离情况。若出口含水质不合格，则减小出水量，加大收油量。向罐内投加混凝剂，并控制前站污水的排放量。5、对放水的部位，重点进行检查，查出超标水质的来源，并进行相应处理，分析原因，采取预防措施。6、定期对一次除油罐、缓冲罐、反冲罐进行清理，排除罐内的杂质和油泥，以防止对污水指标产生影响。7、每天把排放到地下罐的液量，定量地排放到泥浆池中，过滤出去地下罐底的杂质。8、油田污水处理过程中，除采用以上物理方法控制外，还大量应用化学方法实现处理后水质的合格，因此需要定量加入油田污水处理药剂缓蚀剂、杀菌剂、阻垢剂、净化剂、PH调节剂。注水水质指标要求注水水源除要求水量充足，取水方便，经济合理外，还必须符合以下基本要求：1、水质稳定与油层水相混不产生沉淀。2、水注入油层后不使粘土产生水化膨胀或产生悬浊。3、不得携带大量悬浮物，以防堵塞注水井渗滤端面。4、对注水设施腐蚀性小。油气集输生产的组织与管理一、选择集输流程的原则1、流程的适应性强。满足油田的地质特点和原油物性要求；满足油田初期生产，便于油田中后期的调整和改造。2、油、气密闭集输，最大限度的降低油气损耗。3、合理利用地层能量，尽可能减少动力和加热设备，节约电力和燃料。4、流程各环节要配套。采用先进的工艺和设备处理油、气、水，生产合格产品。有利于原油脱水、油气分离、天然气脱轻质油；有利于回收天然气、污水和轻烃，防止环境污染。5、计量仪表化，生产自动化，减少生产管理人员，提高生产管理水平和劳动生产率。二、集输流程的组织和管理1、采油集输流程中容器和设备的投产。油气和设备投产前，应指定详细的投产方案，要有周密的技术措施和组织措施。投产前的准备和启动投产，必须执行规定的操作规程。2、输油管道的试运和投产(1)管道投产前必须扫净管道内杂物、泥沙等残留物，保证流程畅通。(2)管道试压。使用规定的介质(液体或气体)，按设计规定的试验压力和有关技术标准，对管线进行系统强度试压。通常以水为介质进行强度试压，缓慢升压，当达到要求的压力时稳压10min，无泄露、目测无变形为合格。需要做渗水实验时，试验压力为设计要求的压力时，渗水量应不大于允许值。气压试验时，压力应逐渐提高，达到试验压力后，稳压5min，无泄漏且测无变形为合格。强度试验合格后，降至设计压力，无泄漏，稳压30min，压力不降为合格。真空系统在严密性试验合格后，在联动试运转时，还应以设计压力进行真空度试验，持续时间为24h，增压率不大于5％为合格。(3)投油。管道输送的原油，其凝固点高于管道周围土壤温度时，投油前应用热水预热方式提高土壤温度，防止原油在管道中凝固冻堵。热水出站温度，应根据原油性质和管道防腐保温材料的耐热程度及工艺要求确定；短距离管道可采取单相预热，长距离管道可采用正反输交替输送热水预热。热水量应不少于预热管道容量的1.5倍；投油前，管道末端进站水头温度必须高于原油凝固点温度3～5℃；d．投油时要增大油流量，一般应大于预热水量的1倍。投油后无特殊情况，在稳定的温度场还没有建立起来之前，一般不准停输。3、外输工艺流程的操作与安全技术(1)原油外输工艺流程的操作，由调度统一指挥，除特殊情况(如发生火灾、爆炸、凝管等重大事故)外，任何人不得擅自操作外输工艺流程。(2)流程操作，遵循“先开后关”的原则。具有高低压部位的流程，开始操作时，必须先倒通低压部位，后倒通高压部位；关闭时，必须先关闭高压部位，后关闭低压部位。(3)管线运行时如发生通讯中断，应迅速恢复通讯。保持流程正常运行。(4)防止超压的泄压装置必须保持完好，长期投入使用。(5)在输油管道上进行科研实验时，实验方案应通过有关工程技术部门论证，主管负责人批准后，在专业人员指导下方可进行。(6)正常操作时必须严格执行规定的操作规程。(7)对停用时间较长的管道，必须采取置换、扫线、活动管线等措施，保持管道畅通。油气集输设备油气分离器

原油在进行初加工过程中，天然气和地下水与原油要进行分离，使油、气、水达到分离的容器叫做油气分离器。油气分离器分类

1、按外形、内部结构、安装形式、承受的压力不同，大体可分为以下三种：(1)立式分离器(2)卧式分离器(3)球形分离器2、按工作压力分为以下四种(1)真空分离器：计压力小于0.1Mpa；(2)低压分离器：设计压力0.1-1.5Mpa；(3)中压分离器：设计压力1.5-6.0Mpa；(4)高压分离器：设计压力6.0MPa以上。3、按用途可分为生产分离器、计量分离器及多级分离器等。(1)生产分离器：用来按天或连续地分离一口井、一个井组或一个矿场生产的流体。(2)计量分离器：在一个容器中完成将油井流体分离成油、气、水并对液体进行计量的功能。这样的容器通常称做计量分离器，并且可进行二相和三相分离作业。适用于准确计量起泡原油和重稠油。(3)多相分离器：能进行油、气二相分离的压力容器称为二相分离器；将油、气、水三相流体分离的压力容器，称为三相分离器。分离器的结构

油气分离器种类很多，其结构也相应的各不相同的。这里主要介绍常用的立式分离器和卧式分离器二种。一般来说，分离器主要由分离、液面控制、压力控制和加热等部分组成。1、分离部分分离部分包括：初次分离，主要分离和油雾捕集器三个部分。(1)初次分离部分：由入口、油槽、防冲板组成。它的作用是把油气混合物大体分成以气体为主和以液体为主的两部分。(2)主要分离部分：就是主体容器。主体容器有一定的直径和长度，上有油气排除管满足气体和液体重力沉降要求。(3)油雾捕集器：有伞状隔板，金属丝网和叶片油雾捕集器，其作用是阻挡未分离的含有油滴的气体直接跑出，利用碰撞分离把直径10-30μm以上的油滴除掉。2、压力控制部分为使油气分离后的原油进入油管线，必须使原油能克服油罐的静液柱压力和管道摩阻损失，因此，油气分离器要保持一定的工作压力。保持压力稳定的方法：在分离器的排气管上安装一个阀门来控制，在密闭流程中常采用自动控制来调节分离器的压力。常用的自动压力调节装置有重锤式压力调节阀和弹簧式调节阀。通常卧式分离器工作液体占一半，以保证油气界面的表面积为最大。(3)液面控制部分为了保证油气分离器的分离效果，分离器必须有稳定的气相和液相空间，使天然气进入输气管线，防止原油进入输气管网或气跑进输油管线，严重影响分离效果。常用的液面调节和控制办法是浮子式液面调节器，主要由浮漂连杆机构和出油凡尔组成。分离器的工作过程和工作原理从油井采出的原油和天然气都是碳氢化合物的混合物。天然气是由相对分子质量较小的组分组成,在常温常压下呈气态；原油由相对分子质量较大的组分组成，在常温常压下呈液态。在油藏的高温高压条件下，天然气溶解在原油中。当油气混合物从地下沿井筒向上运动到达井口并继续沿着油管、集油管路流动时,随着压力的降低,溶解在液相中的气体不断析出，并随其组成、压力和温度条件变化形成了一定比例的油气共存混合物。原油和天然气混合物中还含有其他杂质，为了满足计量、处理、储存和外输的要求，将油气水混合物在一定压力条件下，分离成液体和不同压力等级、不同组分的天然气；将液体分离成含水原油及游离水；必要时分离出固体杂质，以便进一步处理。1、分离器的工作过程油气分离器的分离过程主要由分离过程、沉降过程、捕雾过程、集液过程组成。(1)初分离过程：依靠离心分离对大量的液体进行分离。(2)沉降过程：在分离器内有一定的沉降空间，依靠重力沉降原理，进行油气分离。(3)捕雾过程：气体离开沉降段后，仍有细小的液滴，捕雾段的作用是采用碰撞原理将气从液滴中除去。(4)集液过程：集液段的作用是储集以上各过程分离出来的液体，并有相应的液面控制系统使分离后的液体尽量不受气流拢动的影响，并有足够的空间适应处理量的变化。2、油气分离器的工作原理一定油气混合物在一定温度下处于气液平衡状态时,其液相和气相的组成是一定的，体系的总压（体系的饱和蒸气压)也是一定的，体系的总压是其中各组分的分压之和。天然气中的轻组分有较大的挥发能力，而重组分的挥发能力则较小，所以在它们各自单独存在于相同条件下时，轻组分的饱和蒸气压较大，重组分的饱和蒸气压较小。在石油这种由轻、重组分形成的混合物中，轻组分一方面由于在系统中的含量较少（与纯态时相比),另一方面由于重组分分子的存在使其在液相中的分子受到的束缚作用大大增加从而导致其汽化速率大大下降，而与此同时，已汽化的轻分子液化（被液体分子捕集)的速率不增反降（分子间力增加所致），使得达到平衡时轻组分在气相中的分压将大大低于其单独存在于同温度时的饱和蒸气压。重组分分子则由于轻组分分子的存在而使其受到它周围分子的束缚作用被削弱，这种削弱有利于重组分从液相中的逸出，其对重组分的汽化的影响超过了重组分在液相中的含量减少的影响，使得上述多组分体系处于平衡状态时重组分在气相中的分压将超过其单独存在于同温度时的饱和蒸气压。将这种由于轻组分的存在而导致重组分的挥发性增加的现象称为携带效应。当降低上述多组分体系的压力（如排气）时,原有的平衡被破坏汽化开始进行，但如此时体系中轻组分的含量仍高于某个临界值时，则轻组分的汽化速率仍将高于重组分。这样，随着汽化的进行,液相中轻组分的含量将不断减少，液相中分子间的束缚作用将不断增加，液相的挥发能力将不断下降，在达到新的平衡状态时，体系的总压将下降。需要指出的是，重组分在液相中受到的束缚作用随轻组分含量的减少增加的更快，因而，在新的平衡状态下，其在气相中的含量更低。从上述意义上说，由于及时排除气体有利于尽快减少液相中轻组分的含量，有利于降低所谓携带效应，从而可得到更多液体（原油)，而且其中含有的轻组分也减少。所以，分离级数越多，液体的收获量越多。

油罐

油罐的分类按材质分为：

1、金属罐一般为钢质油罐，常用的有立式圆柱形和卧式圆柱形金属罐，这种油罐大都建在地上。金属罐具有安全可靠、不易渗漏、施工方便、施工期短、投资少、适宜于储存各类油品等优点。但耗用钢材量大，一般不宜建造在地下洞穴等潮湿条件下2、非金属罐。用非金属材料作为主要材料建造的罐称为非金属罐。常见的有砖砌油罐、钢筋混凝土油罐等。这类油罐大多是建造在地下或半地下。二、按油罐结构形式分为：1、立式圆柱形油罐：立式圆柱形金属罐，按其形式可分四种类型。(1)锥顶油罐：油罐顶盖呈锥体形，一般锥度为1/20～1/40，这类容积罐一般承受压力为+2.0Kpa～－0.25ＫＰａ。其结构如下图4-1和图4-2所示。(2)悬链式无力矩顶油罐：油罐的顶盖是用2.5mm厚的薄板，由中心立柱和罐壁支撑成悬链曲线状。中心柱立于焊在罐底中心的导向套管中，这种悬链曲线状的顶板只受拉力，不出现弯曲力矩，故称为无力矩顶油罐。

(3)拱顶油罐：罐顶盖呈圆拱形。顶盖本身就是承重结构，罐内无桁架和支柱，结构简单，应用广泛。承压能力较高，正压为2.0KPa，负压为0.5KPa。拱顶油罐也称为球顶罐。

(4)浮顶油罐：浮顶油罐顶盖浮于油面，并随着油面的变化而上下浮动，故称浮顶油罐。具有减少大小呼吸损耗、降低火灾危险、除低油罐腐蚀的优点。2、卧式油罐：这种油罐一般用于储存少量的油品，或用作高架罐和放空罐。(1)卧式圆柱形油罐：由圆柱形罐身和两个端盖组成。端盖一般分平盖和蝶形盖两种，少数采用锥形盖。(2)滴形卧式罐：是根据水滴形状建造的卧式罐。目前这类罐的最大容积达1080m3，承压能力0.04～0.12Mpa。

(3)椭圆形卧式油罐：油罐的横截面为椭圆形。端盖有平盖、蝶形盖和椭圆形三种。3、双曲率油罐：一般指滴形罐和球形罐滴形罐成水滴形状，多用于储存轻质油。球形罐如球状，多用于储存液化气。按建造方式分为：1、地下油罐：油罐被周围土壤埋起来，罐内最高液面低于周围土层表面0.2m的油罐。2、半地下油罐：油罐埋入地下的深度为油罐高度一半以上的油罐。3、地上油罐：油罐罐底设于地面或高于地面都称为地上油罐。4、山洞油罐：建于人工开挖的山洞或天然洞穴之中。沉降密闭沉降罐结构和作用沉降罐的结构如下图所示。沉降罐的作用是利用油水密度差将含水50%的原油，沉降为30%左右的原油。工作原理含水原油由进口管线，经配液管中心汇管和辐射状配液管流入沉降罐底部的水层内，在水层内进行水洗。破乳剂作为一种表面活性剂，主要作用是降低油水界面的表面张力，由于油水密度的差异，使部分含水油在上升的过程中，较小粒径的水滴向下

运动，油向上运行，实现了油水分离。在原油上升到沉降罐集油槽的过程中，其含水率逐渐减小。经沉降分离后的原油进入集油槽后，经原油溢流管流出沉降罐；分离后的污水经上部水箱，由脱水立管排出。立式沉降罐工艺原理油水混合物由进口管线经配液管中心汇管通过辐射状配液管流入沉降罐底部的水层内，其中的游离水、破乳后粒径较大的水滴、盐类和亲水固体杂质等在水洗的作用下并入水层；原油及其携带的粒径较小的水滴在密度差的作用下，不断向上运动，且水分不断从油中沉降出来；当原油上升到沉降罐上部液面时，其含水率大为减少，经中心集油槽通过排出管排出。沉降罐底部的污水，经由液力柱塞阀控制高度的上行虹吸管吸至一定高度后，通过下行虹吸管与排水管排出。储油罐附件油罐的一般附件在各种油罐上，通常装有下列一般油罐附件。1、扶梯与栏杆扶梯是专供操作人员上罐检尺计量、测量、取样巡检、维护而设置的。栏杆则作为扶梯和罐顶的护栏，以便工人安全操作。浮顶罐设有转动扶梯，它的一端吊挂在罐顶平台上，另一端可随着浮顶升降而沿着浮顶上的轨道移动。2、人孔人孔是清洗维修油罐时,供操作人员进出油罐而设置的。检修时人孔也可用于通风。容积5000m3以上油罐则设有2个人孔，直径一般600mm。对于浮顶罐，浮船人孔共18个，单盘人孔1个。工作人员可通过浮船入孔进入船舱或通过单盘人孔进入罐内3、透光孔透光孔设在罐顶，在检修时用作采光通风。容积5000m3以上油罐则设2个，直径一般为500mm。非检修时一律上紧螺栓，保持严密，防止油品蒸发损失。4、量油管量油管是为检尺、测温、取样所设，安装在罐顶平台附近。每个油罐只装一个量油管。量油管平时应关闭，计量和取样时轻轻打开。为防止量油管盖关闭时因碰撞而产生火花，盖下密封槽嵌有耐油橡胶、塑料及铅铝等软金属。对于浮顶罐，量油管不仅用于量油，同时也对浮顶起导向作用。5、排水管是专门为排除罐内积水和清除罐底污油残渣而设的.常见排水管有固定和集污式两种，前一种多安装在轻质油罐上，后一种多装在原油、渣油和燃料油罐上。根据油罐容积大小确定排水管的直径，一般在50～100mm。带集污坑的放水管，装在油罐底部。平时用来脱水，清罐时，罐底污泥经集污坑排出罐外。排水管在罐外一侧装有阀门，为了防止阀门不严或损坏，通常安装两道阀门。冬天还要做好阀门与排水管的伴热保温，以防冻凝或冻裂。对于浮顶罐除正常的排水管外，还设有紧急排水管。当浮顶上部积存雨水过多，排水管来不及排出，积存雨水超过一定高度时，退即可从紧急排水管排入罐内，以免浮船沉没。6、消防泡沫室罐内气体罐内气体（a）油罐在量进油时压力阀动作（b）油罐大量发油时真空阀动作图4-10机械式呼吸阀结构示意图1-真空阀阀盘；2-真空阀阀座；3-真空阀导向管；4-静电引线；5-铁丝网；6-压力阀阀盘；7-压力阀阀座；8-压力阀导向管消防泡沫室又称泡沫发生器，是固定在油罐上的灭火装置。其一端和泡沫管线相连，另一端带有法兰焊在罐壁最上一圈板上。油罐着火时，灭火药液从消防管线高速送入泡沫发生器，在流经空气入口处吸入空气形成泡沫，并冲破隔离玻璃进入罐内，从而达到灭火目的。7、避雷针及接地线根据设计规范确定和设置避雷针等避雷设置。油罐应有良好接地，接地点不少于2处，间距不大于30m，其接地电阻不大于10欧姆。8、浮标：用于指示液位高度。1、机械呼吸阀油罐因收发油时引起罐顶空间的气体体积、压力变化以及当温度和气压变化时会产生“大呼吸”和“小呼吸”，从而造成油品蒸发损失。机械呼吸阀的作用：保持油罐气体空间正负压力在一定范围内，以减少蒸慷损耗，保证油罐的安全运行。当油罐大量进油时，经机械呼吸阀呼出罐内混合气体。当油罐大量排油时，经机械呼吸阀吸入空气。油品在罐内储存过程中，因温度和气压的变化而使油罐发生小呼吸时，也是通过呼吸阀排气和吸气的。机械呼吸阀的工作原理：机械式呼吸阀由压力阀和真空阀两个部分组成，其结构如图4-10所示。当油罐内气体空间的压力超过罐设计压力时，压力阀被罐内气体顶开，气体从罐内向外排出，使罐内压力不再上升；当罐内气体空间压力低于设计的允许真空压力时，大气压力顶开真空阀盘，向罐内补入空气，使压力不再下降，以免油罐抽瘪，因此又叫压力真空阀。2、液压安全阀液压式安全阀的作用：当机械呼吸阀因锈蚀或冻结不能动作时，通过它保证油罐的安全。因此液压安全阀的压力和真空度值一般都比机械呼吸阀高出10%。在正常情况下它是不动作的，只是在机械式呼吸阀不起作用时，它才工作。为了保证液压式安全阀在各种温度下都能工作，阀内应装用沸点高，不易挥发，凝固点低的液体作为液封，如变压器油，轻柴油等。

安全阀的工作原理：当罐内压力增高为正压时，罐内的气体由中心管的内环空间，把油封挤入外环空间；若压力继续升高，内环油面和中间隔板下缘相平衡时，罐内气体通过隔板下缘逸入大气，使罐内气体压力不再上升（图a）。反之，当罐内出现负压时，外环空间的油封将被大气压入内环空间，外环液面达中间隔板的下缘时，空气进入罐内，使罐内压力不再下降（图b），中间隔板下部做成锯齿形，可使油封流动时均匀和稳定。3、阻火器防火器安装在机械呼吸阀和液压安全阀的下面，它由铜铝或其它导热良好的金属制成皱纹网的箱体构成，其结构如图所示。防火器的作用是当有火焰通过防火器时，金属皱纹板吸收燃烧气体的热量，使火焰熄灭，从而防止外界的火焰经呼吸阀引入罐内。4、油罐搅拌器油罐搅拌器也是油罐的专用附件，主要用于轻油罐进行油品调合，重油罐用来防止沉淀物积聚。目前使用的多为侧向伸入式搅拌器，5、加热器加热器是给高粘度、高凝固点油料加温防凝提高其流动性的设备。加热器一般采用直径50～100mm的钢管制成盘管，距离罐底一般为20～60mm。6、浮盘支柱浮顶油罐的浮盘下落至罐底前将有若干个支柱支撑，支柱高度为0.9～1.8m左右。使浮盘与罐底有空间，可以进行检修，清洗或检定。7、中央排水管与紧急排水口中央排水管也称排水折管，是安装在外浮顶油罐上的专用附件。通过它，把积存在浮盘上的雨水和融化的积雪及时排走，以防浮顶积水沉没。三、常用仪器仪表基础知识(一)常用压力测量仪表的分类根据转换原理的不同可将测压仪表分为三类：1、液柱式压力计：它是根据流体力学原理，将被测压力转换成液体高度进行测量，如U型管压力计。2、弹性压力计：它是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量，如弹簧管压力表。3、电气式压力表：它是将被测压力转换成各种电量进行测量，4、弹簧压力表的结构和工作原理（1）工作原理：压力表的工作原理是：密封式圆弧形的扁平状弹簧管在被测介质压力的作用下，由于长度无法改变，只能从横断面形状由扁形趋向于圆形扩张，迫使弹簧管伸直自由端产生一定直线的位移，然后，通过连杆带动扇形齿轮进行角位移的转换，改变传动比和位移角的放大倍数，使指针从零度达270°的转角，在刻度盘上指示出相应的压力值，以实现测量压力的目的。在传动中指针转动的角度大小与弹簧管内所受压力的大小成正比。为了消除扇形齿轮和中心齿轮之间的间隙及转动时惯性，在中心齿轮的转轴上装有螺旋型的游丝。（2）压力表的读数方式a看压力表时，要使眼睛对准表盘刻度，眼睛、表针和刻度三者成垂直于表盘的直线，多观察一会。b如果指针摆动，应多读取几次，取平均值，保证结果准确。（二）常用温度测量仪表1、温度仪表的分类a按测量范围分①低温计：测量温度在600℃以下；②高温计：测量温度在600℃以上。b按测量方法分①接触式测量仪表：测温元件与被测介质直接接触。②非接触式测量仪表：测温元件与被测介质不相接触。c按工作原理测温仪表分①膨胀式温度计：适用于各种介质温度的就地测量；②压力式温度计：适用于较远距离的非腐蚀性液体或气体的温度测量；③热电阻温度计：用于测量中、低温的液体、气体和蒸气，能进行远距离传递④热电偶温度计：用于测量高温的液体、气体和蒸气，能远距离传送；⑤辐射温度计：用于测量高温火焰、钢水等场合。d按用途分①标准仪表；②实用仪表。2、温度测量的基本原理测量温度时感受温度的元件称为感温元件。感温元件是利用物质的不同物理性质来反映温度的。常用的物理性质有以下几个方面。（1）利用物体受热体积膨胀的性质来测温基于物体受热体积膨胀的性质制成的温度计叫做膨胀温度计。玻璃管温度计是属于液体膨胀式温度计，双金属温度计是属于固体膨胀温度计。a玻璃管温度计是利用玻璃感温泡内的测温物质（水银、酒精等）受热膨胀、遇冷收缩的原理工作的，玻璃管温度计由带有感温泡的玻璃毛细管、感温物质和刻度标尺三部分所组成，按刻度标尺形式分有棒式、内标式和外标式三种，如所示。玻璃管温度计具有以下特点：①结构简单、使用方便和准确度较高；②仅供就地测量，示值不能远传；③温度标尺刻度细小，读数不够清晰；④易损坏。b双金属温度计双金属温度计采用双金属片作为感温元件进行温度测量。当温度变化时，一端固定的双金属片由于两种金属膨胀系数不同而产生弯曲，自由端的位移通过传动机构带动指针指示出相应温度。结构图如11-7所示。为提高双金属温度计的灵敏度，常把双金属片做出直螺旋结构。双金属温度计具有如下特点：结构简单，刻度清晰，抗振动性能好，准确度较低。（2）利用工作物质的压力随温度变化的原理测温应用压力随温度的变化来测量的仪表叫压力式温度计。它是根据在封闭系统中的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽受热后体积膨胀或压力变化这一原理而制作的，并用压力表来测量这种变化，从而测得温度。c压力式温度计的结构压力式温度计由温包、毛细管和弹簧管构成一个封闭系统，系统内充有温感物质（氮气、水银）。测量时，温包放在被测介质中，当被测介质温度发生变化时，温包内感温物质受热而压力发生变化，温度升高，压力增加；温度降低，压力减少。压力的变化经毛细管传递到弹簧管，弹簧管一端固定，另一端（自由端）因压力变化而产生位移，通过传动机构带动指针指示出相应温度值。

b压力式温度计具有如下特点：①毛细管最大长度可达60m，所以该温度计既可就地测量，又可在60m之内的地方测量。②刻度清晰，价格便宜。③因示值由毛细管传递，滞后时间长；另外毛细管机械强度较低，易损坏。④易加工成各种温度开关（或称温度控制器）。c热电偶温度计热电偶是由两种不同的金属导体A和B焊接而成的闭合回路。导体A被称为热点极。两焊接点中，感受被测t的一端称为热端，而to的一端称为冷端。当热电偶热端和冷端的温度不同时，回路就会产生一定大小的热电势，这种物理现象称为热电效应。热电势的值与热电偶的金属材料性质和冷热端之间的温度差有关，而与热电极的长度和直径无关。热电偶正在大量地被铠装热电偶所代替，这是因为铠装热电偶有以下特点：①测量反应速度快。②可弯曲性能好，方便安装盒测量。③使用寿命长。④抗振性能好。

d热电阻温度计热电阻的测温原理是基于金属的电阻值随温度变化而变化，再用显示仪表测量出热电阻热电阻大量地被铠装热电阻所代替，因为铠装热电阻有以下优点：①测量反应速度快。②可弯曲，便于安装和测量。③抗振性能好。④使用寿命长。

（三）常用流量测量仪表

1、流量测量仪表的分类和特点按作用原理分，常用的流量计有：（1）面积式流量计：适用于空气、氮气、水和与水相似的其他安全流体的小流量测量。（2）差压式流量计：适用于非强腐蚀的单流体流量测量，允许有一定压力损失，如节流装置流量计。（3）容积式流量计：适用于高粘度介质流量的测量，如齿轮、腰轮流量计。（4）流速式流量计：主要用于水的计量，如旋翼式水表；测量饱和蒸汽的质量、流量，如分流旋翼式蒸汽流量计。2、流量测量仪表的结构、工作原理和使用方法（1）原油计量仪表aLL型腰轮流量计。它是集输工艺中常用的一种容积式流量测量仪表，主要用来连续测量管道中流过液体原油的体积流量。流量计主要有壳体、腰轮、驱动出轮、出轴密封机构、精度修正器、计数器等组成。

工作原理：当被测液体流经计量腔时，流量计进出口形成一个压差，在此压力的推动下，使腰轮旋转。同时通过固定在腰轮上的一对驱动齿轮，使两个腰轮交错旋转。由于计量腔的容积是一个固定值，所以被测液体流量与腰轮转数成正比。通过与腰轮连轴连接的变速机构，出轴密封机构和精度修正器，将旋转的次数减数后传递到计数器，计算体积。bLC型椭圆齿轮流量计。LC型流量计主要由主体、一对（或两组）椭圆齿轮、磁性联轴器、减速机构、调整齿轮、计算及发动装置组成。椭圆齿轮的转数，通过磁性联轴器和一系列齿轮组成的变速机构传到表头计数器。磁性联轴器主要由主动磁钢和从动磁钢组成。LC型椭圆齿轮流量计是用来测量液体流量的精密仪表，适用于化工、石油等工业部门的液体流量计量工作。带发讯器流量计与流量计算仪表配套，便于集中检测，输出标准信号，作自动控制和数据处理等用。该种流量计特点是测量精度高；结构简单，坚固，运行可靠；特别适用测量粘度较高的介质，而且对测量液体粘度变化不敏感；安装容易，流量计前后不需直管段。其结构原理图如图所示。

工作原理：LC型流量计是容积式流量计，主要部分是计量箱和装在计量箱内的一对椭圆齿轮，它们与盖板构成一个密封的月形空腔作为量具。流量计进出口处的压力差推动椭圆齿轮旋转。流体经月形空腔计量后排出。椭圆齿轮一周可输出4倍月形空腔的容积，因此，椭圆齿轮的转数与流体的流量是成正比例关系。（2）气体流量计涡轮流量计是属于速度式流量测量仪表。特点是结构简单，准确度高，范围大，无机械可动元件，安装方便，不受介质密度和粘度影响。该仪表既有就地显示瞬时值和累计值的功能，又有输送功能，传输脉冲信号，便于信号处理和数字化显示。流量计采用压敏传感器检测旋涡流的振动频率。由旋涡发生器、壳体、除旋导流体、压敏传感器和流量计算仪组成。涡轮流量计可用来测量封闭管道中气体的流量和质量，并且具有防爆功能，可在爆炸危险的环境中使用。其工作过程示意图如图所示。涡轮流量计的组成方框图被测介质温度：-30～+80℃；相对湿度：5%～95%；大气压力：86～106kPa；环境温度：-20～+55℃。工作原理：流入流量计的流体通过旋涡发生器产生涡流，旋涡在文丘利管中旋进，到达收缩段突然节流使旋涡流加速。在旋涡发生进行的区域放置压敏传感器以检测进行的频率，经前置放大器进行整流放大处理，转换频率与流量成正比的放大信号，最后通过流量积值和瞬时值进行显示。脉冲信号还可以传给计算机进行运算显示。（3）水计算仪表XSJ-38型流量水表由CWBT系列可拆式流量变送器和XSJ-38流量显示积算仪组成自动测水量仪表。广泛应用钢铁、石油、化工、医药、酿造等行业的冷却水塔，热注水的液体计量。特点：可拆卸式结构，便于维护保养；互换性能好；易损件少，适应性强，压力损失小；数据收取准确方便；功率小，使用方便，安全可靠。a结构：变送器由壳体、支架、叶轮组件、整流环、流量调节板和磁敏元件等组成。流量显示积算仪由仪表壳体、前罩和后盖组成，分别用自攻螺钉连接，拆装方便。壳体上装有万向接头，仪表安装后，可在水平方向转动，并可仰俯100°。仪表可按现场和运作两种方式安装。b变送器的工作原理当流体通过变送器时，变送器内叶轮借助于液体的动能而产生旋转，叶轮带有磁钢产生旋转磁场触发磁双稳元件，产生大于1正脉冲，脉冲在半幅值时脉宽是20μs，这信号插口用话筒蔽线直接输送给二次仪表。在测量范围内，叶轮转速可看成与流量成正比，而信号脉冲数则与叶轮的转数同步。适当调节变送器中的调节板，可使变送器在流量范围内输出单位体积的标准脉冲数。c显示积算仪的工作原理①累计显示工作原理：流量变送器的流量脉冲，经过由三极管组成的开关电路放大，再由稳压电路形成为一定脉宽方法，然后经n分频后送入累加器。对于同口径的变送器，每流过1m³液体产生的脉冲数相同，所以输入脉冲经过运算电路后得到流体体积值，然后送入累加器进行累加，因此累加器的显示值就是流体累积值。②瞬时显示工作原理：石英晶体振荡器输出32768Hz的脉冲信号，经过分频得到取样时间，这取样时间控制阀门，适当选择分频数，使取样时间内通过阀门的脉冲数等于瞬时流量（m3/h）。把通过阀门的脉冲再送人计数器，并由液屏显示，所显示值就是瞬时流量。四、油气集输系统的消防知识1.石油天然气集输过程中火灾和爆炸的危险性（1）火灾危险由于石油和天然气都是非常容易燃烧的，它们的闪点都很低，在常温下接触明火就会燃烧，而且产生大量的热，这对生产是极大破坏。另外由于石油在流动时，能够产生静电，放电时产生火花，极易引起火灾。其次是石油蒸气密度比较大，容易积存在沟渠和低洼处，不易散开，这就形成了一定的火灾隐患。再加上油气在生产过程中，往往要和火与电相联系，更增加了火灾的危险性。（2）爆炸在生产中，爆炸分为化学爆炸和物理爆炸两种。a化学爆炸：是指在空气中有一定浓度的可燃气体或者可燃液体的蒸气时所发生的爆炸，如石油火灾中石油蒸气的爆炸就是氢和氧的化合引起的爆炸。b物理爆炸：是指压力容器受外界因素的影响超过了所能承受的压力时发生的爆炸。如锅炉的压力超过外壳所能承受的压力就会产生物理爆炸；装满汽油的油桶在夏天暴晒，油温不断升高，油品体积不断膨胀，蒸气压力不断增加，当增加到超过油桶所允许的压力时，油桶就要发生爆炸。在油气集输生产过程中，这两种爆炸的危险性同时存在，破坏性都很大。2、石油火灾和爆炸的原因石油产品在储存生产和运输过程中，起火灾和爆炸的原因主要是管理不善、违反操作规程或出现难以抗拒的自然灾害等。具体是：（1）设备维护不好，造成跑、冒、滴、渗、漏。（2）电气设备过载运行，致使电气设备发热超过最高允许温度。（3）电气设备短路、电气触头分离等原因引起弧光和火花。（4）金属撞击引起火花。（5）违章动火作业。（6）静电荷泄放设施失效和雷电放电。（7）可燃物自燃。（8）意外火灾的蔓延。3、灭火的基本方法（1）火灾的发展阶段火灾通常都有一个从小到大，逐步发展直到熄灭的过程。火灾过程一般可分为初起发展、猛烈、下降和熄灭五个阶段。扑救火灾要特别注意火灾的初起、发展和猛烈阶段。a.初起阶段：一般固体可燃物质着火燃烧后，在15min内，燃烧面积不大，火焰不高，辐射热不强，烟和气体流动缓慢，燃烧速度不快，火灾处于初起阶段，是扑救的最好时期。只要及时发现，很少的人力和消防器材工具就能把火扑灭。b.发展阶段：由于初起火灾没有及时发现和扑灭，随着燃烧时间延长，温度升高，周围的可燃物质或建筑构件迅速加热，气体对流增强，燃烧速度加快，燃烧面积迅速扩大，形成了燃烧发展阶段。从灭火角度讲，这是关键阶段。在燃烧发展阶段，必须投入相当的力量，采取正确的措施，来控制火势的发展，以便进一步加以扑灭c.猛烈阶段：如果火灾在发展阶段没有得到控制，由于燃烧时间继续延长，燃烧进度不断加快，燃烧面积迅速扩大，燃烧温度急剧上升，气流对流达到最快速度，辐射热量最强，建筑构件的承受能力急剧下降。处于猛烈阶段的火灾情况很复杂。许多可燃液体和气体火灾的发展阶段与猛烈阶段是没有明显区别的。必须组织较多的灭火力量，经过较长时间，才能控制火灾扑灭火灾。根据火灾发展的阶段性特点，在灭火中，必须抓紧时机，力争将火灾扑灭在初起阶段。同时要认真研究火灾发展阶段不猛烈阶段的扑救措施，正确地运用灭火方法，以有效地控制火势，尽快扑灭火灾。（2）灭火的基本方法燃烧必然有可燃物，助燃物和燃烧所需温度，只要消除这三个条件之一，就可以达到灭火的目的。通常所有的灭火方法有冷却法、窒息法、隔离法和抑制法。a.冷却法：就是将灭火剂直接喷射到燃烧物上，以降低燃烧物温度于燃点之下，使燃烧停止。或者将灭火剂喷洒在火源附近的物体上，使其不受火焰辐射的威胁，避免形成新的火点。冷却法是灭火的主要方法，常用水和二氧化碳冷却降温灭火。灭火剂在灭火过程中不参与燃烧过程中的化学化应，属于物理灭火法。b.窒息法：就是阻止空气流入燃烧区或用不燃物质冲淡空气，使燃烧物得不到足够的氧气而熄灭，如用不燃或难燃物覆盖燃烧物；用水蒸气或惰性气体灌注容器设备；把不燃的气体或不燃液体喷洒到燃烧物上或用泡沫覆盖燃烧面使之得不到新空气而被窒息等。c.隔离法：就是将火源周围的可燃物质隔离或移开，燃烧会因隔离可燃物而停止例如将火源附近的可燃易燃易爆和肋燃物品搬走；关闭可燃气体、液体管路的阀门以减少和阻止可燃物质进入燃烧区；设法拦阻流散的液体；拆除与火源毗连的易燃建筑物等。d.抑制法：就是使灭火剂参与到燃烧反应过程中去，使燃烧过程中产生的游离消失而形成稳定分子或低活性的游离基，使燃烧反应终止。使用的灭火剂有1211、1301。灭火时，一定要将足够数量灭火剂准确地喷射在燃烧区内，使灭火剂参与和中断燃烧反应。（3）扑救火灾的原则a.报警早，损失小：由于火灾的发展很快，当发现初起火灾时，在积极组织扑救的同时，尽快报警，使消防人员车辆及时赶到现场，缩短灭火时间，减少损失。b.边报警，边扑救：在报警时要及时扑灭初起火灾。初起火灾一经发展，用很少的灭火器材就可扑灭。c.先控制，后灭火：在气体、液体火灾的可燃物扑源未切断之前，扑救应以冷却保护为主，积极设法切断可燃物来源，然后集中力量组织扑救。d.先救人，后救物：在组织主要力量抢救人员的同时，部署一定的力量疏散物资，扑救火灾，注意先把受到火灾威胁最严重和人员抢救出来。e.防中毒，防窒息：在扑救有毒物品时，要正确选用灭火剂。在扑救时人员尽可能站在上风向，必要时佩戴防毒面具。f.听指挥，莫惊慌：发生火灾时，一定要保持镇静，采取迅速正确措施扑灭初起火灾。灭火时必须听从火场指挥员的指挥，互相配合，积极主动完成扑救任务。总之，要按照积极抢救人命、及时控制火势、迅速扑灭火灾的基本要求，及时正确有效地扑救火灾。4.常见火灾的扑救（1）电气火灾的扑救电气火灾大多发生在夏冬季，而且燃烧猛，蔓延快，易形成大面积燃烧。由于电气设备特别是绝缘电气线路，使用大量塑料、橡胶、绝缘漆和稀释剂等易燃物品，燃烧时会产生大量烟雾并分解出有毒气体，所以在扑救电气火灾时要注意防毒。扑救电气火灾方法有三种：a.断电灭火：扑救带电线路和设备火灾时，为防止蔓延扩大而造成灭火人员触电，首先应设法及时切断电源，然后进行扑救。b.用灭火器带电灭火：火灾发生后，有时如果等待断电灭火，就会延误战机，使火势蔓延扩大，或者由于断电造成更大的损失。为了迅速有效控制火势，可用二氧化碳、1211、干粉等灭火器带电灭火。由于灭火器的射程有限，进行带电灭火时，应注意与带电体保持足够的距离，以保证扑救人员安。c.启动灭火装置带电灭火：电气设备装设固定灭火装置，对扑救初起火灾，保护设备有重要作用。采用的灭火剂有1211、干粉等。（2）输油泵房火灾扑救输油泵房的火灾大多数是由于泵房中油蒸气及泄漏的油遇火燃烧而成。扑救大面积火灾最理想的方法是采用蒸汽灭火，也可用四氯化碳、二氧化碳、泡沫、干粉、沙土等扑救。（3）加热设备火灾的扑救加热炉是长期连续在高温状态下运行的设备，由于炉管长期在高温下工作，炉管破裂是引起加热设备着火的主要原因。炉管破裂着火时，首先要紧急停炉，关闭事故炉的烟道挡板和所有风门、原油进出口阀门，打开事故紧急放空阀进行放空泄压，然后利用地下消防栓配合灭火器材进行灭火。加热炉的结构的工作原理加热炉一般由辐射室、对流室、燃烧器、烟囱等部分组成。1、管式加热炉(1)结构：管式加热炉是在炉内设置一定数量的炉管，被加热介质在炉内连续流过；通过炉管管壁将在燃烧室内燃料燃烧产生的热量传给被加热介质而使其温度升高的一种炉型。管式加热炉是直接式加热炉，目前在油田广泛应用的一种型式是卧式圆筒形管式加热炉，如图8-1所示。其热负荷为1000kW，1600kW，2500kW，4000kW和5000kW。其中，油田常用管式加热炉的规格为1000kW，1600kW和2500kW三种。该系列加热炉设计热效率为85%～88%。①辐射室辐射室是炉内火焰与高温烟气以辐射传热为主进行热交换的空间。它一般兼作燃烧室。辐射室由钢制卧式圆筒内衬以轻质耐火保温材料制成，沿内壁圆周方向敷设着炉管。辐射室是整个管式加热炉主要的热交换区域，也是炉内温度最高的地方。②对流室对流室是以对流传热为主的空间。一般由矩形钢结构内衬以轻质耐火保温材料制成。③辐射室烟道辐射室烟道是将烟气由辐射室导入对流室而设置的通道，一般为半圆形。④弯头箱弯头箱即炉管弯头与烟气隔开的封闭箱体，一般分为辐射室弯头箱和对流室弯头箱⑤炉管炉管是管式加热炉的受热面。它要求能承受一定的内压力和温度。布置在辐射室内以吸收辐射传热为主的炉管叫做辐射炉管，布置在对流室内以吸收对流传热为主的炉管则称对流炉管。辐射炉管一般直径较大，常用的辐射炉管外径为114mm，127mm和152mm。对流炉管则一般直径较小，常用对流炉管外径为60mm，89mm和114mm。⑥燃烧器燃烧器作用是将加热炉的燃料变为热能，加热管内介质。燃烧器是将燃料和助燃空气混合并按所需要流速集中喷入加热炉内进行燃烧的装置。燃烧器有以下几种分类：·以燃料分可分为：燃油燃烧器、燃气燃烧器。·以通风方式分可分为：自然供风燃烧器、鼓风式燃烧器、无焰式燃烧器。·以燃烧方式分可分为：扩散式燃烧器、大气式燃烧器、无焰式燃烧器。⑦烟囱烟囱的作用是将炉内废烟气排入大气并产生抽力以使助燃空气进入燃烧器。烟囱高度及直径由燃烧方式及炉内阻力确定，同时还应符合环保要求.⑧防爆门防爆门的作用是在发生爆燃等意外事故炉膛内压力瞬时升高时，使炉内气体自动排出的装置。⑨烟道挡板烟道挡板的作用是控制加热炉的排烟量。对烟道挡板一般不做经常性的调节，通常用于与风门配合调节炉膛负压及含氧量。只有当风门达不到理想的状态时，才调节烟道挡板，烟道挡板应调节在1/3～2/3之间。⑩看火孔看火孔是观察炉内火焰、炉管和炉料装状况。平时用玻璃片挡住，以防漏入冷风。⑾人孔门人孔门是供检修人员进入炉内的孔门。⑿温度及压力测点温度及压力测点主要包括炉膛温度、排烟温度、介质进出口温度测点和炉膛压力、介质进出口压力测点。(2)工作原理燃烧器将燃料喷入燃烧室内燃烧，形成高温火焰和烟气，以辐射传热的形式将热量传给辐射炉管，使炉管内介质温度升高，烟气温度下降。然后烟气经辐射室烟道进入对流室，以较高的速度掠过对流炉管将热量传给炉管内介质，最后烟气经烟囱排入大气。加热炉点火升温和运行操作1、点火前的准备工作(1)检查锅炉人孔是否严密，防爆门、观火孔完好，点火孔玻璃片完好，附属零件装置是否齐全，各处无渗漏。(2)检查锅炉墙是否正常，炉内应无其它杂物，前后烟箱炉体是否严密，炉膛烟道应无障碍物。打开烟道挡板，根据燃烧量，调节好风门开度。(3)检查防爆门，防爆铁皮应完好。(4)检查炉管、弯头有无鼓包变形，吊架紧固件应牢固。(5)检查各种仪表应齐全好用，投用熄火、停机报警装置。6)检查鼓风机，并起动鼓风机使炉内通风5-10分钟。(7)检查炉出入口管线、气管线、给冷水管线，燃油管线是否畅通。((8)启动燃油泵及电加热器，使燃油进行循环。(9)检查油枪是否结焦、堵塞，雾化片槽有无杂物，雾化片孔经是否合适。(10)检查并调整炉水位至2/3的位置(11)准备好点名火用的火柴，点火钩及破布等。(12)）风机、燃油泵、循环泵、排水泵及电加热器等附属设备应处于良好备用状态。(13)调整燃烧器的三道合风，放置于适当的位置上。2、点炉升温运行操作(1)通风结束后，待风量稳定，炉膛内没有正压后打开点火孔，用点火钩上的油布试一下点火孔是否向外吹风。(2)将油布点燃，侧身把点火钩从点火孔送入炉膛，同时慢慢打开燃油阀（或燃