數(shù)字化增壓橇控制系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)化

艾　信，彭述興，趙天福，李　春

（中國石油長(zhǎng)慶油田分公司第四采油廠，寧夏銀川　750006）

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數(shù)字化增壓橇控制系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)化

艾信，彭述興，趙天福，李春

（中國石油長(zhǎng)慶油田分公司第四采油廠，寧夏銀川750006）

摘要：隨著數(shù)字化增壓橇在采油廠的不斷推進(jìn)應(yīng)用，極大的提高了現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)效率，減輕了員工勞動(dòng)強(qiáng)度。但在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，因其控制系統(tǒng)不完善，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。本文通過來油壓力控制頻率實(shí)現(xiàn)來油長(zhǎng)輸，同時(shí)采用WEB界面發(fā)布技術(shù)搭建數(shù)字化增壓橇三級(jí)監(jiān)控體系，并設(shè)計(jì)橇裝聲光報(bào)警系統(tǒng)，保障數(shù)字化增壓橇平穩(wěn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：壓力控制頻率；WEB界面發(fā)布；三級(jí)監(jiān)控體系

數(shù)字化橇裝增壓集成裝置，將原油混合物的過濾、加熱、分離、緩沖、增壓、控制等多功能高度集成，結(jié)構(gòu)橇裝，節(jié)能降耗，PLC實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制?？蓪?shí)現(xiàn)多種工藝流程要求，適用于低滲透油田油井產(chǎn)物的增壓混輸[1，2]。

1　運(yùn)行中存在的問題

1．1原有控制系統(tǒng)不完善

（1）數(shù)字化增壓橇投產(chǎn)后主要采用“加熱-緩沖-增壓”間歇式輸油方式運(yùn)行。控制方式：PLC程序通過緩沖罐液位上下限、緩沖罐壓力上下限這4個(gè)參數(shù)進(jìn)行內(nèi)部比較判斷，控制電動(dòng)閥的開度、主泵和副泵的啟停及泵的頻率。缺點(diǎn)：?jiǎn)⑼１妙l繁，泵故障較多，易出現(xiàn)溢罐事故，同時(shí)管線容易結(jié)垢。

（2）“來油-加熱-增壓”流程，即來油經(jīng)過加熱爐加熱后直接到外輸泵增壓輸出?？刂品绞剑赫究叵到y(tǒng)進(jìn)行頻率參數(shù)設(shè)定，PLC接收后發(fā)送給變頻器。缺點(diǎn)：來油液量和壓力的大小發(fā)生變化時(shí)，程序不能自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率大小，無法調(diào)節(jié)來液與外輸?shù)钠胶狻?/p>

1．2上位機(jī)開發(fā)不完善

數(shù)字化增壓橇上位機(jī)采用北京三維力控ForceControl組態(tài)軟件，由于油氣院、機(jī)械廠橇裝上位機(jī)開發(fā)不完善，多點(diǎn)監(jiān)控、實(shí)時(shí)視頻查看、流量數(shù)據(jù)讀取等功能均未實(shí)現(xiàn)。

1．3報(bào)警系統(tǒng)不完善

數(shù)字化增壓橇報(bào)警系統(tǒng)不完善，參數(shù)值超量程的情況下，由電腦主機(jī)主板發(fā)出較低聲音。當(dāng)員工處于深度睡眠時(shí)，橇裝出現(xiàn)故障，無法將其喚醒。同時(shí)，上位機(jī)開發(fā)時(shí)，將力控內(nèi)所有數(shù)據(jù)點(diǎn)位啟用報(bào)警功能，導(dǎo)致重要的外輸壓力、外輸流量、緩沖罐液位等數(shù)據(jù)點(diǎn)位報(bào)警不明確。

2　優(yōu)化措施

2．1增加來油壓力控制功能

2．1．1 1#電動(dòng)閥為調(diào)節(jié)型在“來油-加熱-增壓”流程基礎(chǔ)上，利用來油壓力信號(hào)作為控制條件，控制外輸泵頻率和副泵的啟停。當(dāng)來油壓力大于設(shè)定上限，電動(dòng)閥1動(dòng)作到50 %，來油進(jìn)副泵，主、副泵均啟動(dòng)；來油壓力小于設(shè)定下限，泵停止運(yùn)行；來油壓力在設(shè)定限內(nèi)，主泵運(yùn)行，頻率在設(shè)定區(qū)間內(nèi)自動(dòng)PID調(diào)節(jié)。通過設(shè)定合理的來油壓力范圍，即可實(shí)現(xiàn)輸油泵連續(xù)平穩(wěn)輸油，保證來液與外輸?shù)膭?dòng)態(tài)平衡。

2．1．2 1#電動(dòng)閥為開關(guān)型當(dāng)裝置1#電動(dòng)閥為開關(guān)型時(shí)，只能啟動(dòng)當(dāng)前流程下的主泵。頻率調(diào)節(jié)方式為多段速變頻調(diào)節(jié)。即將來油壓力分割成多個(gè)段，每段對(duì)應(yīng)不同頻率值，此頻率值由上位機(jī)設(shè)定。

2.2橇裝WEB界面發(fā)布技術(shù)

在上位機(jī)三維力控的開發(fā)中，配置WEB服務(wù)器，同時(shí)調(diào)用httpsvr、netsever子程序，最后發(fā)布橇裝組態(tài)畫面，就可實(shí)現(xiàn)“WEB界面發(fā)布”功能。這樣廠部以及作業(yè)區(qū)工程技術(shù)人員直接在瀏覽器里輸入對(duì)應(yīng)橇裝站控WEB發(fā)布網(wǎng)址，就可查看生產(chǎn)參數(shù)、各類曲線、生產(chǎn)報(bào)表、報(bào)警信息等，掌握橇裝運(yùn)行工況。

2.3實(shí)時(shí)視頻查看

北京三維力控上位機(jī)軟件可兼容華信惠業(yè)VZPlayer視頻控件，首先在站控電腦上安裝華信惠業(yè)視頻控件，其次在三維力控軟件里添加控件，最后進(jìn)行組態(tài)語言編寫，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻查看（見表1）。

表1　華信惠業(yè)視頻控件與力控兼容開發(fā)函數(shù)集合

2.4增加外輸流量參數(shù)采集

2013年前期投產(chǎn)的數(shù)字化增壓橇，控制系統(tǒng)中均未進(jìn)行外輸流量參數(shù)的采集[3]，流量的讀取只能是人工去現(xiàn)場(chǎng)抄取，同時(shí)當(dāng)采用來油壓力控制頻率輸油方式時(shí)，存在一定安全隱患。為此采用RS-485協(xié)議為流量計(jì)與PLC/RTU搭建通信橋梁，站控系統(tǒng)中增加瞬時(shí)流量和累積流量數(shù)據(jù)點(diǎn)位，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。

圖1　聲光報(bào)警系統(tǒng)RTU程序邏輯框圖

2.5基于RTU的聲光報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.5.1聲光報(bào)警硬件系統(tǒng)聲光報(bào)警系統(tǒng)由三部分組成，（1）現(xiàn)場(chǎng)儀表，負(fù)責(zé)采集壓力、液位等信號(hào)；（2）站控電腦，負(fù)責(zé)對(duì)采集回來的信號(hào)做處理，傳送數(shù)值給RTU；（3）RTU，當(dāng)滿足報(bào)警條件，RTU觸發(fā)繼電器，聲光報(bào)警裝置啟動(dòng)。

2.5.2聲光報(bào)警軟件系統(tǒng)聲光報(bào)警系統(tǒng)軟件系統(tǒng)由兩部分組成，（1）上位機(jī)組態(tài)，主要繪制聲光報(bào)警系統(tǒng)上位機(jī)畫面，數(shù)據(jù)點(diǎn)位顯示，同時(shí)對(duì)報(bào)警限值進(jìn)行設(shè)置；（2）RTU控制程序設(shè)計(jì)，負(fù)責(zé)對(duì)站控系統(tǒng)傳送的壓力、流量、液位等數(shù)據(jù)做處理判斷，是否報(bào)警（見圖1）。

3　結(jié)論及建議

通過對(duì)數(shù)字化增壓橇控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化完善，實(shí)現(xiàn)了來油長(zhǎng)輸，搭建橇裝三級(jí)監(jiān)控體系，并設(shè)計(jì)聲光報(bào)警系統(tǒng)，保證本區(qū)數(shù)字化增壓橇平穩(wěn)運(yùn)行。同時(shí)下步建議將數(shù)字化增壓橇浮球液位計(jì)接入聲光報(bào)警系統(tǒng)，有效規(guī)避因連接導(dǎo)管結(jié)垢遇堵、磁浮子卡死及破漏等情況造成溢罐/空罐輸油事件；并且通過規(guī)范供電線路、安裝防浪涌保護(hù)器等手段對(duì)數(shù)字化增壓橇站點(diǎn)進(jìn)行防雷接地系統(tǒng)優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

［1］何娟，孫之林，吳文瑞.數(shù)字化增壓站集輸模式探討與研究［J］.石油化工應(yīng)用，2012，（8）：78-81.

［2］李娟.數(shù)字化增壓撬現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及改進(jìn)措施分析［J］.化工管理，2013，（11）：146.

［3］周士華.低滲透油田地面工程設(shè)計(jì)技術(shù)界限討論［J］.石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，1995，（4）：24-25.

化學(xué)工程

*收稿日期：2015－11-01

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.02.022

中圖分類號(hào)：TE968

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1673-5285（2016）02-0095-02