許慶陸

（中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司，天津300459）

0 引言

隨著海洋石油業(yè)的不斷發(fā)展，海洋石油的調(diào)整井生產(chǎn)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，對化工儀表的需求量也不斷增加，同時(shí)對儀表的安全性能和穩(wěn)定性能要求日益嚴(yán)格。其中雙流程調(diào)整井（兼具注水井和生產(chǎn)井的功能）是所有調(diào)整井中使用的化工儀表數(shù)量及種類最多最全的井型。

1 調(diào)整井常用化工儀表

序號調(diào)整井類型流程管線使用數(shù)量注水井生產(chǎn)雙流程備注1 2 3 4 5 6壓力表溫度計(jì)壓力變送器溫度變送器高低壓開關(guān)流量計(jì)1 1 1井1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1可用壓力變送器替代

依表可以看出，雙流程調(diào)整井主要使用了以下幾種儀表：壓力表、溫度計(jì)、溫度變送器、壓力變送器、高低壓開關(guān)、流量計(jì)。

2 調(diào)整井常用化工儀表的特點(diǎn)及功用

2.1 壓力表

調(diào)整井常用壓力表依據(jù)接觸介質(zhì)，類型有2 種：通用型壓力表和隔膜壓力表。前者用于測試常溫、低黏度、無浮游物、無腐蝕性、可直接接觸的介質(zhì)的壓力，后者適用于測試有腐蝕性、高溫、高黏度、易結(jié)晶、易凝固、有固體浮游物的介質(zhì)的壓力以及必須需要所測量介質(zhì)間接進(jìn)入通用型壓力儀表并需要防止沉淀物積聚且易清洗的場合。其共性要求為：殼體材質(zhì)316SS，防震（即殼體填充硅油）。其在調(diào)整井流程所使用的壓力范圍為：0～10MPa（用于生產(chǎn)流程）及0～25MPa（用于注水流程及壓井流程），起就地顯示及觀察流程壓力的作用。

2.2 溫度計(jì)

調(diào)整井常用溫度計(jì)為雙金屬溫度計(jì)，根據(jù)指針盤與保護(hù)管的連接方向可以把雙金屬溫度計(jì)分成軸向型、徑向型、135°向型和萬向型四種，參見圖1。

圖1 1350向型（左）與萬向型(右)雙金屬溫度計(jì)

其在使用過程中一般需配備保護(hù)套管及溫井，因?yàn)槭褂眠^程中保護(hù)套管需以焊接或螺紋連接的方式安裝管道上，不方便后續(xù)的檢查，其螺紋連接方式存在泄露的可能性，故已逐漸被溫井替代。調(diào)整井常用溫井依照安裝尺寸分為：1 1/2寸和2寸溫井2 種，材質(zhì)多為316SS，其以法蘭連接的方式安裝在管道上，其與溫度計(jì)連接口尺寸為1/2寸NPTF螺紋。

在使用中須注意的是：測量調(diào)整井管道流體溫度時(shí)，一般都應(yīng)將其測量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝都可)為最佳位置，但現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用中，控制范圍為管道內(nèi)徑的1/3至2/3之間。調(diào)整井一般使用的溫度計(jì)量程范圍為：0-100℃和0-150℃，其作用為就地測量和觀察管道內(nèi)流體的溫度。

2.3 壓力變送器

調(diào)整井常用壓力變送器為智能型壓力變送器，是在普通壓力傳感器的基礎(chǔ)上增加微處理器電路而組合成的智能檢測儀表。參見圖2。

圖2 壓力變送器

其和傳統(tǒng)壓力變送器相比較，有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：

（1）性能穩(wěn)定,可靠性好,測量精度高,基本誤差可達(dá)到±0.1%或更低；

（2）有數(shù)字/模擬兩種輸出方式,有HART 和FIELD BUS 兩種通訊協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向通訊,可與現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和上位計(jì)算機(jī)相連以進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊；

（3）可以通過現(xiàn)場通訊器,激活及調(diào)用變送器的自修正、自補(bǔ)償、自診斷及錯(cuò)誤方式告警等多種功能,從而簡化變送器調(diào)整、校準(zhǔn)與維護(hù)的過程。

（4）量程范圍可達(dá)100∶1,時(shí)間常數(shù)可在0～36s 內(nèi)調(diào)整,有較寬的零點(diǎn)遷移范圍；

（5）具有溫度、靜壓的自動補(bǔ)償功能,在檢測時(shí),可對非線性進(jìn)行自動校正；

現(xiàn)經(jīng)過海上多年應(yīng)用，具有較好口碑的有三家品牌：羅斯蒙特、霍尼韋爾和橫河。調(diào)整井中該儀表常用規(guī)格為：數(shù)字顯示，工作電壓24VDC，輸出信號4～20mA，防爆防護(hù)等級EXI?IBT4 IP56,殼體材質(zhì)：鑄鋁鍍塑或316SS；接口1/2NPTF，量程0～10MPa（用于生產(chǎn)流程）及0～25MPa（用于注水流程及壓井流程）且可調(diào)，具備HART和FF協(xié)議。

其在調(diào)整井上所起作用為：檢測流程管線的壓力，并轉(zhuǎn)換成信號通過電纜或其他途徑遠(yuǎn)傳至中控進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，如有異常，則在中控進(jìn)行報(bào)警或邏輯關(guān)斷。如調(diào)整井生產(chǎn)管線使用1臺，則其信號進(jìn)入中控PCS 系統(tǒng)進(jìn)行顯示及預(yù)警，如使用2 臺，則另外1臺代替高低壓開關(guān)的功用，其信號進(jìn)行中控ESD 系統(tǒng)進(jìn)行顯示，并在預(yù)警同時(shí)執(zhí)行邏輯關(guān)斷功能。

2.4 溫度變送器

調(diào)整井現(xiàn)常用溫度變送器為智能型一體式溫度變送器，其通用性強(qiáng)，具有各種補(bǔ)償功能，具有控制、通信和自診斷功能，精度高、功耗低，抗干擾能力強(qiáng)，使用環(huán)境溫度范圍寬，工作穩(wěn)定可靠；可以與各類熱電阻和熱電偶進(jìn)行配合使用。

現(xiàn)經(jīng)過海上多年應(yīng)用，具有較好口碑的有三家品牌：羅斯蒙特、霍尼韋爾和橫河。調(diào)整井中該儀表常用規(guī)格為：數(shù)字顯示，工作電壓24VDC，輸出信號4～20mA，防爆防護(hù)等級EXI?IBT4 IP56,殼體材質(zhì)：鑄鋁鍍塑或316SS；電氣接口1/2NPTF，具備HART 協(xié)議，接線方式有二線制、三線制、四線制，量程范圍為：0～100℃和0～150℃，需與溫井配套使用，其作用為測量和觀察管道內(nèi)流體的溫度，并通過電纜或其他途徑遠(yuǎn)傳至中控PCS進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并在異常時(shí)預(yù)警。

2.5 高低壓開關(guān)

高低壓開關(guān)又稱高低壓導(dǎo)閥，包括：共用底座，高壓導(dǎo)閥和低壓導(dǎo)閥。在調(diào)整井系統(tǒng)中是服務(wù)與井口控制盤的。通過共用底座從管道上取壓，然后傳導(dǎo)給高壓導(dǎo)閥和低壓導(dǎo)閥，高/低壓導(dǎo)閥在感應(yīng)到動作壓力后，進(jìn)行動作，然后其導(dǎo)閥上氣路開始以儀表氣的能量形式傳遞壓力信號進(jìn)入井口控制盤，從而實(shí)現(xiàn)后續(xù)的信號傳遞和邏輯功能。

其作用可用壓力變送器代替，信號可直接進(jìn)入中控ESD系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)報(bào)警及邏輯關(guān)斷?，F(xiàn)部分平臺已經(jīng)采用了此種方式。一方面節(jié)省了設(shè)備費(fèi)用（相對于高低壓開關(guān)而言，壓力變送器費(fèi)用較低）和儀表管的費(fèi)用，另一方面減少了施工難度，節(jié)省了人工。個(gè)人比較支持此種方式。

2.6 流量計(jì)

對于調(diào)整井而言，流量計(jì)只在注水流程中使用，且常用類型為電磁流量計(jì)、和靶式流量計(jì)，前者能夠測量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒（例如泥漿）或纖維液體的流量，后者便于某些黏度較高或含有懸浮物介質(zhì)的流量檢測。

3 結(jié)語

隨著化工儀表中在海上平臺的的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在使儀表的安全性能和穩(wěn)定性能得到有效提高的同時(shí)也使海洋石油化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)成本得到很大程度的降低，使海洋石油化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益有所提高。將來，隨著我國自化工儀表智能性和專業(yè)性的功能的提高，會進(jìn)一步使我國的海洋石油化工企業(yè)的生產(chǎn)效率得到快速提高，同時(shí)也會使企業(yè)的生產(chǎn)成本降低，進(jìn)而提高我國整個(gè)海洋石油化工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。