我國(guó)天然氣消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)外依存度不斷提高，儲(chǔ)氣調(diào)峰能力嚴(yán)重不足，2017年底，已建儲(chǔ)氣調(diào)峰工作量為100多億方，僅占全國(guó)天然氣消費(fèi)量的4％左右，因此加快天然氣儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)刻不容緩，是國(guó)家能源戰(zhàn)略安全的重要保障。

為緩解“氣荒”問(wèn)題，國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳、國(guó)家能源局綜合司提出，2020年主要供氣企業(yè)儲(chǔ)氣能力達(dá)到合同供氣量的10%、各地達(dá)到平均3天用氣量的儲(chǔ)氣能力的規(guī)定，各地和主要供氣企業(yè)要最大限度發(fā)揮現(xiàn)有天然氣儲(chǔ)氣調(diào)峰能力，確保冬季天然氣供應(yīng)穩(wěn)定。

項(xiàng)目背景

遼河儲(chǔ)氣庫(kù)群地理位置優(yōu)越，處于秦-沈管線、中俄東線、大-沈管線的樞紐位置，距東北、京津冀調(diào)峰目標(biāo)市場(chǎng)較近，可以較好地發(fā)揮季節(jié)調(diào)峰、應(yīng)急供氣和戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備作用。

根據(jù)股份公司《2019-2030年儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)規(guī)劃》相關(guān)要求，遼河油田篩選出8個(gè)區(qū)塊開(kāi)展儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)，庫(kù)容量可達(dá)到255.06億方，形成131.77億方工作氣量。

儲(chǔ)氣庫(kù)分注氣裝置和采氣裝置，注氣裝置將管線傳輸來(lái)的天然氣注入地下空置的油井進(jìn)行存儲(chǔ)，等到11月份時(shí)，再啟動(dòng)采氣裝置，將井下存儲(chǔ)的天然氣采出處理后再進(jìn)行傳輸。VEGA的導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)都應(yīng)用在采氣裝置，每年的冬天投入使用。

測(cè)量難點(diǎn)及解決方案

采氣裝置共使用了16臺(tái)VEGA導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)，其中3臺(tái)VEGAFLEX 81用于壓力4MPa以下的工況，13臺(tái)VEGAFLEX 86用于壓力10MPa和14MPa的工況。所有測(cè)量的容器都是臥罐，有高壓排污罐、低壓排污罐、預(yù)分離器、生產(chǎn)分離器、低溫分離器、乙二醇富液與凝液分離器。

1側(cè)面安裝，旁通管內(nèi)易結(jié)冰

除了高壓排污罐和低壓排污罐是頂部安裝，其它14臺(tái)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)都是側(cè)-側(cè)安裝在旁通管上測(cè)量。采氣裝置是在冬季啟用，室外溫度比較低，因此旁通管內(nèi)容易結(jié)冰。

VEGA解決方案：旁通管做電伴熱加包保溫棉，有效避免了管內(nèi)的結(jié)冰情況。

2上油下水的復(fù)雜介質(zhì)測(cè)量

待測(cè)介質(zhì)比較復(fù)雜，上層是油，下層是水，油層是天然氣的凝析油，為多種油的混合，介電常數(shù)比較低，油層的組分和厚度都是變化的，現(xiàn)場(chǎng)需要測(cè)的是油水總的液位高度。投入使用一段時(shí)間后，曲線上會(huì)有兩個(gè)液位信號(hào)，一個(gè)是油面信號(hào)，另一個(gè)是油水界面信號(hào)。由于油的介電常數(shù)非常低，大部分的雷達(dá)波穿透油層而測(cè)到水面，界面的信號(hào)就會(huì)比油面信號(hào)強(qiáng)很多，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)默認(rèn)是識(shí)別最強(qiáng)的信號(hào)作為輸出信號(hào)，這樣就導(dǎo)致誤將界位信號(hào)作為液位信號(hào)了。

VEGA解決方案：VEGAFLEX 80系列導(dǎo)波雷達(dá)既能測(cè)液面也能測(cè)界面，可以識(shí)別兩個(gè)信號(hào)，我們通過(guò)調(diào)整導(dǎo)波雷達(dá)的參數(shù)，讓液位計(jì)只識(shí)別上方較弱的油面信號(hào)。

最終輸出正確的液位測(cè)量值，回波曲線如下：

參數(shù)一覽：

應(yīng)用：測(cè)量液面/界面

天線型式：VEGAFLEX 81桿式φ8mm 316L，VEGAFLEX 86桿式φ16mm 316L

過(guò)程連接：各種法蘭規(guī)格

外殼：鋁外殼-單室/IP66/IP68

就地顯示/調(diào)整模塊：各種語(yǔ)言

輸出信號(hào)：兩線制4...20 mA/HART

防爆：各種防爆證書(shū)

響應(yīng)時(shí)間：0.5秒

精度：±2mm

3容器內(nèi)壓力較高，引起氣相密度變化

容器內(nèi)溫度在-10～58℃，但是壓力比較高，有0.3～9.5MPa、5.5～12.5MPa和4.2～9.8MPa等。罐內(nèi)的高壓，會(huì)引起氣相密度變化，使雷達(dá)波的傳輸變慢，以致測(cè)量值出現(xiàn)偏差，低于實(shí)際液位值。

VEGA解決方案：啟動(dòng)導(dǎo)波雷達(dá)的補(bǔ)償功能，進(jìn)行手動(dòng)補(bǔ)償，不同的壓力，補(bǔ)償值也不一樣，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求進(jìn)行修正，修正后的測(cè)量值與實(shí)際液位基本一致，滿足測(cè)量要求。

VEGA 16臺(tái)導(dǎo)波雷達(dá)從2021年底投用到現(xiàn)在，測(cè)量情況良好，幫助遼河雙臺(tái)子儲(chǔ)氣庫(kù)采氣裝置實(shí)現(xiàn)了可靠的運(yùn)行。如今，該儲(chǔ)氣庫(kù)已投產(chǎn)成功，遼河儲(chǔ)氣庫(kù)群日采氣量也再創(chuàng)歷史新高，已超過(guò)上一采氣期2800萬(wàn)立方米的最高紀(jì)錄，為冬季保供夯實(shí)底“氣”。