油田生产中,油水分离是原油加工中极为重要的环节。而从原油进入联合站以后,要经过诸如沉降、电脱等处理过程。重力油水分离法是石油工业中最为普遍应用的油水处理方法。油水界面控制是分离效果的关键。现在各油田普遍使用专门的油水界面仪来监控处理过程,达到自动化控制的目的。且世界各地的油田几乎都要经历含水开采期,以大庆油田为例,从底层下开采出来的原油含水率已高达85%左右,为了得到含水率小于0.5%的合格原油,必要研制一套油品适应性强、可靠高的油罐脱水装置对油水界面层监测以满足油田日益增长的原油需要。总结油罐脱水装置原油脱水的理论规律,阐述了基于静压强法对油水界面层位置的检测的方法,并确定了在原油脱水过程中差压与界面层高度预测曲线。以油田生产的基本工艺流程中一级沉降罐为研究背景,完成油罐脱水装置的总体设计,并对油罐脱水装置的控制系统硬件进行选型,对PLC程序进行设计,将设计程序导入仿真软件,将仿真结果与油罐脱水装置控制系统方案对比,两者结果相一致,将触摸屏程序在MCGSE模拟运行环境中进行测试,可以实现触摸屏联合PLC控制系统的开启、关闭、报警以及各种参数显示等功能。借助FLUENT软件对不同含水率油水混合液在准备设计的沉降罐脱水时的压力场进行数值模拟。模拟结果表明,不同含水率油水混合液差压与油水界面层高度曲线和差压与界面层高度预测曲线吻合,80%油水混合液吻合度最高,70%油水混合液吻合度偏低。即将设计沉降罐基于静压强脱水是可行性。搭建油罐脱水装置实验平台,对不同含水率油水混合液进行脱水实验研究得到,不同含水率油水混合液差压与油水界面层高度曲线和差压与界面层高度预测曲线吻合,油罐脱水装置基于静压强进行脱水是可行的。开阀界面层高度设置为0.58m,关阀界面层高度设置为0.34m,报警界面层高度设置为0.30m。最后通过油罐脱水装置实验平台验证了控制方案的可行性和关键设定值的合理性。