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油田计量站生产自动化与管理信息系统上-【新闻】

2021-04-08

油田计量站生产自动化与管理信息系统(上)

摘 要:

结合油田计量站生产工艺,论述了RTU、SCADA系统、MIS系统在油田计量站的应用情况,讨论计量生产自动化的规划设计要点。

关键字:计量站;RTU;SCADA;MIS

2.概述

长期以来,工业自动化与计算机技术的应用是分不开的。从早期的单片机、单板机开始,经历了工业控制机阶段,到目前的DCS系统、SCADA系统,计算机在工业自动化中的应用达到了一个新的水平。当前,自动化技术与计算机技术、网络技术相结合,朝着管控信息一体化的方向发展。

计量站是油田的重要组成部分。计量站生产担负着站内各个油井的液、油、气三相计量任务,需要及时、准确地为油田地质部门提供油藏工程资料。然而,目前我国很多油田计量站仍然采用人工计量方式,采注工人三班工作制,劳动强度大,效率低。同时,人工计量是间歇不连续的,计量次数少、时间短,再加上大部分油井间出、原油含水较高,所以计量结果代表性差,不能为油藏工程提供真实可靠的资料。

自动化和管理信息系统为实现计量站生产全面自动化提供了可能。国内外陆续推出了功能完善的远程控制终端,提高了计量站现场控制的自动化水平;通过无线/有线通信系统,可以将各个计量站RTU与中控室连接起来,构成数据采集和监控系统,在中控室完成生产监控,实现计量站无人值守;而SCADA系统的实时生产数据通过网络传输到管理信息系统后,可实现对生产数据的自动分析处理。

油田计量站生产自动化与管理信息系统的应用具有以下重要意义:

将人工计量改为自动连续计量,含水率的人工取样化验改为自动连续检测,能够提供更准确的油藏工程资料。

实现计量站无人值守,减员增效,彻底改变计量站生产作业制度。

在现场生产自动化的基础上,实现中控室信息处理自动化,提高管理水平。

目前,计量站生产自动化在新疆的彩南、石西、莫北等油田,华北油田采油四厂等地已经得到规模化应用,在青海、中原等其它油田也得到了推广。

自动化系统的可靠运行,实现了实时监测油田生产动态,及时发现生产故障、事故隐患和自动完成计量任务,从而使油田现场生产管理制度发生了根本性转变,由昔日旧体制油田常规的以站设班,井站值守步行巡检制,变为井站无人值守故障巡检制;由以调度为中心指挥生产,变为以自动化中心控制室为中心指挥生产。大幅度减少现场工作人员的同时,由于生产资料几乎全部计算机处理,提高了资料处理的质量和速度,减少了资料分析统计人员,极大地提高了劳动效率。

2.三相计量工艺流程和计量站控制终端

2.2“油气分离器加压力平衡罐”计量工艺流程及其计量站控制终端[2>

该工艺中,采用油气分离器和压力平衡罐,二者相互连通,气压始终平衡。压油阶段打开压油阀,此时油气分离器内液面相对平衡罐液位存在一定的位差,油气分离器内液体可以靠自重压入压力平衡罐内。

当需要计量时,选择一个电动三通球阀将油井的来油改入分离器进行气、液两相分离。当向计量站的计量控制终端发出启动命令后,RTU将分离器电动两通阀D23关闭,分离器液位上升。

当液位上升到液位计下限时,液位计的相应触点开关F2动作,RTU开始有效计量时间的计时。

当液位上升到液位计上限时,液位计的相应触点开关F2动作,RTU停止有效计量时间的计时。根据分离器容积和每次计时时间,可以计算出该油井日产液量,结合含水率或原油密度,可计算出该油井的日产油量;气体通过气体流量计计量后与原油混合进集油汇管,混输至集中处理站。根据每次计时时间内的天然气流量F累计,并检测出气时的温度T、压力P进行补偿,可以计算出该油井的日产气量;

然后进入压油过程,RTU将分离器的电动两通阀D23打开,油水混合液通过D23压出,分离器液位下降。同时,用高含水分析仪A2连续测量含水率,并计算含水率平均值,从而计算液、油产量。

当分离器液位下降到低于“分离器液位计下限”,液位计的相应触点开关F2动作,压油结束,RTU将电动两通阀D23关闭。此后分离器液位转而上升,又进入下个罐次的计量。

每个计量过程可包含多个罐次,其结果数据包括:井号,计量起始日期和时间,计量总时间和有效时间,计量罐数,日产液量、日产油量、日产水量、日产气量等。

三相计量计算的数学模型参见资料[2>。

对于这种工艺流程,计量站远程控制终端应能够完成以下功能:

倒井控制:根据RTU人机界面操作命令或中控室远程操作命令,自动将某一个或多个油井切换到计量位,并启动计量。倒井控制可包括人工倒井和自动排序倒井等方式。

用于倒井的电动阀除了上述的三通阀外,也可以是多通阀。

计量流程控制:某一个或多个油井切换到计量位后,根据上、下液位开

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