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基于LK的油田自动化计量系统解决方案———基于LK的油田自动化计量系统解决方案

2012-04-16北京和利时自动化驱动技术有限公司

 

                

     原油计量站作为油井原油计量和汇集的枢纽,在油田的生产中扮演十分重要的角色。实现原油计量站的自动化计量与监控,对于实现整个油田系统的自动监控,提高原油计量的准确性和生产效率等都具有十分重要的意义。

     基于和利时公司HOLLiAS LK系列PLC的油田自动化计量系统是集组态数据软件、数据库管理、计算机网络、信息通讯技术、现场采集、控制技术等多项先进技术于一体的综合控制系统,实现了油田实时过程数据的采集,使操作人员在控制室内就可以了解全部计量间区域的生产情况,进行调度管理。该系统具有良好的开放性,规模可以自由伸缩,系统可以随时扩容。

     工艺流程概述

     简要工艺流程如图1所示。系统主要由计量用三通阀、分离器、平衡罐和原油伴热等部分组成。

                        



     工作流程描述

     油井原油通过输油管道被输送到计量站。在非计量状态下,对应每口油井的三通阀都指向工作汇管方向,原油直接通过工作汇管被输送出去。当需要对某一口油井原油进行计量时,则将此口油井对应的三通阀指向计量汇管方向。原油由计量汇管进入分离器,在分离器中开始对原油进行计量。计量后的原油经平衡罐流入输出汇管被输送出去。

     计量原理

     对油井原油的计量包括混合液的产量(M3)和体积含水率(%)计量两部分。混合液产量V是通过计量油井完成设定的分离器高度(50cm)所需要的时间T,并由公式:V = δ / T得到。其中,δ=15564,计量系数(可修改)。

     由上面计量得到的产量并不能直接得出油井的原油产量τ(吨),因为其中还有相当一部分是水。所以要计量原油产量,还需要得到对应于每口油井的原油体积含水率(%)。原油体积含水率ξ(%)是由安装在分离器油出口管道上的含水分析仪测量含水率的瞬时值,并通过PLC对得到的含水率瞬时数据进行统计加权平均而得到。即ξ=(V-τ/ρ)/ V。

     最后由公式:τ =(1-ξ)Vρ,得到油井的原油产量τ(吨)。其中,ρ为原油密度。

     系统方案设计

     根据系统的控制要求和现场的实际情况,对系统做如下设计:

     系统设中央控制室和现场计量站,以分别实现系统的集中控制管理和现场就地操作。

     中央控制室主要设监控计算机,监控计算机上运行和利时公司的FacView监控软件,完成对整个系统的监控管理。

     在现场计量站设PLC系统,以完成对整个系统的数据采集和程序控制。PLC系统选择和利时公司的HOLLiAS LK系列PLC,LK具有完善的模块种类和灵活、优秀的网络通讯功能。另外,为了实现对系统的就地操作,在现场计量站还设有触摸屏。通过触摸屏,用户可以在计量站内完成对系统的监控。

                   



     由于现场站和中央控制室之间的距离较远,考虑到搭建无线通讯网络的可行性,在各现场计量站和中央控制室之间搭建了GPRS无线通讯网络,通过无线通讯网络实现现场站与中央控制室之间的通讯。

     系统功能

     生产数据实时显示功能

     根据用户的需要创建总貌图、流程图、工况图、趋势曲线图、仪表棒图、报警画面,实时显示现场生产数据,且各画面之间可方便的进行切换。另外,可以对现场原始生产数据进行统计计算,并实时显示。

     报警功能

     输油过程中出现意外情况,或有人非正常进入计量间时,系统自动向控制室发出声音、图像等报警信号,通知控制室内人员,起到安全保护的作用。

     通讯状态检测与监视功能

     系统实时诊断通讯状态和线路连接情况,以提高通讯可靠性。 

  线路自动恢复处理 

  通讯线路出现中断现象时,系统的自动恢复功能会保证线路中断时发送的报文不被丢失。 

  查询、打印功能

     根据用户需要对现场生产数据的实时数据库进行分类查询,如单元数据查询、历史报警查询等;还可以自动生成和打印各种报表。

     系统特点

     系统结构简单,运行稳定可靠;

     采用GPRS无线通讯网络,通讯距离远,且不受建筑物的阻挡;

     实现了无人化自动计量,计量精度高;

     远程、现场可控的两级控制方案,可以灵活地满足用户的实际需求;

     简洁、生动的监控画面显示,可以方便用户随时掌握系统的运行状况;

     系统维护简单、具有良好的可扩充性。

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