用于机械式界面调节器的内界面高度识别方法及系统与流程

本发明涉及分离器仪器，尤其是涉及一种用于机械式界面调节器的内界面高度识别方法及系统。

背景技术：

1、内界面(interface)是指三相分离器(其中有一相是气相)中两种液体之间的界面。以油气水三相分离器为例，其内界面是三相分离器内油相和水相之间的界面。油水界面控制装置是分离器的核心部件之一，油水界面的稳定性和可控性是保证其分水效果的关键因素。

2、目前主流的油水界面的控制方式包括：1、通过自控界面仪和电动阀连锁控制(自控控制)；2、通过机械界面调节器和浮子连杆控制(机械控制)。

3、而采用机械控制方式的三相分离器，在投产调试阶段，由于无法直观地看到界面，均会出现调节难度大，一次调节精度低，需要通过容器侧面的取样口取样反复进行液位确认。同时要求操作人有较为丰富的调节经验，要根据人员经验进行反复调节。或者，需要在容器上额外安装射频导纳界面仪或磁质伸缩界面仪进行界面查看，部分容器由于工艺的特殊性，需要安装多套界面仪，大幅增加了三相分离器的建造成本。

4、因此，亟需一种针对机械式界面调节器的内界面高度进行精确识别的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，需要提供一种通过确定机械式界面调节器的移动距离，进而确定三相分离器内油水界面对应的内界面的实际高度，达到内界面间接可视化效果的方案。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于机械式界面调节器的内界面高度识别方法，包括：在三相分离器中的机械式界面调节器的调节螺杆外部配置带有刻度的标尺；根据表示三相分离器对应的溢油板上沿与机械调节器所带动的调节筒上沿间的高度差的标准差距离、以及油水密度，建立表示刻度零点与实际初始内界面高度间对应关系的第一关系式；根据油水密度来建立表示调节筒移动距离与内界面浮动距离间对应关系的第二关系式；在通过机械调节器来对三相分离器的油水界面进行调节控制时，根据螺杆顶面对应的实际刻度，利用第一关系式和第二关系式，确定当前内界面的实际高度。

3、优选地，第一关系式利用如下表达式表示：

4、

5、其中，ρo表示油密度，ρw表示水密度，h1表示用于表征实际初始内界面高度的初始油层厚度，δh表示标准差距离。

6、优选地，第二关系式利用如下表达式表示：

7、

8、其中，n表征调节筒移动距离与内界面浮动距离的比值，δh2表示调节筒移动距离，δh1表示内界面浮动距离。

9、优选地，在根据螺杆顶面对应的实际刻度，利用第一关系式和第二关系式，确定当前内界面的实际高度的步骤中，包括：根据标尺的刻度零点，利用第一关系式，确定实际的初始内界面高度；根据实际刻度与刻度零点间的刻度步长数量，利用第二关系式，计算内界面变化高度；基于初始内界面高度和内界面变化高度，得到当前内界面的实际高度。

10、优选地，第一关系式通过如下步骤来构建得到：在机械调节器位于初始位置时，分别存在如下第一表达式和第二表达式：

11、ρogh1+ρwgh2＝ρwgh

12、h1+h2-h＝δh

13、其中，第一表达式表示机械调节器的调节筒内水柱压强为油层压强与水层压强之和，第二表达式表示标准差距离等于初始油层厚度与初始水层之和再与机械调节器的调节筒内水柱初始高度的差，g表示重力加速度，h2表示初始水层厚度，h表示调节筒内水柱初始高度，第一关系式通过将第二表达式代入到第一表达式中整理得到。

14、优选地，第二关系式通过如下步骤来构建得到：在机械调节器进行界面调节控制后，存在如下第三表达式：

15、ρog(h1+δh1)+ρwg(h2-δh1)＝ρwg(h-δh2)

16、其中，第三表达式表示机械调节器的调节筒内水柱变化压强为油层增加厚度压强与水层减少厚度压强之和，将第三表达式与第一表达式做减法运算，得到如下第四表达式并在整理后得到第二关系式：

17、(ρo-ρw)gδh1＝-ρwgδh2。

18、优选地，将标尺配置在三相分离器中的机械式界面调节器的调节螺杆外的套筒上。

19、另一方面，本发明实施例还提供了一种用于机械式界面调节器的内界面高度识别系统该内界面高度识别系统用于实现上述内界面高度识别方法，其中，内界面高度识别系统包括：标尺，其安装在三相分离器中的机械式界面调节器的调节螺杆的外部；内界面高度识别模块，其配置用于在通过机械调节器来对三相分离器的油水界面进行调节控制时，根据螺杆顶面对应的实际刻度，利用预设的第一关系式和第二关系式，确定当前内界面的实际高度，其中，根据表示三相分离器对应的溢油板上沿与机械调节器所带动的调节筒上沿间的高度差的标准差距离以及油水密度，建立表示刻度零点与实际初始内界面高度间对应关系的第一关系式，根据油水密度来建立表示调节筒移动距离与内界面浮动距离间对应关系的第二关系式。

20、优选地，内界面高度识别模块，其还配置用于根据标尺的刻度零点，利用第一关系式，确定实际的初始内界面高度，再根据实际刻度与刻度零点间的刻度步长数量，利用第二关系式，计算内界面变化高度，最后基于初始内界面高度和内界面变化高度，得到当前内界面的实际高度。

21、优选地，标尺配置在三相分离器中的机械式界面调节器的调节螺杆外的套筒上。

22、与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

23、本发明提出了一种用于机械式界面调节器的内界面高度识别方法及系统。该方法及系统通过在三相分离器中的机械式界面调节器的调节螺杆外部配置带有刻度的标尺，并根据表示三相分离器对应的溢油板上沿与机械调节器所带动的调节筒上沿间的高度差的标准差距离、以及油水密度，建立表示刻度零点与实际初始内界面高度间对应关系的第一关系式，再根据油水密度来建立表示调节筒移动距离与内界面浮动距离间对应关系的第二关系式，进而在通过机械调节器来对该三相分离器的油水界面进行调节控制时，根据螺杆顶面对应的实际刻度，利用第一关系式和第二关系式，确定当前内界面的实际高度。本发明实现了针对三相分离器内当前内界面的实际高度的间接表示，减少建造成本的增加，进一步提高三相分离器调试的精确性。另外，标尺作为机械式界面调节器的附件，在不使用其他自动化装置和仪表的情况下，使得该机械式界面调节器具有内界面间接可视化的功能，且该标尺具有结构精简巧妙，运行稳定等特点，可以以简单直接的方式配置在大多机械式界面调节器的调节螺杆外，硬件成本低、运行期间无需维护。

24、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

1.一种用于机械式界面调节器的内界面高度识别方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的内界面高度识别方法，其特征在于，所述第一关系式利用如下表达式表示：

3.根据权利要求2所述的内界面高度识别方法，其特征在于，所述第二关系式利用如下表达式表示：

4.根据权利要求1～3中任一项所述的内界面高度识别方法，其特征在于，在根据螺杆顶面对应的实际刻度，利用所述第一关系式和所述第二关系式，确定当前内界面的实际高度的步骤中，包括：

5.根据权利要求3所述的内界面高度识别方法，其特征在于，所述第一关系式通过如下步骤来构建得到：

6.根据权利要求5所述的内界面高度识别方法，其特征在于，所述第二关系式通过如下步骤来构建得到：

7.根据权利要求1～6中任一项所述的内界面高度识别方法，其特征在于，将所述标尺配置在三相分离器中的机械式界面调节器的调节螺杆外的套筒上。

8.一种用于机械式界面调节器的内界面高度识别系统，其特征在于，该内界面高度识别系统用于实现如权利要求1～7中任一项所述的内界面高度识别方法，其中，所述内界面高度识别系统包括：

9.根据权利要求8所述的内界面高度识别系统，其特征在于，

10.根据权利要求8或9所述的内界面高度识别系统，其特征在于，所述标尺配置在三相分离器中的机械式界面调节器的调节螺杆外的套筒上。