盧影（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

外輸天然氣計量系統(tǒng)軟件功能的完善與應(yīng)用

盧影（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

針對喇嘛甸油田外輸天然氣計量系統(tǒng)存在軟件智能化低、技術(shù)落后，不能滿足生產(chǎn)管理需要的情況，進行系統(tǒng)軟件功能的完善，實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳，信息共享，達到外輸天然氣計量系統(tǒng)的監(jiān)控自動化。介紹了系統(tǒng)軟件功能存在的問題及系統(tǒng)軟件功能的完善和應(yīng)用效果，天然氣計量系統(tǒng)軟件功能的完善，提高了喇嘛甸油田外輸天然氣計量系統(tǒng)故障處理及時率，提高了維護人員的工作效率，減少了外輸天然氣計量損耗，避免了企業(yè)的經(jīng)濟損失。

自動化；天然氣；計量

DOI：10.3969/j.issn.2095-1493.2017.07.017

喇嘛甸油田共有8套天然氣計量系統(tǒng)，采用4套計量軟件進行天然氣計量工作。在計量維護過程中，維護人員采取定期上站巡檢方式來保障外輸天然氣計量系統(tǒng)正常運行，獲取準(zhǔn)確的天然氣計量數(shù)據(jù)。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)差變量程超限、儀表故障、計量系統(tǒng)故障等臨時故障時，維護人員不能及時進行故障處理，影響了外輸天然氣交接計量量值，造成外輸天然氣量值的損耗。為避免經(jīng)濟損失，降低損耗，有必要完善計量系統(tǒng)軟件功能，使外輸天然氣計量系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在線故障診斷報警功能、記錄功能、手動輸入?yún)?shù)功能、傳輸功能。做到發(fā)現(xiàn)問題及時處理，避免經(jīng)濟損失，達到節(jié)約降耗的目的。

1 計量系統(tǒng)軟件存在問題

計量系統(tǒng)軟件功能智能化低，可實現(xiàn)的功能較少，存在以下幾個方面問題：

1）系統(tǒng)不能實現(xiàn)自動診斷功能，出現(xiàn)故障時需要維護人員上站查看后確定故障原因，進行處理。

2）系統(tǒng)無報警值設(shè)定及記錄功能，維護人員不能根據(jù)需要來設(shè)定報警值，當(dāng)系統(tǒng)在非工作日發(fā)生故障時，現(xiàn)場工作人員不能及時處理故障。

3）無手動輸入?yún)?shù)功能，遇到問題時，維護人員不能根據(jù)現(xiàn)場實際情況，手動輸入天然氣氣質(zhì)參數(shù)和物性數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)參比條件、取壓方式、測量管內(nèi)徑、孔板開孔直徑、儀表量程、時鐘數(shù)據(jù)及通訊參數(shù)等[1]，降低工作人員的維護能力。

5）無故障傳輸功能，現(xiàn)場工作人員發(fā)現(xiàn)問題后采取電話通知方式通知維護人員，增加處理時間。

2 計量系統(tǒng)軟件功能完善

在計量系統(tǒng)中置入先進的可編程控制器（西門子300PLC）、通訊模塊、通訊器及程序設(shè)計，完善計量系統(tǒng)的軟件功能。

2.1 完善故障診斷功能

根據(jù)喇嘛甸油田外輸天然氣計量系統(tǒng)故障實際情況，在計量系統(tǒng)軟件程序中置入故障診斷部分。故障包括：工控機故障、PLC故障、一次表故障、現(xiàn)場一次儀表超量程、供電故障、軟件損壞故障及打印故障等。當(dāng)發(fā)生故障時，一是計算機報警，通過放大器傳到閃光信號報警器報警；二是顯示器頁面上顯示故障現(xiàn)象，并根據(jù)故障現(xiàn)象顯示故障原因及故障處理預(yù)案（表1）；三是維護人員根據(jù)故障處理預(yù)案，實施故障處理；四是系統(tǒng)自動生成歷史報表顯示天然氣流量平均值，維護人員處理故障完畢后，恢復(fù)系統(tǒng)正常計量。

2.2 完善報警值設(shè)定及記錄功能

根據(jù)外輸氣孔板計量裝置安裝、取壓方式、直管段長度、現(xiàn)場儀表量程、現(xiàn)場儀表返回信號、打印機運行情況等，進行手動置入報警設(shè)定，同時在軟件中形成備份[2]。

表1 故障處理方法

應(yīng)用PLC編寫簡單易操作人機對話界面，記錄現(xiàn)場差壓變送器出現(xiàn)的異常狀況，提高工作人員的維護能力（圖1）。

德國ETAS（易特馳）集團為客戶提供用于汽車電控單元（ECU）開發(fā)和維護的各種集成工具和解決方案。作為一流的工具供應(yīng)商，易特馳始終提供創(chuàng)新、高質(zhì)量的產(chǎn)品，并針對ECU生命周期的各個階段提供解決方案。該公司2005年進入中國，為中國本土客戶提供全方位的服務(wù)以及個性化的解決方案。

圖1 故障處理流程

1）當(dāng)天然氣瞬時流量值突然增大時，工控機顯示界面提示報警，并提示現(xiàn)場差壓變送器可能是負(fù)壓室堵塞，工作人員根據(jù)報警提示對差壓變送器負(fù)引壓管放空。

2）當(dāng)天然氣瞬時流量值突然減小時，系統(tǒng)報警并提示現(xiàn)場差壓變送器可能是正壓室堵塞，工作人員根據(jù)報警提示對儀表正引壓管進行放空。

3）編制報警記錄數(shù)據(jù)庫并設(shè)置專門數(shù)據(jù)處理文件夾，存放故障報警情況記錄。該數(shù)據(jù)庫中能夠?qū)Σ顗鹤兯推鳌毫ψ兯推?、溫度變送器等儀表形成歷史溯源，（即儀表發(fā)生故障時，系統(tǒng)記錄上一時刻歷史數(shù)據(jù)），可形成曲線圖，該記錄設(shè)置為不可刪除，為維護人員處理故障提供資料。

2.3 完善手動輸入?yún)?shù)功能

應(yīng)用PLC編寫簡單易操作的人機對話界面，相關(guān)人員能夠手動置入并修改相關(guān)參數(shù)。維護人員根據(jù)現(xiàn)場實際情況，可手動輸入天然氣氣質(zhì)參數(shù)和物性數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)參比條件、取壓方式、測量管內(nèi)徑、孔板開孔直徑、儀表量程、時鐘數(shù)據(jù)及通訊參數(shù)等。

2.4 完善打印功能

程序自動生成報表及差壓、壓力、溫度瞬時值、流量瞬時值、當(dāng)天流量累計值?？刹樵儦v史報表，根據(jù)需要打印報表，可加入定時打印選項，維護人員可根據(jù)需要，設(shè)定打印報表時間。

2.5 完善故障數(shù)據(jù)傳輸功能

在計量系統(tǒng)PLC中增加通訊模塊MD720-3。MD720-3內(nèi)裝SIM卡，支持SMS短信的發(fā)送和接收以及GSM網(wǎng)絡(luò)。報警信息產(chǎn)生時，通過PLC程序編程將報警短信分別發(fā)送到指定的通訊器上，維護人員可進行故障實時監(jiān)控。

3 應(yīng)用效果

天然氣計量系統(tǒng)軟件完善后已投入現(xiàn)場應(yīng)用，運行情況良好。該計量系統(tǒng)增加了可編程控制器及程序設(shè)計，能夠顯示實時和歷史數(shù)據(jù)曲線、現(xiàn)場工況狀態(tài)及網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)的動態(tài)畫面、提示故障原因以及故障處理預(yù)案。與完善前的計量系統(tǒng)相對比，可實現(xiàn)故障診斷功能、報警值設(shè)定了記錄功率、手動輸入?yún)?shù)功能、打印功能傳輸功能。節(jié)約處理時間分別為6 h、3 h、1 h、1 h、1 h。提高了計量系統(tǒng)故障處理及時率，提高了維護人員的工作效率。

喇I聯(lián)合站氣產(chǎn)量大概為18×104m3/d，如發(fā)生計量故障不及時處理，則參照前一天濕氣產(chǎn)量估值上報，按照5%的估值誤差、按原來年平均故障6次、1元/m3價格計算，氣量損耗為5.4×104m3；經(jīng)濟效益為5.4×104元。喇嘛甸油田共8套天然氣計量系統(tǒng)，全年避免經(jīng)濟損失43.2萬元。

4 結(jié)論

通過完善外輸天然氣計量系統(tǒng)軟件功能，實現(xiàn)了喇嘛甸油田計量管理工作水平的提升，積極推進計量數(shù)據(jù)管理自動化、網(wǎng)絡(luò)化、現(xiàn)代化。在油氣生產(chǎn)、節(jié)能降耗、安全環(huán)保等方面發(fā)揮了重要作用。

1）系統(tǒng)軟件自動化、智能化，實現(xiàn)了在線故障診斷報警、記錄、傳輸功能，做到發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

2）直觀的人機對話界面便于管理和操作，各種工藝和生產(chǎn)參數(shù)設(shè)定、修改方便，減少了大量的抄、報表等繁瑣的工作，降低了操作人員的勞動強度，提高了企業(yè)的管理水平。

3）系統(tǒng)功能齊全，實現(xiàn)了外輸天然氣計量系統(tǒng)的監(jiān)控自動化，提高了喇嘛甸油田外輸天然氣計量系統(tǒng)故障處理及時率，減少了外輸天然氣計量損耗，避免了經(jīng)濟損失。

[1]洪丹.油田天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)改造實施[J].計量裝置及應(yīng)用，2006（5）：37-39.

[2]盛永進.天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)改造[J].計量技術(shù)，2008（27）：183.

2017-04-13

（編輯 鞏亞清）

沙漠綠島石西油田

盧影，工程師，2006年7月畢業(yè)于大慶石油學(xué)院（測控技術(shù)與儀器專業(yè)），從事儀表計量管理工作，E-mail：yataolu@163. com，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)第六采油廠工程技術(shù)大隊，163114。