原油計(jì)量計(jì)算機(jī)自動標(biāo)定系統(tǒng)

王振彥 山東服裝職業(yè)學(xué)院

原油計(jì)量計(jì)算機(jī)自動標(biāo)定系統(tǒng)

王振彥 山東服裝職業(yè)學(xué)院

針對原油人工容積式流量計(jì)計(jì)量精度低、誤差大、計(jì)量成本高等問題，結(jié)合原油標(biāo)定裝置規(guī)范要求以及工藝特點(diǎn)，研制一套原油計(jì)量計(jì)算機(jī)自動標(biāo)定系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)與相應(yīng)的輔助設(shè)備兩部分組成。原油計(jì)量過程中，通過3個(gè)脈沖量、6個(gè)開關(guān)量、23個(gè)模擬量來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)采集（在人機(jī)界面上實(shí)時(shí)顯示）以及工作臺的遠(yuǎn)程監(jiān)控。勝利油田采用了一套原油計(jì)量計(jì)算機(jī)自動標(biāo)定系統(tǒng)，在河口采油廠進(jìn)行了為期10個(gè)月的試用，結(jié)果表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，相對于人工計(jì)量方式，原油計(jì)量精度較高，應(yīng)用效果顯著。

原油計(jì)量；自動標(biāo)定；精度；流量；ACM模塊

在我國各大油田，容積式流量計(jì)計(jì)量儀器采用的比較普遍，在不同的環(huán)境以及不同的場地情況下所選取的計(jì)量儀器型號、量程范圍以及口徑要求也不盡相同，往往會遇到在同一口徑下，儀器量程范圍不等、差異較大的問題，即使采取標(biāo)準(zhǔn)裝置標(biāo)定也會出現(xiàn)效率低下、費(fèi)時(shí)等問題。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)自動標(biāo)定系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以解決計(jì)量儀器量程范圍以及標(biāo)定要求不同的問題，利用標(biāo)定系統(tǒng)自動調(diào)整各個(gè)計(jì)量點(diǎn)流量[1]，準(zhǔn)確完成標(biāo)定任務(wù)，操作簡便。

圖1 原油標(biāo)定裝置工藝結(jié)構(gòu)

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

原油計(jì)量計(jì)算機(jī)自動標(biāo)定系統(tǒng)主要由兩部分組成，分別是原油標(biāo)定裝置與計(jì)算機(jī)自動標(biāo)定系統(tǒng)。該系統(tǒng)相對于人工計(jì)量，在計(jì)量精度以及工作時(shí)效方面都有很大的提高[2]。

1.1 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)范來設(shè)計(jì)的，在原油計(jì)量計(jì)算機(jī)自動標(biāo)定系統(tǒng)中是最基礎(chǔ)的部分，該裝置保留原來原油計(jì)量儀器的特點(diǎn)，對20～100 mm口徑范圍內(nèi)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)如圖1所示。

1.2 計(jì)算機(jī)自動標(biāo)定系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)自動標(biāo)定系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)與相應(yīng)的輔助設(shè)備兩部分組成。該標(biāo)定系統(tǒng)在測量準(zhǔn)確度以及可靠性上是值得信賴的，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)。在實(shí)際應(yīng)用中，自動標(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]。

（1）上位機(jī)組態(tài)采用的是組態(tài)王5.1軟件，可在Win 95/98/NT平臺運(yùn)行，該軟件集合有200多種驅(qū)動程序，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，以及對檢測點(diǎn)采樣速度快、性能高等特點(diǎn)，在運(yùn)行過程中，可以連接EXCEL、VB、VFP等，軟件不會造成相互影響。

（2）ACM模塊是下位機(jī)控制核心，利用MODLBUS軟件與上位機(jī)進(jìn)行響應(yīng)，通過I/O模塊將相關(guān)的數(shù)據(jù)信息輸入與輸出。該系統(tǒng)中設(shè)置3個(gè)模塊架，模塊架上面安裝有ACM與I/O模塊，通過數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)模塊架之間的通信。下位機(jī)應(yīng)用軟件主要由5個(gè)子程序組成，分別是參數(shù)超限報(bào)警、采集數(shù)據(jù)、自動計(jì)量、計(jì)量計(jì)誤差修正以及在線標(biāo)定流量計(jì)等，這5個(gè)子程序在應(yīng)用軟件中的工作流程如圖2所示。

（3）原油流量計(jì)的脈沖信號讀取主要是通過HSC模塊來實(shí)現(xiàn)。主程序利用DDE來調(diào)用原油累積量、瞬時(shí)量子程序，以讀取的流量計(jì)脈沖信號與程序計(jì)量出來的流量為基礎(chǔ)，分別自動計(jì)算出瞬時(shí)原油量以及累積原油量[4]。根據(jù)原油體積修正系數(shù)表庫、原油標(biāo)準(zhǔn)密度表庫，下位機(jī)應(yīng)用程序可以自動計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)的原油密度、體積和修正系數(shù)，除此之外，混油量、純油量、含水量都將自動計(jì)算出來，并且將計(jì)算結(jié)果報(bào)表打印。原油計(jì)量子程序的工作流程如圖3所示。

圖2 下位機(jī)應(yīng)用軟件程序流程

圖3 原油計(jì)量子程序工作流程

2 系統(tǒng)功能與特點(diǎn)

2.1 功能

（1）原油計(jì)量過程中，通過3個(gè)脈沖量、6個(gè)開關(guān)量、23個(gè)模擬量來實(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）以及工作臺的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（2）關(guān)鍵參數(shù)的越限報(bào)警，對因原油計(jì)量儀器口徑與類型不同，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)互動界面，可以將計(jì)量參數(shù)數(shù)據(jù)繪制成歷史趨勢顯示圖，方便對參數(shù)數(shù)據(jù)的理解以及查詢數(shù)據(jù)的變化點(diǎn)[5]。

（4）該系統(tǒng)在對原油計(jì)量完畢后，會直接進(jìn)行每日報(bào)表、每班報(bào)表的自動打印，以及工作現(xiàn)場計(jì)量參數(shù)的整理打印備案。

（5）對原油中含水量、混油量和純油量的分類自動計(jì)量，在自動標(biāo)定軟件中輸入視密度，可以自動得到標(biāo)準(zhǔn)密度，以便核對檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（6）通過體積管，在線自動進(jìn)行原油流量計(jì)標(biāo)定，以及在線自動進(jìn)行讀數(shù)誤差修正，修正最終的原油計(jì)量結(jié)果。

（7）輔助功能。通過輔助功能可以及時(shí)檢測計(jì)量工作制度是否出現(xiàn)異常情況，同時(shí)將異常信號傳回中心進(jìn)行處理，調(diào)整計(jì)量工作制度。

2.2 特點(diǎn)

（1）該系統(tǒng)具有較高的自動化程度以及計(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)互動界面友好，操作使用簡單，節(jié)約了人力資源成本。

（2）原油計(jì)量準(zhǔn)確度大幅提高，對石油企業(yè)的發(fā)展起到了良好的推動作用，對企業(yè)安全以及環(huán)境污染方面起到了積極作用，為石油企業(yè)的的信譽(yù)贏得了保障，創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（3）各子程序的協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)了原油自動化計(jì)量目的，計(jì)量環(huán)境與過程安全性、可靠性得到極大的提高。

（4）利用自動標(biāo)定系統(tǒng)調(diào)整各個(gè)計(jì)量點(diǎn)流量，準(zhǔn)確完成標(biāo)定任務(wù)，操作簡便，提高了標(biāo)定速度，直接縮短標(biāo)定花費(fèi)的時(shí)間。避免了人工操作帶來的不必要誤差，達(dá)到了原油精確計(jì)量的目的。

3 應(yīng)用案例

（1）蘇丹黑格里油田采用了一套原油計(jì)量計(jì)算機(jī)自動標(biāo)定系統(tǒng)，經(jīng)過一段時(shí)間的使用，取得了很好的應(yīng)用效果。在計(jì)量設(shè)備型號、正確安裝和組態(tài)質(zhì)量得到保證的情況下，利用該系統(tǒng)計(jì)量原油，計(jì)量精度可以控制在±0.2%的范圍內(nèi)。實(shí)例應(yīng)用表明：原油自動標(biāo)定系統(tǒng)能提高計(jì)量精度，對原油生產(chǎn)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）勝利油田采用了一套原油計(jì)量計(jì)算機(jī)自動標(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，相對于人工計(jì)量方式，原油計(jì)量精度較高，應(yīng)用效果顯著，已經(jīng)在其他采油廠計(jì)量單位進(jìn)行推廣使用。

4 結(jié)論

原油計(jì)量計(jì)算機(jī)自動標(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，自動檢測和處理標(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，可確保數(shù)據(jù)精確可靠。實(shí)現(xiàn)了原油自動化計(jì)量的目的。該系統(tǒng)相比人工計(jì)量手段，計(jì)量結(jié)果可靠性較高，人機(jī)互動界面友好，操作使用簡單；可實(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。

[1]潘丕武．石油計(jì)量技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：北京海洋出版社，2001．

[2]張春濤，穆謙益，程世東，等．橇裝式氣井井口氣液產(chǎn)量標(biāo)定裝置[J]．油氣田地面工程，2013，32（6）：128.

[3]楊樂平．質(zhì)量流量計(jì)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)域?qū)崿F(xiàn)[J]．微計(jì)算機(jī)信息，1997，13（4）：68-70．

[4]王爭平．國際石油貿(mào)易計(jì)量方法[J]．油氣儲運(yùn)，2000，19（2）：12-14．

[5]謝堯．無人值守集氣站油氣計(jì)量方式優(yōu)化[J]．油氣田地面工程，2014，33（1）：60-61.

（欄目主持關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.4.017