●成興建

計(jì)量站油井自動(dòng)控制計(jì)量應(yīng)用及效益

●成興建

新港公司九1—九5稠油合作區(qū)塊隨著每年的產(chǎn)能開(kāi)發(fā)建設(shè)，油井和計(jì)量站數(shù)量不斷增多，油田生產(chǎn)與操作人員需求間的矛盾日益突出。目前有油井近4000口，計(jì)量站200多座，油井計(jì)量仍然是傳統(tǒng)的玻璃管量油模式。計(jì)量站計(jì)量工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度比較大。為了緩解人員資源緊張的局面，在老區(qū)結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施進(jìn)行油井自動(dòng)計(jì)量及數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳上報(bào)。

計(jì)量站 油井 自動(dòng)計(jì)量 勞動(dòng)強(qiáng)度

一、現(xiàn)狀

新港公司目前有計(jì)量站200多座，每天計(jì)量的油井在800口左右，在油田生產(chǎn)的黃金時(shí)間，每天安排的碰泵、調(diào)參井，也有轉(zhuǎn)抽、檢泵等措施井，依據(jù)資料錄取的需要，連續(xù)加密計(jì)量。在九1—九5稠油區(qū)塊都是傳統(tǒng)的油井計(jì)量工藝，使用計(jì)量分離器，人工玻璃管量油，根據(jù)計(jì)量時(shí)間、玻璃管液面高度，換算成該井當(dāng)天的日產(chǎn)液量。

計(jì)量站計(jì)量工每天的工作任務(wù)是油井產(chǎn)量的計(jì)量及井口資料的錄取，以及計(jì)量站各類(lèi)資料、報(bào)表等的填寫(xiě)上報(bào)，加之受計(jì)量設(shè)備數(shù)量的限制，只能一口一口井進(jìn)行計(jì)量，花費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度比較大。

二、油井自動(dòng)計(jì)量試驗(yàn)方案

在老區(qū)開(kāi)始結(jié)合自己的實(shí)際情況，選擇對(duì)工藝流程進(jìn)行改造，應(yīng)用多通閥和現(xiàn)有的分離器，建立自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)油井自動(dòng)計(jì)量，無(wú)人職守，上位監(jiān)控。

1.油井自動(dòng)計(jì)量試驗(yàn)方案原則。（1）老區(qū)計(jì)量站要充分利用已有的設(shè)備設(shè)施，結(jié)合多通閥集輸工藝技術(shù)，進(jìn)行工藝改造；（2）本著降低計(jì)量工的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作量，實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)計(jì)量，輔助人工干預(yù)；（3）人工和自動(dòng)計(jì)量誤差控制在±0.5t/d；（4）具有上位在線監(jiān)控及聲音報(bào)警功能。

2.油井自動(dòng)計(jì)量試驗(yàn)的各項(xiàng)要求。（1）工藝改造。拆除原計(jì)量間的集輸、計(jì)量及進(jìn)罐工藝管匯，保留計(jì)量間單井生產(chǎn)閘門(mén)及前端高壓管線，保留末端的進(jìn)罐管線、密閉管線，安裝電動(dòng)多通閥，實(shí)現(xiàn)原有的油氣集輸功能。（2）油井自動(dòng)計(jì)量選用設(shè)備設(shè)施要求。一是利用已有的分離器和輸油泵作為體積計(jì)量的主要設(shè)備；二是液位標(biāo)高使用具有液位標(biāo)高信號(hào)上傳的磁翻柱式液位計(jì)；三是計(jì)量站具有觸摸屏和以PLC為主的顯示和控制設(shè)施。（3）油井自動(dòng)計(jì)量技術(shù)要求。一是自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)具有自動(dòng)計(jì)量和人工計(jì)量的功能，以及自動(dòng)切換功能；二是以分離器液位標(biāo)高為主要控制單元，時(shí)間為輔助控制單元；三是多通閥流程切換到單井計(jì)量系統(tǒng)，要求延遲3分鐘開(kāi)始計(jì)量；四是計(jì)量中以30分鐘或30公分為單井計(jì)量控制參數(shù)；五是分離器液位計(jì)標(biāo)高90公分和95公分為最高液位控制、啟泵液位和報(bào)警液位；六是自動(dòng)控制系統(tǒng)界面具有單井產(chǎn)液量查詢及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，上位監(jiān)控；七是上位機(jī)具有工藝流程在線監(jiān)控和數(shù)據(jù)查詢功能；

三、油井自動(dòng)計(jì)量的開(kāi)展

自2009年先期在417計(jì)量站開(kāi)展，得到作業(yè)區(qū)的認(rèn)可，目前已大規(guī)模推廣應(yīng)用。

1.工藝流程的改造。拆除計(jì)量間的集輸、計(jì)量及密閉輸送管線，安裝電動(dòng)多通閥，實(shí)現(xiàn)原有的計(jì)量站工藝功能。

2.多通閥的選用。根據(jù)稠油生產(chǎn)的特點(diǎn)和計(jì)量站工藝流程、設(shè)計(jì)井式、油井來(lái)液溫高、汽大等特性，經(jīng)調(diào)研選用金牛公司生產(chǎn)的陶瓷密封生產(chǎn)的MCPC12-PN2. 5DN50/DN150型(分為12井式、16井式、18井式)多通閥集輸系統(tǒng)，能夠滿足生產(chǎn)需要。

3.計(jì)量站油井計(jì)量控制系統(tǒng)。

（1）磁翻柱式液位計(jì)。分離器使用計(jì)量站現(xiàn)有的設(shè)備，更換已有的液位計(jì)為性能可靠的磁翻柱帶變送遠(yuǎn)傳的液位計(jì)。根據(jù)浮力原理，浮子在測(cè)量管內(nèi)隨液位的升降而上下移動(dòng)，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過(guò)磁耦合作用，驅(qū)動(dòng)紅、白色翻柱翻轉(zhuǎn)180°，實(shí)現(xiàn)液位的指示。在磁性浮子液位計(jì)上安裝變送器，它通過(guò)磁浮子上下移動(dòng)，經(jīng)磁耦合作用使導(dǎo)管內(nèi)測(cè)量元件依次動(dòng)作，獲得電阻信號(hào)變化，轉(zhuǎn)換成4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出，與PLC聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳顯示及控制。

（2）自動(dòng)計(jì)量控制系統(tǒng)。RTU（遠(yuǎn)程終端單元）它主要包括控制器、I/O模塊、通信模塊和應(yīng)用軟件組成。

（3）標(biāo)高、時(shí)間換算產(chǎn)量。Q——日產(chǎn)液量，t；H——計(jì)量標(biāo)高，cm；t——計(jì)量時(shí)間，分鐘。

（4）上位觸摸屏控制系統(tǒng)具有的功能。登錄界面系統(tǒng)、油井計(jì)量標(biāo)高及時(shí)間的設(shè)置、報(bào)警界面、數(shù)據(jù)查詢、幫助畫(huà)面。

4.上位監(jiān)控中心。監(jiān)控站區(qū)無(wú)人時(shí)，計(jì)量工藝流程、打油泵及分離器的工作狀況，并且具有根據(jù)油藏地質(zhì)油井月度計(jì)量運(yùn)行大表，每天自動(dòng)按時(shí)開(kāi)展油井計(jì)量。

四、計(jì)量數(shù)據(jù)的對(duì)比及誤差分析

完成了工藝改造及設(shè)備安裝調(diào)試后，進(jìn)行了計(jì)量取值分析，將自動(dòng)計(jì)量值與原人工計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較分析：

1.兩座計(jì)量站單井自動(dòng)計(jì)量取得的數(shù)據(jù)比人工計(jì)量都偏高，最高達(dá)到近14t/d，誤差62%。

2.誤差最高達(dá)到近62%，說(shuō)明單井產(chǎn)量高，誤差大，單井產(chǎn)量低，誤差低。

經(jīng)分析造成數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差的原因?yàn)椋海?）多通閥裝置在流程切換過(guò)程中，其它經(jīng)來(lái)液進(jìn)入計(jì)量系統(tǒng)；（2）計(jì)量流程切換到位后，沒(méi)有等到玻璃管液面平穩(wěn)，系統(tǒng)涉及沒(méi)有按照方案要求進(jìn)行3分鐘延時(shí)，導(dǎo)致單井計(jì)量偏高誤差；（3）由于油井不同時(shí)間段來(lái)液量大小存在差異，自動(dòng)計(jì)量和人工計(jì)量選取時(shí)間段不同；（4）液位計(jì)誤差為1cm-2cm，人工計(jì)時(shí)及讀取標(biāo)高存在的人為因素。

根據(jù)以上原因分析，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)量延時(shí)，油井以30分鐘（液位不超過(guò)60公分）計(jì)量，同時(shí)，在自動(dòng)計(jì)量開(kāi)始后，輔以人工計(jì)量，計(jì)量值誤差＜0.5t/d,達(dá)到方案設(shè)計(jì)要求。

五、幾種計(jì)量方法的比較

目前單井計(jì)量大多計(jì)量站采用分離器計(jì)量，近幾年逐步出現(xiàn)稱重翻斗式自動(dòng)計(jì)量及示功圖油井產(chǎn)液量計(jì)量法。

1.老區(qū)管匯分離器玻璃管計(jì)量，人工切換流程進(jìn)行油井計(jì)量，操作工勞動(dòng)強(qiáng)度大，投資較大。

2.稱重翻斗式自動(dòng)計(jì)量。稱重翻斗式自動(dòng)計(jì)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有一定計(jì)量精度，設(shè)備投資較大，不能應(yīng)用普通的計(jì)量罐，經(jīng)常出現(xiàn)漏量或倒不干凈的情況。

老區(qū)管匯分離器計(jì)量、稱重翻斗式計(jì)量及目前試驗(yàn)的自動(dòng)計(jì)量在油井計(jì)量中，都存在一定的誤差，主要是油井來(lái)液的不均，油井計(jì)量值都是相對(duì)的，計(jì)量數(shù)據(jù)僅為油井分析提供參考依據(jù)。

六、效果分析在九1—九5稠油合作區(qū)塊，計(jì)量站都是傳統(tǒng)的計(jì)量工藝系統(tǒng)和玻璃管量油，加之，油井來(lái)液的不均性及計(jì)量人為因素，日常誤差是存在的。

1.簡(jiǎn)化工藝流程。使用多通閥油井集輸工藝技術(shù)，簡(jiǎn)化了工藝流程，將進(jìn)罐、密閉生產(chǎn)和計(jì)量工藝結(jié)合于多通閥一體，減少了計(jì)量中不斷開(kāi)關(guān)閘閥的工序。

2.以自動(dòng)控制代替人工計(jì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。省略了人工頻繁切換閘閥，取液位、時(shí)間值人工換算單井計(jì)量值，縮短了計(jì)量時(shí)間4個(gè)多小時(shí)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.投資低，見(jiàn)效快。一座計(jì)量站總投資不超過(guò)20萬(wàn)元，省去相關(guān)的管匯、閘閥安裝近30萬(wàn)元。

七、結(jié)論

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工藝流程的改造，自動(dòng)計(jì)量控制系統(tǒng)和上位監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，可以得出以下幾方面的結(jié)論。

1.在老區(qū)稠油計(jì)量站應(yīng)用該自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，滿足了油井計(jì)量和地質(zhì)安排的計(jì)劃，緩解現(xiàn)場(chǎng)人員緊張的局面。

2.由于實(shí)現(xiàn)了完全的自動(dòng)計(jì)量，計(jì)量工較高的勞動(dòng)強(qiáng)度和長(zhǎng)時(shí)間計(jì)量得到徹底的改觀。

3.在產(chǎn)能開(kāi)發(fā)中，大部分計(jì)量站都是露天管匯站，無(wú)人職守，采用這種自動(dòng)計(jì)量模式，可以降低建站成本和設(shè)備設(shè)施成本。

目前每年10座計(jì)量站產(chǎn)能建設(shè)及在老區(qū)每年改造15座計(jì)量站中，新港公司采用的自動(dòng)計(jì)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了投資減少，勞動(dòng)強(qiáng)度降低，年降本增效百萬(wàn)元的收益。

（作者單位:中石化中原油建克拉瑪依工程處 新疆克拉瑪 834000）

（責(zé)編：若佳）

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1004-4914（2014）09-284-02