海洋石油平台压力仪表应用分析

1 引言海洋石油平台生产运行过程，对平台运行条件和效率的要求越来越高，各种压力仪表的使用数量越来越多，实现了海洋平台各种压力数据及时有效监测，对于提高海洋平台的运行效率和控制水平具有重要的作用。

文章通过调研，分析了压力仪表压力传感器在海洋平台上的应用。

在海洋平台油气生产过程中，将海底中的油气资源，通过钻井和采油作业，将油气资源开采到地面中。

然后将开采到油气资源分离、处理等加工，再通过船舶或者管道输送到陆地上。

由于海洋环境的特殊性，海洋平台运行过程中对安全性和稳定性要求都很高。

海洋平台要能承受风浪、恶劣天气的考验，同时还应具有较强的防腐蚀能力。

为了不断的提高海洋平台运行的稳定性和安全性，在海洋平台各个设备和建造时，都需要按照较高的生产标准。

特别是应用逐渐增多的海洋平台压力仪表，更应该具有较高的稳定性和安全性。

2 海洋平台压力测量元件应用分析海洋平台压力仪表最重要的部分就是压力测量元件，也称作压力传感器。

随着科学技术的不断发展，新加工工艺和新材料不断被应用，海洋平台压力测量元件的类型不断丰富，精度不断提高。

海洋平台上应用的压力元件基本上都是弹性变形类型。

波登管是海洋平台设备中重要的压力仪表压力元件。

通常作为海洋平台的压力容器、管道等装置的压力仪表元件，波登管压力元件和其他元件相比，元件易于获取，具有较高的安全性，可以重复使用，而且波登管比较通用，因此在海洋平台设备压力仪表中得到了广泛的应用。

但是波登管在低压、低真空的条件下，测量的精度不高，不适用该条件下压力的测量。

而且波登管需要设备不能有较大振动，由于海洋恶劣的环境条件，海洋平台部分设备的振动性较高，因此在选用波登管作为压力测量传感器时，需要根据实际的情况选择使用。

波纹管是海洋平台设备中常用的压力元件类型。

波纹管压力传感器根据平衡类型的不同，分为移动平衡型和力平衡型。

不同种类的波纹管压力传感器的作用原理也不尽相同，波纹管压力传感器和波登管压力传感器相比，波纹管压力传感器可以测量较低的压力，而且测量的精度较高，因此波纹管管类型的压力仪表可以测量低压和低真空压力，该压力元件的缺点就是受环境温度影响较大。

膜片压力元件也是海洋平台常用的压力元件。

松弛膜片在使用过程中，受到外界压力的影响并不大，因此松弛膜片通常被用做海洋平台的压力开关。

松弛膜片测量压力的精度更高，而且测量的量程较大，因此广泛应用在高精度的压力仪表中。

在海洋平台压力仪表中，电容式的压力传感器通常被应用到压力变送器中。

电容式的压力传感器反应的灵敏度高，受到环境温度的影响较小，但是电容式压力传感器的成本较高，主要应用到一些自动控制装置中。

弹簧性压力传感器通常应用在海洋平台关断设备中。

弹簧型压力传感器可以承受较高的压力，而且可以及时有效的实现装置的关断，工作性能优良，结构牢靠，经常被应用到井口等特殊恶劣的条件下。

3 海洋平台压力仪器压力仪表的保护在海洋恶劣的工作条件下，普通的压力传感器一般都不适应该恶劣的环境，所以在海洋平台压力仪表设计中，通常应用一些保护装置来保护压力仪表的压力元件。

压力元件的保护措施是否合理，对于压力仪表的使用寿命和测量精度都具有较高的要求，如果压力仪表的防护措施不到位，容易造成压力传感器工作寿命短，测量的精度低等问题，甚至会造成海洋平台安全生产事故。

膜片密封是一种常用的保护压力传感器的方法，将压力传感器和杂质隔离，从而实现压力传感器的保护。

膜片密封后，有毒物质、固体杂质、恶劣的环境等都会被密封阻隔。

密封用的膜片厚度较薄，柔软性较好，在膜片和传感器之间注入一定量的液体，这样就实现了压力传感器的密封。

虹吸管可以实现压力传感器和环境热量的阻隔。

虹吸管外观为金属管，管形状为环形，在管的内部可以注入高温度的液体，也可以注入低温度液体，从而实现外界热量和压力传感器之间的阻隔。

通常压力仪表中，热蒸汽和压力传感器之间联通通道较长，传热的面积较大，在海洋平台压力仪表中，压力传感器对温度要求为低于八十摄氏度，如果超过该温度，可以考虑应用虹吸管来解决。

压力仪表的保护装置，在传感器受到的压力极限量程时，安装相应海洋石油平台压力仪表应用分析林锋中海油能源发展装备技术有限公司工程设计研发中心　天津　300300摘要：文章分析了海洋石油平台压力仪表的应用情况，针对海洋石油平台压力仪表使用的现状，进行了海洋石油平台压力仪表的设计和应用分析，为后续的设计奠定基础。

关键词：海洋石油平台　压力仪表　应用　稳定性　安全性Ananlysis of pressure instrument Applied in offshore oil platformLin FengCNOOC Engergy Development Equipment Company，Engineering Design R&D Center，Tianjin 300300 Abstract：The author studied the pressure instruments appied in offshore oil platform and its design，which could be as reference to subsequent design.Keywords：offshore oil platform；pressure instrument；application；stability；safty（下转第161页）及燃烧机熄火和燃料泄露等安全连锁自动控制系统，完全可以实现无人值守设备的要求。

防腐性能优良是平台水套炉的必要条件。

海洋平台水套炉作为生产加热设备，在生产中的的主要作用是：在正常生产时，加热原油以实现远距离海底输送，防止原油凝固和降低黏度，减少压力损失。

在开、停生产井时，使用水套炉加热海水来预热清洗海底输油管道。

由于海洋平台产原油或海水中的都存在大量的氯离子（CL-），对碳钢管线有极强的腐蚀作用。

为解决这个腐蚀问题，水套炉的原油加热盘管采用了耐氯离子腐蚀的钛合金材质钢管。

在原油加热盘管的结构上也进行了特殊的绝缘防护设计，阻断了会引起电化学腐蚀的电气回路，使钛管换热器得到很好的保护。

因此即使加热纯海水也不会发生氯离子腐蚀现象。

其次是要求高效节能。

水套炉将中间热媒介质加热蒸发，然后再与原油换热器管束进行换热，释放出的汽化潜热将通过管束传递给被加热的原油。

由于每单位质量的气态热媒介质比液态热媒介质可以多储蓄超过80倍的热量。

因此每单位质量的气态热媒介质的传热强度要比传统水浸式原油换热器管束要大得多。

真空或微压相变水套炉设计排烟温度小于180℃，其热效率为≥85%，比海洋平台目前现行的“热电-电热”的加热方式提高热效率5倍以上，并且一次性设备投资要大大低于“热电-电热”加热方式，经济效益十分显著。

由于设备具有高效、节能、布置紧凑的特点，占地和设备重量大大减小，达到6t/MW，这优于10 t/MW的陆用水套炉水平，特别适合海洋平台的特殊要求。

海洋平台水套炉在燃料气分离和减压控制方面要求较高。

如果水套炉采用进口全自动油气联合燃烧机作为加热设备，则由于燃烧机对燃料气的较高要求。

就要求有较好的油气分离设备和减压、稳压设施作为配套设备，为此在燃料气分离系统上需要分别设置分气、分液罐。

首先用分气罐分离出燃料气后，再通过分液罐分离出燃料气中夹带的少量液滴，最后通过过滤器过滤后到燃烧机燃烧。

燃料气减压、稳压方面，分离出的燃料气分别通过高压自力式调节阀、低压自力式压力调节阀进行两级降压，使燃料气的压力稳定在全自动油气联合燃烧机所需要的压力。

海洋平台水套炉具有紧凑组合式结构的优点，很适合用于海洋平台对设备体积的要求。

同时海洋平台水套炉的整体设计要考虑设备的运输、吊装和安装空间等的要求。

外置式真空相变水套炉在整体结构设计上，可将上、下壳体和框架以及烟囱等设计成组合式拼装结构，便于船运和井口平台吊机吊装。

4　结束语通过对海洋平台相变水套炉的特点分析，经特殊设计的相变加热水套炉具有安全可靠、抗海水氯离子腐蚀、节能高效、智能化控制以及重量轻和占地少等特点，适用性强，性价比高。

与传统的“燃气发电-电加热器”方式比较，可以实现对原油介质的恒温温和加热，克服了高温加热棒上产生积碳和积垢的现象，设备投资也大大减少，并且运行热效率比传统电加热方案提高5倍以上，经济效益十分显著。

因此，海洋平台相变水套炉在海洋油田生产中完全可以替代传统的原油电加热器，成为原油加热应用方的新型技术，在将来海洋石油平台中的应用前景十分广阔。

的阻隔介质，防止压力超出量程后，造成压力表的损坏。

首先测量介质从入口进入压力传感器，压力传递膜片上后，膜片后方的弹簧开始压缩，当压力增大到一定程度后，弹簧压缩的量逐渐增大，超过预先设计的压力量程后，弹簧压缩的量也超过设计值，阀塞在弹簧的作用下关闭，进而实现了海洋平台压力仪表的保护。

海洋平台设备运行过程中，泵的密封问题非常重要。

通常利用测量范围小的压力仪表，可以进行海洋平台泵的密封质量检测。

由于压力传感器的测量范围小，如果出现特殊情况，容易出现测量的压力超出压力传感器的量程的问题，进而导致压力传感器的损坏。

通过在压力传感器的入口部分加入压力保护装置，可以有效的解决该问题。

如果泵的密封存在问题，出现部分泄露的现象，测量的压力传感器数值将会缓慢增大。

如果发生的泄露较为严重，流体泄露的量较大，在短时间容易形成较高的压力，产生的较高压力容易超过压力传感器的测量范围，安装压力保护装置后，大量泄露形成的高压，经过压力保护装置后会得到减弱，保证经过压力保护装置的流体压力不超过压力传感器的量程，防止在高压条件下，压力传感器出现损坏的问题。

由于海洋的条件比较恶劣，空气中含有大量的腐蚀介质，这些腐蚀介质和仪表表面接触之后，容易对仪表材料造成腐蚀，因此海洋平台仪表的抗腐蚀性要高于陆地要求。

一般海洋平台仪表外部材料都采用高性能的不锈钢，一些电气的外部也可以采用铝制外壳，防止海洋条件下，腐蚀介质对仪表的腐蚀，保证海洋平台压力仪表的正常运行。

4 结论海洋平台压力仪表在海洋平台上的应用范围越来广，其运行的稳定性和安全性越来越受到关注。

波登管压力元件常作为海洋平台的压力容器、管道等装置的压力仪表元件，和其他元件相比，波登管压力元件易于获取，具有较高的安全性，可以重复使用。

波纹管压力传感器可以测量较低的压力，而且测量的精度较高，因此保温管类型的压力仪表可以测量低压和低真空压力，该类压力元件的缺点就是受环境温度影响较大。

膜片密封后，有毒物质、固体杂质、恶劣的环境等都会被密封住阻隔。

虹吸管可以实现压力传感器和环境热量的阻隔。

虹吸管外观为金属管，管形状为环形，在管的内部可以注入高温度的液体，也可以注入低温度液体，从而实现外界热量和压力传感器之间的阻隔。