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【摘要】自动排液系统是油气田天然气处理、加工装置的重要辅助设备，其安全性、可靠性和工艺性直接影响到天然气的稳定生产和输送过程。而气控式自动排液系统凭借其控制精度高、安全性好、性能稳定可靠等优点而被广泛采用。本文以LYLCA-Ⅲ（IV）为例，介绍了气控自动排液系统的主要结构及工作原理，并对其在实际应用效果进行了分析，最后提出了自己的认识和建议。
【关键词】气控 自动排液系统 天然气 集输
自动排液系统被广泛应用于天然气集输中气液分离器内的气田水的自动控制排放及计量。由于该系统可提高天然气井站的就地自动化水平，避免因人工操作不当造成的气液分离器翻塔或串气，防止天然气能源的大量损失和环境污染及人为安全事故，有利于提高企业经济效益和减轻操作人员的劳动强度。确保其稳定可靠运行对气田现场生产、科研等工作的开展有着重要的促进作用。
1 自动排液系统概述
1.1 自动排液系统分类
目前，常用的自动排液系统按控制类型可分为三类：
（1）机械式，如疏水阀和排污阀等，采用浮筒或浮球与连杆放大机构连接，在浮力作用下的机械动作控制阀门开闭，实现容器自动排液；该类型普遍体积大，机构较为复杂，安装、调整、维护工作量大，难以实现液位调整、超限报警、排液计数、集中监控等重要功能。
（2）电控式或电气联控式，由液位检测计输出电信号控制执行器对阀门进行开闭，实现自动排液。当现场供电不稳定或防爆要求很高的场合，电控装置的使用就会受到很大的限制；而且电控式本身结构也比较复杂，对电动执行阀的要求较高。
（3）气控式，避免了电控式、电气联控、机械式的上述缺点，并且更加符合天然气生产的排液工艺要求，其设备成本仅与电控式相当，而长期使用维护成本、安装成本较低。
1.2 气控自动排液系统的特点
（1）气控自动排液系统的液位控制精度高，性能好。在气控自动排液系统中可以通过气动控制回路设计来实现，而在电控式和机械式中却无法做到。
（2）可靠性和安全性高。控制装置与高压容器之间没有直接连接，在回路上保持相对独立，而且采用具自动和手动双功能的气动调节阀.在故障或检修状态下用手动方式进行人工强制开闭，安全性强。
（3）安装维护简单，不会出现机械式自动排液系统因凝析油或杂质堵塞的情况，无需定期排污除垢。
（4）具有多种附加功能。气控自动排液系统能实现排液计数、计量、超限报警、传输液位高度和阀门开闭信息等电控系统才能实现的功能，以满足各种用户不同的需求。
1.3 气控自动排液系统在采气分公司第一作业区的应用
目前气控自动排液系统目前已经在采气分公司各作业区集气站内得到广泛应用。第一作业区的8座集气站内安装有21套自动排液装置，均为乐山市热工仪表有限公司生产的LYLCA-Ⅲ（IV）节电型自动排液系统。
本文将以LYLCA-Ⅲ（IV）为例，对其主要结构和工作原理进行介绍、并对其运行过程中常见的故障及其原因做以分析。
2 主要结构及工作原理
2.1 主要结构
LYLCA-Ⅲ（IV）节电型自动排液系统的结构图，LYLCA-Ⅲ（IV）节电型自动排液系统主要由磁性液位计、液位检测控制仪、气动控制柜和气动排液阀四部分构成。2.2 工作原理
LYLCA——Ⅲ（Ⅳ）节电型自动排液系统的工作原理，液位计筒体内磁浮子与分离器内液位始终保持同一高度，标尺上红色磁柱则直观地显示其液位高度，液位检测杆内的上、下限液位开关、上下限液位报警开关用于监测其液位的变化。当分离气内液位升至设定排液高度时，磁浮子使上液位开关闭合输出信号给仪表间的液位监测控制仪（Ⅱ）内的液位电子控制模块，使电磁阀通电，此时由气动控制柜控制单元减压至0.25-0.4Mpa的天然气经电磁阀进入启动排液阀上模腔，排液阀立即打开进行自动排液，随着分离器液位的下降、磁浮子使下液位开关闭合，液位电子控制模块使电磁阀失电而换向，气动排液阀膜腔内气体经换向后由电磁阀排除，排液阀关闭，自动停止排液。如此周而复始进行自控排液，并记录排液次数累计排液量。若发生故障或分离器内液位异常时，现场仪表间的液位检测控制仪均发出声、光报警讯号，及时提醒操作人员处理和排除故障。
3 气控自动排液系统应用分析及建议
3.1 实际应用效果
通过实践发现，近几年该系统在实际运行过程中一直不够稳定，总体具有以下几个特点：
（1）产高矿化度地层水或产液较脏（含凝析油、固体杂质等）气井的排液系统，其工作的稳定性较差；对于产液量较小的气井，由于排液系统长时间不动作，其工作的稳定性也较差。
（2）气质较为干净或产液量较大可使排液系统频繁动作的气井，其工作的稳定性相对较好。
（3）夏秋季节总体运行情况比冬春季节好。
3.2 认识及建议
通过实践总结，得出以下几点认识：
（1）气控式自动排液系统是目前比较先进的自动排液设备，具有安全性高、成本低、体积小、性能稳定可靠、控制精度高、功能扩展性好、安装维护简单、环境适应性强等优点。
（2）使用气控式自动排液系统可有效降低现场员工的日常工作量，特别是在高产水气井的频繁排液工作；有助于取全取准气井产液基本资料，为气井动态监测和科学分析提供可靠依据。
气控自动排液系统在实际运行当中还不够稳定，降低其运行过程中的故障率对于日常生产有非常重要的意义，为此提出以下几点建议：
3.2.1加强日常的维护工作：
（1）现场巡回检查时务必观察气源过滤或减压单元的压力表指针应在0.25-0.4Mpa以内。
（2）每班（8小时）应对二级高、低压过滤器人工排污一次，以排除其积液及杂质。
（3）依分离器每天排液量大小，每次自动排液间隔应在10-20分＼次为佳，若间隔小于5分＼次会过于频繁易损坏排液阀膜片，此时应适当打开旁通阀进行调控。
（4）电磁阀头部有手拉换向杆，向外拉为人工打开排液阀，向里推为人工关闭排液阀，仅在装置故障时短期内人工切换。须切断报警器电源。
（5）阀门的阀杆，螺栓等易锈除应常用黄油保养。
3.2.2对自动排液系统进行优化和改进：
（1）加强伴热，故障最主要的原因是温度低时，发生冻堵，为此应该加强伴热，如果电伴热达不到理想效果，可考虑采取新的保温方式；
（2）加粗排液管线和进气管线，进气和排污管线过细也是易发生故障的原因。为此，可对其进行加粗改造，降低冻堵的机率；
（3）如果工艺允许，可采用脱水后的天然气作为气源，避免冻堵的发生。
参考文献
[1] 罗华，张光函，吕荣美.气控自动排液系统在天然气集气站的应用[J].天然气工业，2008，28（11），109-111
[2] 杜君，张海燕，王玮，马小原，张蓬勃.考虑气井排液的节点分析方法及应用[J].天然气工业，2004，24（1），43-46
[3] 陆道政，季新宝 自动控制原理及设计[M].上海：上海科学技术出版社，1978
【关键词】气控 自动排液系统 天然气 集输
自动排液系统被广泛应用于天然气集输中气液分离器内的气田水的自动控制排放及计量。由于该系统可提高天然气井站的就地自动化水平，避免因人工操作不当造成的气液分离器翻塔或串气，防止天然气能源的大量损失和环境污染及人为安全事故，有利于提高企业经济效益和减轻操作人员的劳动强度。确保其稳定可靠运行对气田现场生产、科研等工作的开展有着重要的促进作用。
1 自动排液系统概述
1.1 自动排液系统分类
目前，常用的自动排液系统按控制类型可分为三类：
（1）机械式，如疏水阀和排污阀等，采用浮筒或浮球与连杆放大机构连接，在浮力作用下的机械动作控制阀门开闭，实现容器自动排液；该类型普遍体积大，机构较为复杂，安装、调整、维护工作量大，难以实现液位调整、超限报警、排液计数、集中监控等重要功能。
（2）电控式或电气联控式，由液位检测计输出电信号控制执行器对阀门进行开闭，实现自动排液。当现场供电不稳定或防爆要求很高的场合，电控装置的使用就会受到很大的限制；而且电控式本身结构也比较复杂，对电动执行阀的要求较高。
（3）气控式，避免了电控式、电气联控、机械式的上述缺点，并且更加符合天然气生产的排液工艺要求，其设备成本仅与电控式相当，而长期使用维护成本、安装成本较低。
1.2 气控自动排液系统的特点
（1）气控自动排液系统的液位控制精度高，性能好。在气控自动排液系统中可以通过气动控制回路设计来实现，而在电控式和机械式中却无法做到。
（2）可靠性和安全性高。控制装置与高压容器之间没有直接连接，在回路上保持相对独立，而且采用具自动和手动双功能的气动调节阀.在故障或检修状态下用手动方式进行人工强制开闭，安全性强。
（3）安装维护简单，不会出现机械式自动排液系统因凝析油或杂质堵塞的情况，无需定期排污除垢。
（4）具有多种附加功能。气控自动排液系统能实现排液计数、计量、超限报警、传输液位高度和阀门开闭信息等电控系统才能实现的功能，以满足各种用户不同的需求。
1.3 气控自动排液系统在采气分公司第一作业区的应用
目前气控自动排液系统目前已经在采气分公司各作业区集气站内得到广泛应用。第一作业区的8座集气站内安装有21套自动排液装置，均为乐山市热工仪表有限公司生产的LYLCA-Ⅲ（IV）节电型自动排液系统。
本文将以LYLCA-Ⅲ（IV）为例，对其主要结构和工作原理进行介绍、并对其运行过程中常见的故障及其原因做以分析。
2 主要结构及工作原理
2.1 主要结构
LYLCA-Ⅲ（IV）节电型自动排液系统的结构图，LYLCA-Ⅲ（IV）节电型自动排液系统主要由磁性液位计、液位检测控制仪、气动控制柜和气动排液阀四部分构成。2.2 工作原理
LYLCA——Ⅲ（Ⅳ）节电型自动排液系统的工作原理，液位计筒体内磁浮子与分离器内液位始终保持同一高度，标尺上红色磁柱则直观地显示其液位高度，液位检测杆内的上、下限液位开关、上下限液位报警开关用于监测其液位的变化。当分离气内液位升至设定排液高度时，磁浮子使上液位开关闭合输出信号给仪表间的液位监测控制仪（Ⅱ）内的液位电子控制模块，使电磁阀通电，此时由气动控制柜控制单元减压至0.25-0.4Mpa的天然气经电磁阀进入启动排液阀上模腔，排液阀立即打开进行自动排液，随着分离器液位的下降、磁浮子使下液位开关闭合，液位电子控制模块使电磁阀失电而换向，气动排液阀膜腔内气体经换向后由电磁阀排除，排液阀关闭，自动停止排液。如此周而复始进行自控排液，并记录排液次数累计排液量。若发生故障或分离器内液位异常时，现场仪表间的液位检测控制仪均发出声、光报警讯号，及时提醒操作人员处理和排除故障。
3 气控自动排液系统应用分析及建议
3.1 实际应用效果
通过实践发现，近几年该系统在实际运行过程中一直不够稳定，总体具有以下几个特点：
（1）产高矿化度地层水或产液较脏（含凝析油、固体杂质等）气井的排液系统，其工作的稳定性较差；对于产液量较小的气井，由于排液系统长时间不动作，其工作的稳定性也较差。
（2）气质较为干净或产液量较大可使排液系统频繁动作的气井，其工作的稳定性相对较好。
（3）夏秋季节总体运行情况比冬春季节好。
3.2 认识及建议
通过实践总结，得出以下几点认识：
（1）气控式自动排液系统是目前比较先进的自动排液设备，具有安全性高、成本低、体积小、性能稳定可靠、控制精度高、功能扩展性好、安装维护简单、环境适应性强等优点。
（2）使用气控式自动排液系统可有效降低现场员工的日常工作量，特别是在高产水气井的频繁排液工作；有助于取全取准气井产液基本资料，为气井动态监测和科学分析提供可靠依据。
气控自动排液系统在实际运行当中还不够稳定，降低其运行过程中的故障率对于日常生产有非常重要的意义，为此提出以下几点建议：
3.2.1加强日常的维护工作：
（1）现场巡回检查时务必观察气源过滤或减压单元的压力表指针应在0.25-0.4Mpa以内。
（2）每班（8小时）应对二级高、低压过滤器人工排污一次，以排除其积液及杂质。
（3）依分离器每天排液量大小，每次自动排液间隔应在10-20分＼次为佳，若间隔小于5分＼次会过于频繁易损坏排液阀膜片，此时应适当打开旁通阀进行调控。
（4）电磁阀头部有手拉换向杆，向外拉为人工打开排液阀，向里推为人工关闭排液阀，仅在装置故障时短期内人工切换。须切断报警器电源。
（5）阀门的阀杆，螺栓等易锈除应常用黄油保养。
3.2.2对自动排液系统进行优化和改进：
（1）加强伴热，故障最主要的原因是温度低时，发生冻堵，为此应该加强伴热，如果电伴热达不到理想效果，可考虑采取新的保温方式；
（2）加粗排液管线和进气管线，进气和排污管线过细也是易发生故障的原因。为此，可对其进行加粗改造，降低冻堵的机率；
（3）如果工艺允许，可采用脱水后的天然气作为气源，避免冻堵的发生。
参考文献
[1] 罗华，张光函，吕荣美.气控自动排液系统在天然气集气站的应用[J].天然气工业，2008，28（11），109-111
[2] 杜君，张海燕，王玮，马小原，张蓬勃.考虑气井排液的节点分析方法及应用[J].天然气工业，2004，24（1），43-46
[3] 陆道政，季新宝 自动控制原理及设计[M].上海：上海科学技术出版社，1978