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油田仪表自动化中的仪表选择探讨

发布时间:2022-11-02 15:10:05 来源:网友投稿

摘要:在经济和科学技术日益发展的大环境下,不同的行业都在全球化的趋势下寻找新的商机和迎接新的挑战,在快速发展的各种新技术之中,仪表自动化技术成为了一支先行军,它在我国的油田数字化、自动化领域内得到了广泛的应用,它以其自动化、数字化的精准特性,为我国的油田提供了安全生产、高效产出的依据,成为了我国油田发展中有力的技术支撑,本文重点论述在我国油田环境中自动化仪表的选择,为油田的信息化、自动化、数字化提供理论支持。

关键词:油田 仪表选择 自动化 数字化

伴随着油田开采装备及设施的不断更新与改造,在自动化、数字化先进技术的引领下,我国的油田开采已经在向信息化、自动化、数字化的趋势发展,它充分利用自动化仪表及传感技术、网络自动化技术、图形控制技术、集散控制技术等,对油田的运行状态进行流量、温度、压力等参数的测量与控制,通过网络技术手段,以及自动化仪表数据显示,对油田的生产状态进行数据采集和处理,实现安全、可控的自动化管理。

1 仪器仪表的范围及其作用

在我国的工业化经济特点日益显著的环境下,作为生产运行所用的仪器仪表是重要的设备之一,它的设计和选择是具有经济价值的技术性工作,尤其在监视油气水井的生产,监控油气水的处理过程,保证油田作业的安全性、提升油田产品质量方面,具有不可估量的重要意义,我们在仪器仪表选型的过程中,要明晰仪器仪表的不同工作原理和工作范围,并对仪器仪表的误差进行分析,以提高仪器仪表的精确度和可靠度。

仪器仪表由于其性能和工作方式的不同,因而在其使用范围内也有不同的型号和原理,其精准度、适用范围和计量参数均有较大差异,它的工作范围是指在生产应用中能够承载的最大强度和最小强度;其测量范围是指仪器仪表测量的上限和下限之间的绝对值,在这个空间内的幅度变化会有效提高仪器仪表的精准度,提高仪器仪表的使用效率。

2 油田仪器仪表自动化系统现状概述

伴随着我国油田生产作业过程中智能化、自动化的仪表装备的加入,我国油气田生产的联合站、接转站及井组的现场仪表测量更加精准,减轻了人工作业强度,实现了精细化管理,进行网络传输的油田作业生产参数采集及控制,使生产作业人员足不出户,即可对油田生产作业现场状况了如指掌。

仪表自动化系统涵盖测量系统、信号系统、联锁保护系统和调节系统,这些系统都是由DCS(即分散控制系统)来完成的,它与网络技术相互结合,进行远程监控,下达生产调控指令,安全指导生产作业。具体步骤是:将油田作业生产线的接转站、联合站的温度、流量、压力、液位等参数数据,借助于自动化仪器仪表设备,进行精准的测量,并上传到自动网络监控系统中,通过数字化的数据读取与转换,进行指挥控制操作。这个自动化仪器仪表控制系统可以自动分析和判断管道的泄露情况,并确定泄露点、通知系统操作人员进行处理,避免安全事故,这有益于前端自动化仪表的精准测量,是DCS控制系统与GPRS网络的有机结合。

3 仪器仪表的误差控制及选择原则

仪器仪表的误差以三种形态而存在,即:绝对误差、相对误差和传导误差。由于油田的作业环境一般来说,都较为复杂,它要受到来自外部环境和内部因素的不同影响,这些都会导致仪器仪表的工作误差,这种仪器仪表的误差是无法避免的,但是它却是可控的,首先在对仪器仪表的选择上,必须依循其使用范围,这样不致出现太大的偏差,使仪器仪表在规定值之内,进行正常的工作和运转,保证精确度和可靠性。

在对仪器仪表的误差进行可控性的调整之下,还必须依循以下原则进行仪器仪表的选择:

3.1 经济有效性和高精度的选择原则

在油田作业环境中,为了保证安全生产、降低生产成本,都必须在仪器仪表的精确测量和计量基础下,进行测量数据参数的处理,因而,对仪器仪表的精度选择原则,是油田作业环境的要求,也是工业生产过程的要求。但是,另一方面,我们还要考虑到,在精度提高的同时,也增加了仪器仪表的高成本费用,因而,要从经济和技术的双重层面进行综合分析,以达到经济性和准确性兼顾的目标。

3.2 安全可靠性的选择原则

在油田作业过程中,其经济效益主要来自于生产运行过程的全程化和持续化状态,任何故障维修和诊断都对油田作业造成影响或损失,因此,为了保证油田作业的效率,需要对仪器仪表进行安全可靠的首选,在其安全可靠值较高的环境下,可以较大地提升企业的经济效益;而安全可靠值较低的仪器仪表,则会由于其可靠性能低而花费较高的维修费用和经济损失。由上可知,仪器仪表的选择,必须是在安全可靠的前提下,选取的经济实用的选择。

4 油田作业过程中自动化仪表系统的仪表选择分析

4.1 温度测量仪器仪表

在油田作业的自动化进程中,温度是重要的参考因素,而最早的温度测量仪表,是意大利人伽利略创造的一种测量物体冷热程度的工业自动化仪表,是一种没有刻度的指示器。它有热电阻温度仪表、热电偶温度仪表、膨胀式温度仪表和辐射式温度仪表几类,它们的工作原理各不相同,热电阻温度仪表是利用导体电阻随温度变化的特性,进行低温的自动化和远距离测量;热电偶温度仪表是利用热电效应来进行温度测量的,这种热电效应与导体材料和结点温度相关;膨胀式温度仪表是利用物体遇热膨胀的原理进行温度计量的,它与液体汽化和凝固温度有直接的关系;而辐射式温度仪表可以用于900℃以上的高温,它是在热能转化为辐射能的基础上,进行温度的测量。

在油田作业环境中,就地指示的温度仪表,主要是选择金属温度仪表,并通过自动化装置,将其温度控制在-80℃和零上500℃之间,精度为1.0-1.5级。对于-8℃ 以下的低温介质或者无法进行准确接触性测量的情况,则可以选择低温压力温度计,并进行相应型号的选择。另外,油田作业过程中的温度仪表安装,也要在选择之后的又一关键步骤,在仪表易受介质冲击的环境下,要采取必要的防弯曲措施,并使仪器的感温面与被测介质表面进行牢固的对接。

4.2 压力测量仪器仪表

在油田仪表自动化系统中,压力测量仪表是和温度测量仪器仪表具有同等重要意义的仪表,它对于油田作业的自动化过程同样也有误差的考虑因素,对于压力状态不同的介质,为了最大化地减少误差,获得精准的测量,要选取不同的型号的压力测量仪表。例如:一些粘度较高的原油,要选用隔膜式的压力仪表,或者采用弹簧管压力表,它们都具有1.5-2.5的精度等级;一些以标准信号输出的压力仪表,要考虑选用相应的压力变送器,对于固体颗粒状的腐蚀性介质,则要选择法兰膜片式压力变送器;对于具有激烈振动的介质,则可以选用数字压力变送器。

4.3 流量计量仪器仪表

在油田作业生产过程中,油井的产液量计量在有分离器生产的方式下,采用人工玻璃管进行计量的方式,通过手动控制液面,以调节阀来实现操作的。在接转站、联合站原油液量的计量采用涡街流量计、双转子流量计等计量方式;而轻质原油在其粘度小于5mps的情况下,要选用涡轮流量计仪表。污水、注入水的流量计量采用涡轮流量计、电磁流量计等计量方式计量。这些流量计量仪表在安装的过程中要注意清理,才能进行准确度的保护与控制。

油田作业环境下,流量计量测量系统的检测元件、一次仪表和显示、记录等要进行恰当的配置。如果配置得当,则可以节约大量加重材料的费用,因此,对流量计量仪表进行不同粘度、不同密度性能参数的改变,在自动化控制系统的处理中,可以为我国油田解决材料浪费的问题。

4.4 液位测量仪器仪表

被测介质的性质是选择“就地液位”指示仪器仪表的重要依据,在实际的油田作业过程中,被测的介质性质有不同种类:轻质油、原油、地下水池、污油池、易液化的介质等,一般来说,玻璃板液位仪表适用于轻质油;原油适用于浮球液位计;地下水池适用于“顶装式浮球液位计”或深度计;污油池适用于电容液位计;掺入乙二醇水溶液的隔离容器适用于易液化的介质。

由上可以看出,用于油田作业生产中的液位测量仪表,是有不同的分类和应用选择的,这里主要介绍“浮球式液位计”、“压变式液位计”、“差压式液位计”。首先,“浮球式液位计”仪表是利用力平衡原理进行测量的,其计量误差为:±2cm(绝对误差),但是这种仪表具有进液稳定性较差的缺点,在需要在容器上开孔安装检测存在较大难度。其次,“压变式液位计”在油田生产中主要用于测量开口容器内的液面高度,如:污水罐等,在被测介质是纯油或纯水的情况下,测量精度较高,但也存在一定误差。最后,还有“差压式液位计”,它在油田作业生产中适用于测量密闭容器内的液位,具有检测量程范围大、精度高、不受介质压力和温度的影响的优点。

4.5 用于油田作业生产的分析仪表选择

众所周知,原油具有不同的密度,其密度的测量也是油田作业过程中的一个重要考虑因素,我们也要根据生产实际情况进行密度计的不同选择。一般情况下,主要选择振动式密度计;对于污水的分析,则要依据其含量进行分析仪表的选择,通常可以选择水中溶解氧分析仪表,用于生产过程中的连续性测量。

5 结束语

在科技和工业技术不断发展的环境下,我国的油田建设程度越来越高,油田自动化仪表的选择也越来越科学和合理,为了更好地推动我国油田自动化、数字化、智能化的建设,油田自动化仪表的选择具有降低产品成本、减少消耗、提升经济效益的重要作用。总之,自动化、数字化的油田建设离不开自动化仪器仪表的选择和应用,只有在精心操控和维护的自动化仪表操作中,才能实现前端油田作业参数的精准测量,实现生产数据的自动化采集和处理控制,排除油田作业中的生产漏洞,体现出自动化仪表的功能和价值。

参考文献:

[1]胡会丰,路晖.仪表自动化工程施工中的技术管理工作[J].价值工程,2011(21).

[2]曹骞,张世杰.浅谈自动化仪表的干扰及抑制措施[J].装备制造技术,2011(05).

[3]张琦.石油化工企业仪表自动化设备的故障维护措施[J].中国新技术新产品,2014(08).

[4]郑燕茹.浅谈如何提升天然气化工仪表自动化管理水平[J].电子制作,2013(09).

[5]钟素媛.天然气仪表自动化水平提升刍议[J].硅谷,2014(06).

[6]谢开.仪表自动化设备的维护分析[J].中国石油和化工标准与质量,2013(21).

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