原油計(jì)量自動(dòng)化標(biāo)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

解雷（新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院（有限公司）， 新疆 克拉瑪依 834000）

原油計(jì)量自動(dòng)化標(biāo)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

解雷（新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院（有限公司）， 新疆 克拉瑪依 834000）

針對(duì)人工容積式流量計(jì)方式原油計(jì)量精度低、誤差大、人工計(jì)量的成本高等問(wèn)題，結(jié)合原油標(biāo)定裝置規(guī)范要求以及工藝特點(diǎn)，研制了一套原油計(jì)量計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由原油標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)組成，各子程序的協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)了原油計(jì)量的自動(dòng)化計(jì)量目的，能夠解決計(jì)量?jī)x器量程范圍以及標(biāo)定要求不同的問(wèn)題，利用自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)在線自動(dòng)調(diào)整各個(gè)計(jì)量點(diǎn)流量誤差，修正計(jì)量結(jié)果，計(jì)量環(huán)境與過(guò)程安全性、可靠性得到極大的提高，為企業(yè)取得了更大的經(jīng)濟(jì)效益。

原油計(jì)量；計(jì)算機(jī)；自動(dòng)標(biāo)定；系統(tǒng)

原油計(jì)量的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，從深層次來(lái)講，原油計(jì)量偏差還會(huì)影響石油企業(yè)的信譽(yù)，缺斤少兩又會(huì)導(dǎo)致石油企業(yè)客戶的滿意程度下降。在我國(guó)各大油田，容積式流量計(jì)計(jì)量?jī)x器采取的比較普遍，在不同的環(huán)境以及不同的場(chǎng)地情況下，所選取的計(jì)量?jī)x器型號(hào)、量程范圍以及口徑要求也不盡相同，往往會(huì)遇到在同一口徑下，儀器量程范圍不等，差異較大的問(wèn)題，而且，即使采取標(biāo)準(zhǔn)裝置標(biāo)定也會(huì)出現(xiàn)效率低下、費(fèi)時(shí)等問(wèn)題?；谝陨蠋c(diǎn)，結(jié)合原油標(biāo)定裝置規(guī)范要求以及工藝特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)研發(fā)了一套計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以很好的解決計(jì)量?jī)x器量程范圍以及標(biāo)定要求不同的問(wèn)題，利用自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整各個(gè)計(jì)量點(diǎn)流量，準(zhǔn)確完成標(biāo)定任務(wù)，操作簡(jiǎn)便，避免了人工操作帶來(lái)的不必要誤差，達(dá)到了原油精確計(jì)量的目的［1-3］。

1　計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)

原油計(jì)量計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)主要由兩部分組成，分別是原油標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)原油自動(dòng)計(jì)量，相對(duì)于人工計(jì)量，在計(jì)量精度以及工作時(shí)效方面有了很大的提高，下面詳細(xì)介紹兩部分組成結(jié)構(gòu)［3］。

（1）原油標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu) 原油標(biāo)定裝置是根據(jù)業(yè)內(nèi)標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)的，在原油計(jì)量計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)中是最基礎(chǔ)的部分，該裝置保留有原來(lái)原油計(jì)量?jī)x器的特點(diǎn)，對(duì)20～100 mm口徑范圍原油都能進(jìn)行標(biāo)定，精度可靠，原油標(biāo)定裝置工藝結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1　原油標(biāo)定裝置工藝結(jié)構(gòu)圖

（2）自動(dòng)化標(biāo)定系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)主要由兩部分組成，分別是計(jì)算機(jī)與相應(yīng)的輔助設(shè)備。該標(biāo)定系統(tǒng)在測(cè)量準(zhǔn)確度以及可靠性上是值得信賴(lài)的，主要是因?yàn)樵撓到y(tǒng)在功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，采取了上、下位機(jī)模式以及實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在組態(tài)方面，主要由流量計(jì)算機(jī)和人機(jī)界面兩部分組態(tài)構(gòu)成。在實(shí)際應(yīng)用中，自動(dòng)標(biāo)定既可離線操作，又可以在線編輯運(yùn)行，方式靈活，安全可靠［3-5］。

①上位機(jī)組態(tài)：采用的是組態(tài)王5.1軟件，在win95/98/ NT 平臺(tái)可以靈活運(yùn)行，該軟件集合有200 多種驅(qū)動(dòng)程序，軟件兼容性強(qiáng)。具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)調(diào)用、報(bào)表打印、報(bào)警功能、歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線制作等功能，對(duì)檢測(cè)點(diǎn)采樣速度快、性能高等特點(diǎn)，在運(yùn)行過(guò)程中，可以連接EXCEL、VB、VFP 等，軟件不會(huì)造成相互影響。

②ACM模塊是下位機(jī)控制核心，利用MODLBUS軟件來(lái)與上位機(jī)進(jìn)行響應(yīng)，通過(guò)I/O輸入輸出功能模塊將相關(guān)的信號(hào)數(shù)據(jù)信息輸入輸出，該系統(tǒng)中設(shè)置有3個(gè)模塊架，模塊架上面安裝有ACM與I/O模塊，通過(guò)數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)模塊架之間的通信。原油計(jì)量自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)還包括SDM標(biāo)準(zhǔn)離散量模塊、EAM增強(qiáng)的模擬模塊、RTM溫度模塊、SAM標(biāo)準(zhǔn)模擬量模塊以及MBI接口卡等功能模塊，原油計(jì)量自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)采用了18塊模塊，主要包括EAM模塊1塊、SDM模塊7塊、SAM模塊6塊以及RTM模塊4塊。

③原油流量計(jì)的脈沖信號(hào)的讀取主要是通過(guò)HSC 模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)程序分工，主程序利用DDE，來(lái)調(diào)用原油累積量、瞬時(shí)量子程序，以讀取的流量計(jì)脈沖信號(hào)與程序計(jì)量出來(lái)的流量為基礎(chǔ)，分別自動(dòng)計(jì)算出瞬時(shí)原油量以及累積原油量。根據(jù)原油體積修正系數(shù)表庫(kù)、原油標(biāo)準(zhǔn)密度表庫(kù)，下位機(jī)應(yīng)用程序可以自動(dòng)計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)的密度、體積和修正系數(shù)，除此之外，混油量、純油量、含水量都將自動(dòng)計(jì)算出來(lái)，并且將計(jì)算結(jié)果報(bào)表打印。

2　系統(tǒng)功能與特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)功能［3-5］①原油計(jì)量過(guò)程中，通過(guò)3 個(gè)脈沖量、6個(gè)開(kāi)關(guān)量、23個(gè)模擬量來(lái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)收集，在人機(jī)界面上實(shí)時(shí)顯示以及工作臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控。②關(guān)鍵參數(shù)的越限報(bào)警，原油計(jì)量?jī)x器口徑與類(lèi)型的不同，不同的地方計(jì)量量程范圍的變化引起的越限操作，進(jìn)行及時(shí)報(bào)警監(jiān)督。③在人機(jī)互動(dòng)界面，可以將計(jì)量參數(shù)數(shù)據(jù)繪制歷史趨勢(shì)顯示圖，方便對(duì)參數(shù)數(shù)據(jù)的理解以及查詢數(shù)據(jù)的變化點(diǎn)。④該系統(tǒng)在對(duì)原油計(jì)量完畢后，會(huì)直接進(jìn)行每日?qǐng)?bào)表、每班報(bào)表的自動(dòng)打印，以及工作現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量參數(shù)的整理打印備案。⑤對(duì)原油中含水量、混油量和純油量的分類(lèi)自動(dòng)計(jì)量，在自動(dòng)標(biāo)定軟件中輸入視密度，可以自動(dòng)得到標(biāo)準(zhǔn)密度，以便核對(duì)檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性。⑦通過(guò)體積管，在線自動(dòng)進(jìn)行原油流量計(jì)標(biāo)定，以及在線自動(dòng)進(jìn)行讀數(shù)誤差修正，修正最終的原油計(jì)量結(jié)果。

（2）系統(tǒng)特點(diǎn) ①該系統(tǒng)具有較高的自動(dòng)化程度以及計(jì)量精度，相比人工計(jì)量手段，計(jì)量結(jié)果可靠性較高，人機(jī)互動(dòng)界面友好，操作使用簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)監(jiān)控計(jì)量流程，工作效率得到極大的提高，節(jié)約了人力資源成本［3-5］。②原油自動(dòng)計(jì)量控制系統(tǒng)在石油企業(yè)的應(yīng)用，在原油計(jì)量準(zhǔn)確度方面的大幅提高，對(duì)石油企業(yè)的發(fā)展起到了良好的推動(dòng)作用，對(duì)職工的身心健康、安全、以及企業(yè)環(huán)境保護(hù)方面起到了良好的積極作用。③各子程序的協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)了原油計(jì)量的自動(dòng)化計(jì)量目的，計(jì)量環(huán)境與過(guò)程安全性、可靠性得到極大的提高，為企業(yè)取得了更大的經(jīng)濟(jì)效益。④利用自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整各個(gè)計(jì)量點(diǎn)流量，準(zhǔn)確完成標(biāo)定任務(wù)，操作簡(jiǎn)便，提高了標(biāo)定速度，直接縮短標(biāo)定花費(fèi)的時(shí)間，達(dá)到原油精確計(jì)量的目的。

3　應(yīng)用案例

（1）蘇丹黑格里油田引進(jìn)了一套原油計(jì)量計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，取得了極大的應(yīng)用效果。在計(jì)量設(shè)備型號(hào)、正確安裝和組態(tài)質(zhì)量得到保證的情況下，進(jìn)行了應(yīng)用，利用該系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)量的原油測(cè)量精度，可以控制在±0.2 %的有效范圍內(nèi)，實(shí)例應(yīng)用表明：原油自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)流能提高計(jì)量精度，對(duì)原油生產(chǎn)管控可以進(jìn)行良好的管控，原油貿(mào)易的精確交接得到了保障，維護(hù)了貿(mào)易雙方的利益。

（2）勝利油田購(gòu)買(mǎi)了一套原油計(jì)量?jī)x表的計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)，在河口采油廠進(jìn)行了為期10個(gè)月的試用，試用結(jié)果表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，相對(duì)于人工計(jì)量方式，原油計(jì)量具有較高的精確度，應(yīng)用效果顯著，已經(jīng)在不少的采油廠計(jì)量單位進(jìn)行推廣使用。

4　結(jié)語(yǔ)

原油計(jì)量?jī)x表自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)的投入使用，使原油計(jì)量進(jìn)入了一個(gè)新的階段，該系統(tǒng)各子程序的協(xié)調(diào)工作，自動(dòng)檢測(cè)和處理標(biāo)定點(diǎn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行在線修正誤差，避免人為操作誤差，確保數(shù)據(jù)精確可靠。實(shí)現(xiàn)了原油計(jì)量的自動(dòng)化計(jì)量目的。相比人工計(jì)量手段，該計(jì)量過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，計(jì)量結(jié)果可靠性較高，人機(jī)互動(dòng)界面友好，操作使用簡(jiǎn)單，節(jié)約了人力資源成本。該系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定安全運(yùn)行是石油工業(yè)能夠科學(xué)、快速、高效發(fā)展的需要，原油計(jì)量?jī)x表自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)研究工作具有重要意義。

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解雷（1988- ），男，黑龍江省佳木斯市人，助理工程師，2012年畢業(yè)于東北石油大學(xué)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，主要從事國(guó)內(nèi)外油氣田自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)。