一种用于气液分离器的液位-压力联动控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于气液分离器液位稳定控制的方法，特别是关于一种石油工程 多相流体控制技术领域中陆地和海上油田气液分离器的压力-液位联动控制方法。
【背景技术】
[0002] 海洋油气田开采过程中，为了降低开采成本，提高输运效率，常通过海底混输管道 和立管将采出的油-气-水多相混合物输送到海上平台，为了在平台上进行气液分离，同 时避免集输管道-立管中发生段塞流或严重段塞流时影响海上油气田的正常生产，立管出 口需安装一台气液分离器。在陆地油气输送过程中，油田接转站、联合站和集输泵站也广泛 应用气液分离器对原油进行气液分离。
[0003] 目前，气液分离器内液位-压力的控制有变压控制和定压控制两种。变压控制虽 能稳定分离器内液位高低，但不能提供稳定压力，对于分离器前的段塞控制机构和分离器 后的处理设备都会带来不利影响，此外，变压控制还会对电潜泵、自喷井及发电系统产生不 良影响，因此，海上采油平台多采用定压控制方案。传统定压控制采用自力式调节阀、液位 传感器、控制器和出油阀等装置单独调节压力和液位，使其维持在一个相对稳定的范围，但 是对于液量骤变的情况，这种控制方式不利于液位的稳定。如能通过控制算法自动判别分 离器上下阀门开度范围，实现压力-液位联动控制，将进一步提高海洋油气田开发效率，保 障海上平台下游工艺设备平稳运行和安全生产。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够同时稳定气液分离器内液位和压力 的用于气液分离器的液位-压力联动控制方法
[0005] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于气液分离器的液位-压力 联动控制方法，其包括以下步骤：1)设置一包括液位-压力运算控制模块、第一气动调节 阀、第二气动调节阀、第一截止阀、第二截止阀、压力传感器和浮子液位计的液位-压力联 动控制装置；2)预先设定液位高度目标值H aim、气相压力目标值Paim、第一气动调节阀的开 度初始值上限Klinit uppOT、开度初始值下限Klinit l_dP第二气动调节阀的开度初始值上限 K2init_uppCT、开度初始值下限K 2init_1()WCT;压力传感器实时检测气液分离器内的气相压力P，浮 子液位计实时检测分离器内的液位高度H，气相压力P和液位高度H均传输至液位-压力 运算控制模块；3)判断气相压力P是否大于预设气相压力目标值P aim，液位-压力运算控制 模块根据接收到的气相压力信号和阀门开度初始值计算得到第一气动调节阀的阀门开度 值!^，并将计算得到阀门开度值&反馈给第一气动调节阀动作；4)预设压力波动误差dP = 10 % ? Paim，判断压力测量值最大值PuppOT和最小值P 的差值A P与压力波动误差dP之 间的关系：如果A P < dP，则液位-压力运算控制模块通过控制第一气动调节阀的开度对 气液分离器内的气相压力P进行简单控制；如果AP > dP，则修正第一气动调节阀的阀门 开度初始值；5)重复步骤3)和步骤4)，利用修正后的第一气动调节阀的阀门开度初始值 上限K' nnit_uppOT、下限K' linit l_和对开度值K i进行下一个调节周期计算，调节开度，直 到重新记录的压力测量值最大值PuppCT和最小值？1()_的差值AP满足AP < dP ;6)判断液 位测量值H是否大于预设液位高度目标值Haim，液位-压力运算控制模块根据接收到的液位 高度信号和阀门开度初始值计算得到第二气动调节阀的阀门开度值K 2，并反馈给第二气动 调节阀动作；7)预设液位波动误差dH = 10% ，判断液位液位测量最大值HUPPOT和最小 值HlOTOT的差值A H与液位波动误差dH之间的关系：如果A H < dH，则液位-压力运算控 制模块通过控制第二气动调节阀的开度对气液分离器内的液位高度H进行简单控制；如果 A H > dH，则修正第二气动调节阀的阀门开度初始值；8)重复步骤6)和步骤7)，利用修正 后的第二气动调节阀的阀门开度初始值上限K' 2init uppOT、下限K' 2init lOTOT和对开度值K 2 进行下一个调节周期计算，调节开度，直到重新记录的液位测量值最大值HUPPOT和最小值值 Hlmrer的差值AH满足AH < dH ;9)预设气相压力P的误差范围为（P lOTOT，UPPOT)和液 位高度H的误差范围（Hm lOTOT，UPPOT)，液位-压力运算控制模块对气液分离器内的气相 压力P和液位高度H进行简单控制；10)气液分离器内的气相压力P和液位高度H都进行 简单控制后，预设液位高度调节范围为〇i in，H_)，由液位-压力运算控制模块对接收到的 液位高度H进行判断：如果液位高度H满足H G (Hmin，Hmax)，则液位-压力运算控制模块对 气液分离器内的气相压力P和液位高度H都进行简单控制；如果液位高度H满足H G (Hot Hmin)，则液位-压力运算控制模块控制关闭第二气动调节阀，通过控制第一气动调节 阀的开度I对气液分离器内的气相压力P简单控制控制，同时等待气液分离器内的液位恢 复；如果液位高度H满足H G (Hmax，UPPOT)，则液位-压力运算控制模块控制关闭第一气 动调节阀，通过控制第二气动调节阀的开度K 2对气液分离器内的气相压力P和液位高度H 进行联动控制；11)液位-压力运算控制模块判断接收到的气相压力P是否超出误差范围 Pot_uppct)，并判断接收到的液位高度H是否超出误差范围（H err lowerJ ^err upper^ ? 对气液分离器的液位-压力联动控制。
[0006] 所述步骤1)中，所述液位-压力联动控制装置中，所述第一气动调节阀与所述第 一截止阀串联后，所述第一截止阀与所述气液分离器顶部的气相出口端连接；所述第二气 动调节阀与所述第二截止阀串联后，所述第二截止阀与所述气液分离器底部的液相出口端 连接；所述压力传感器设置在气液分离器的气液入口端，将实时检测的气液分离器内气相 压力信号传输至所述液位-压力运算控制模块；所述浮子液位计设置在所述气液分离器内 部，实时检测所述气液分离器内的液位高度信号并传输至所述液位-压力运算控制模块。
[0007] 所述步骤3)中，当气相压力P大于预设气相压力目标值Paim，则阀门开度值!^为：
【主权项】
1. 一种用于气液分离器的液位-压力联动控制方法，其包括w下步骤： 1) 设置一包括液位-压力运算控制模块、第一气动调节阀、第二气动调节阀、第一截止 阀、第二截止阀、压力传感器和浮子液位计的液位-压力联动控制装置； 2) 预先设定液位高度目标值气相压力目标值Paim、第一气动调节阀的开度初始值 上限KiiniLupper、开度初始值下限町化心iDwe济第二气动调节阀的开度初始值上限K2化心upper、开 度初始值下限Kshit 压力传感器实时检测气液分离器内的气相压力P，浮子液位计实时 检测分离器内的液位高度H，气相压力P和液位高度H均传输至液位-压力运算控制模块； 3) 判断气相压力P是否大于预设气相压力目标值Paim，液位-压力运算控制模块根据 接收到的气相压力信号和阀口开度初始值计算得到第一气动调节阀的阀口开度值Ki，并将 计算得到阀口开度值Ki反馈给第一气动调节阀动作； 4) 预设压力波动误差dP= 10% 'Palm，判断压力测量值最大值Puppet和最小值PiD，er的 差值AP与压力波动误差dP之间的关系姻果AP<dP，则液位-压力运算控制模块通过 控制第一气动调节阀的开度对气液分离器内的气相压力P进行简单控制；如果AP>dP， 则修正第一气动调节阀的阀口开度初始值； 5) 重复步骤3)和步骤4)，利用修正后的第一气动调节阀的阀口开度初始值上限 1^'11。1^?。,、下限1^'11。10。，。,和对开度值1(1进行下一个调节周期计算，调节开度，直到重新 记录的压力测量值最大值？胃"和最小值P 的差值AP满足AP<dP; 6) 判断液位测量值H是否大于预设液位高度目标值液位-压力运算控制模块根 据接收到的液位高度信号和阀口开度初始值计算得到第二气动调节阀的阀口开度值K,，并 反馈给第二气动调节阀动作. 7) 预设液位波动误差地=10% ? 判断液位液位测量最大值Hupp。,和最小值 的差值ah与液位波动误差地之间的关系；如果AH<地，则液位-压力运算控制模块 通过控制第二气动调节阀的开度对气液分离器内的液位高度H进行简单控制；如果AH> 地，则修正第二气动调节阀的阀口开度初始值； 8) 重复步骤6)和步骤7)，利用修正后的第二气动调节阀的阀口开度初始值上限 K'2init_upper、下限K'21。心iDwe济对开度值K逃行下一个调节周期计算，调节开度，直到重新 记录的液位测量值最大值Hupp。,和最小值值H1。，。,的差值AH满足AH<地； 9) 预设气相压力P的误差范围为（Pe"iD，wPerruppJ和液位