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1 係統概述 計量站是油田的重要組成部分。計量站生產擔負著站內各個油井的液、油計量任務,需要及時、準確地為油田地質部門提供油藏工程資料。油田計量站外輸分離器的主要作用是將從地下打上來的原油進行分離,即對天然氣、油、水三者進行分離,在分離器中天然氣在最上層,油在中間層、水shui在zai最zui下xia層ceng。一yi般ban用yong手shou動dong操cao作zuo,油you位wei很hen容rong易yi低di於yu出chu油you口kou,這zhe樣yang天tian然ran氣qi就jiu從cong出chu油you口kou跑pao掉diao,造zao成cheng很hen大da的de浪lang費fei,並bing且qie天tian然ran氣qi的de計ji量liang采cai用yong雙shuang波bo紋wen差cha壓ya計ji進jin行xing手shou工gong測ce量liang很hen不bu準zhun確que,為wei解jie決jue這zhe一yi問wen題ti,將jiang油you位wei和he天tian然ran氣qi采cai用yong自zi動dong控kong製zhi和he測ce量liang。
2 油井計量裝置的構成
2.1 工作原理 單井來油經三相分離後,原油進入油桶,油桶內安裝的液位變送器實時采集當前液位高度。當液麵達到設置的上限排油高度時,PLC控製主泵排油,當液麵達到設置的高限排油高度時,PLC控製主、備泵同時工作排油,防止原油溢出。原油經過在線含水分析儀,刮板流量計、薄膜閥等排出;分fen離li後hou的de水shui經jing水shui堰yan管guan口kou溢yi出chu,進jin入ru集ji水shui桶tong。當dang油you或huo水shui液ye位wei降jiang到dao設she定ding的de下xia限xian關guan閥fa高gao度du時shi,排pai油you泵beng關guan閉bi,進jin行xing下xia一yi桶tong的de油you或huo水shui的de積ji累lei。在zai分fen離li器qi頂ding部bu的de氣qi出chu口kou處chu,設she有you溫wen度du、壓力變送器、過濾器、氣體腰輪流量計、自動式調壓閥、單流閥等。三相分離器的進油管線裝有一套加藥裝置,可連續可控地給來油加破乳劑。
2.2 現場控製終端 現場控製終端采用PLC實現現場信號的采集和工藝控製,主要實現如下功能: 信號采集:采集現場反饋的液位、蒸汽溫度、流量等模擬信號和門禁、泵狀態等開關信號。 手自動切換:zaixianchangweihuhuojinjizhuangtaishi,keyitongguorengongfangshijiangcizhanqiehuandaoshoudongzhuangtai,cishicijiliangzhanweixianchangshoudongkongzhi,zidongkongzhiliuchengwuxiao。jiankongzhongxinzhinengjianshicijiliangzhan,bunengyuanchengkongzhicizhanshebei。 自動流程控製:計量站為自動狀態時,PLC按照編寫的控製流程實現自動控製。PLC可遠程接收監控中心下傳的參數,也可接受監控中心遠程的控製命令。
2.3 現場總線 現場總線采用CAN總線實現監控中心與現場控製終端的網絡連接,CAN總線具有以下特點: 1.CAN為多主站方式工作。網絡上任一節點均可在任意時刻主動向網絡上其它節點發送信息。可以方便的實現多中心控製。 2.CAN的直接通信距離最遠可達10km(速率小於5kb/s),速率最高可達1Mbs(40m以內)。能夠滿足數據采集實時性的需求。 3.CAN上的節點數最高可達110個,為係統擴展預留有足夠的空間。 4.CAN采用短幀結構,傳輸時間短,受幹擾概率低,具有極好的檢錯效果。 5.CAN節點在錯誤嚴重的情況下有自動關閉輸出功能,使總線上其它節點的操作不受影響。
3 計量站SCADA係統 監控中心采用世紀星組態軟件構成數據采集和監控(SCADA)係統,完成生產監控、計量監控、現場控製參數設置、遠程控製、趨勢分析、故障報警、統計報表生成等工作。 為提高可靠性,監控中心采用雙機熱備結構構成上位機監控係統。主機和從機通過TCP/IP網wang絡luo連lian接jie,正zheng常chang情qing況kuang下xia主zhu機ji處chu於yu工gong作zuo狀zhuang態tai,從cong機ji處chu於yu監jian視shi狀zhuang態tai,一yi旦dan從cong機ji發fa現xian主zhu機ji異yi常chang,從cong機ji將jiang會hui在zai很hen短duan的de時shi間jian之zhi內nei代dai替ti主zhu機ji,完wan全quan實shi現xian主zhu機ji的de功gong能neng;當(dang)主(zhu)機(ji)恢(hui)複(fu)正(zheng)常(chang)後(hou),從(cong)機(ji)將(jiang)控(kong)製(zhi)權(quan)交(jiao)還(hai)給(gei)主(zhu)機(ji),從(cong)機(ji)重(zhong)新(xin)處(chu)於(yu)監(jian)視(shi)狀(zhuang)態(tai)。同(tong)時(shi),世(shi)紀(ji)星(xing)組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)雙(shuang)機(ji)熱(re)備(bei)還(hai)具(ju)備(bei)雙(shuang)機(ji)數(shu)據(ju)冗(rong)餘(yu)功(gong)能(neng),保(bao)障(zhang)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)數(shu)據(ju)的(de)安(an)全(quan)、完整性。 世紀星組態軟件同時提供Web瀏覽功能,世紀星的WEB 發布基於客戶機/服務器(B/S)結構,由 Web 瀏覽器(客戶機)和 Web 服務器(服務器)構成,兩者之間采用 TCP/IP 傳送協議進行通信。通過 IE 瀏覽器,輸入服務器的 IP 地址,就可以查看現場的畫麵和數據。通過Web瀏覽功能,油田管理人員可以隨時了解到當前生產情況及統計報表。

監控係統主要包括如下功能模塊: 生產監控:實現現場工藝動畫模擬、數據實時監控、遠程參數傳遞、遠程控製等功能。 趨勢分析:趨勢曲線分為實時趨勢曲線、曆史趨勢曲線兩種類型。 實時趨勢曲線用於顯示當前8小時采集數據的趨勢變化狀態,操作人員可以直觀的觀察到當前生產狀況,及時發現生產中出現的異常情況,降低事故的發生。 曆史趨勢曲線用於曆史數據的查看,操作人員可以通過點擊曲線工具欄中的按鈕按照指定時間間隔左、右滾動曲線。可局部放大曲線觀察趨勢情況,可指定起始時間、結束時間按照時間段查詢趨勢變化。 報警信息管理:係統可根據計量站情況分別設定不同參數的報警限,當發生報警時,係統自動切換到報警窗口,同時已聲音、閃shan爍shuo等deng方fang式shi提ti示shi操cao作zuo人ren員yuan。係xi統tong為wei每mei個ge計ji量liang站zhan提ti供gong一yi個ge報bao警jing使shi能neng開kai關guan,當dang使shi能neng開kai關guan關guan閉bi時shi,此ci站zhan報bao警jing功gong能neng暫zan時shi禁jin用yong,防fang止zhi計ji量liang站zhan維wei護hu時shi,頻pin繁fan報bao警jing。報bao警jing信xin息xi分fen為wei實shi時shi報bao警jing、曆史報警兩種,曆史報警窗口可以按照時間段查詢曆史報警信息。 報表統計:係統提供日報表、月報表、年報表、操作記錄報表等多種類型報表,所有報表均可輸出Excel格式,方便管理人員統計分析。日報表、月報表、年報表包含生產數據統計信息及設備運轉統計信息,為生產決策及設備維護保養提供參考依據。操作記錄報表記錄參數下傳、控製命令下發等關鍵信息,實現事故的追憶。 用戶管理:用yong戶hu管guan理li是shi為wei係xi統tong安an全quan操cao作zuo而er設she計ji的de。本ben係xi統tong操cao作zuo權quan限xian分fen為wei管guan理li員yuan及ji普pu通tong用yong戶hu兩liang級ji。管guan理li員yuan登deng錄lu後hou,可ke以yi操cao作zuo係xi統tong提ti供gong的de所suo有you功gong能neng。普pu通tong用yong戶hu登deng錄lu後hou可ke瀏liu覽lan工gong藝yi畫hua麵mian、趨勢畫麵等功能,不具備參數下傳、控製命令等操作權限。
4 小結 本係統在油田實際使用,實現了實時監測油田生產動態,及時發現生產故障、事shi故gu隱yin患huan和he自zi動dong完wan成cheng計ji量liang任ren務wu,從cong而er使shi油you田tian現xian場chang生sheng產chan管guan理li製zhi度du發fa生sheng了le根gen本ben性xing轉zhuan變bian,由you昔xi日ri舊jiu體ti製zhi油you田tian常chang規gui的de以yi站zhan設she班ban,井jing站zhan值zhi守shou步bu行xing巡xun檢jian製zhi,變bian為wei井jing站zhan無wu人ren值zhi守shou故gu障zhang巡xun檢jian製zhi;由(you)以(yi)調(tiao)度(du)為(wei)中(zhong)心(xin)指(zhi)揮(hui)生(sheng)產(chan),變(bian)為(wei)以(yi)自(zi)動(dong)化(hua)中(zhong)心(xin)控(kong)製(zhi)室(shi)為(wei)中(zhong)心(xin)指(zhi)揮(hui)生(sheng)產(chan)。大(da)幅(fu)度(du)減(jian)少(shao)現(xian)場(chang)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)同(tong)時(shi),由(you)於(yu)生(sheng)產(chan)資(zi)料(liao)幾(ji)乎(hu)全(quan)部(bu)計(ji)算(suan)機(ji)處(chu)理(li),提(ti)高(gao)了(le)資(zi)料(liao)處(chu)理(li)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)速(su)度(du),減(jian)少(shao)資(zi)料(liao)分(fen)析(xi)統(tong)計(ji)人(ren)員(yuan),極(ji)大(da)地(di)提(ti)高(gao)勞(lao)動(dong)效(xiao)率(lv),運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)良(liang)好(hao),有(you)效(xiao)改(gai)善(shan)工(gong)人(ren)的(de)勞(lao)動(dong)強(qiang)度(du),節(jie)約(yue)了(le)能(neng)源(yuan),為(wei)油(you)田(tian)計(ji)量(liang)站(zhan)的(de)科(ke)學(xue)管(guan)理(li)提(ti)供(gong)有(you)效(xiao)的(de)方(fang)法(fa)。
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