計量站多通閥自動控制的研究和應用

郭振杰，趙忠富，呂旭元，李 峰

（新疆油田公司石西油田作業(yè)區(qū)，新疆克拉瑪依 834000）

計量站多通閥自動控制的研究和應用

郭振杰，趙忠富，呂旭元，李 峰

（新疆油田公司石西油田作業(yè)區(qū)，新疆克拉瑪依 834000）

介紹了多通閥實現(xiàn)計量站自動計量控制。本次計量站改造主要是用新型數(shù)控多通閥替換原有三通閥，把多通閥數(shù)據(jù)接入計量站現(xiàn)有遠程控制終端（RTU）。改造分SCADA系統(tǒng)調(diào)試和多通閥自動控制兩大部分，通過硬件改造和軟件控制實現(xiàn)新型數(shù)控多通閥單井的計量。

多通閥；SCADA；自動計量

Abstract：This paper introduces how to use metering valve to realize metering station automatic metering control.The metering station is mainly used to replace the new CNC multi-way valve with the original three-way valve，the multi-valve data access to the existing remote control terminal（RTU）.Transformation of the SCADA system debugging and multi-valve automatic control of the two parts，through the hardware transformation and software control to achieve a new CNC multi-pass valve single well measurement.

Key words：multi-pass valve；SCADA；automatic measurement

1 概述

石西油田作業(yè)區(qū)計量站從2007年底因為管線老化、腐蝕嚴重等原因進行了共9座計量站多通閥工藝改造。由于多通閥連同程序控制器只具有現(xiàn)場人工手動計量功能，而石西油田全部計量站采用的都是自動化控制計量。如何使多通撬與現(xiàn)有各種RTU進行軟硬件銜接成為一個需要迫切解決的問題。

2 改進思路

本次計量站采用多通閥替換原有三通閥。為了實現(xiàn)多通閥自動控制計量，就必須根據(jù)實際情況將計量站原有RTU硬件與多通閥控制器連接，自動控制程序都需要重新設計和編寫。

此次工作主要分SCADA系統(tǒng)調(diào)試和多通閥自動控制兩大部分。這次計量站的改造工作的難點就是將新型數(shù)控多通閥與現(xiàn)有RTU實現(xiàn)無縫連接，實現(xiàn)多通閥自動控制各單井的計量和數(shù)據(jù)的采集、上傳，通過程序改動來適配多通閥自動控制。

3 具體實施

3.1 基本情況

改造的9座計量站基本情況見表1：

表1 計量站改造信息表

3.2 多通閥自動控制的狀況分析

為了實現(xiàn)多通閥的自動控制，必須對硬件設備進行改造，重新安裝和調(diào)試，同時對自動控制的程序進行調(diào)試和改進。3.2.1 對硬件設備的改造和安裝

將多通閥的組成部件進行改造處理，包括多通閥體、電動執(zhí)行器及多通閥控制器的改造升級。對硬件設備進行重新安裝，正確的接線，是設備安裝的關鍵，到生產(chǎn)現(xiàn)場，進行多通閥體的安裝，并調(diào)試多通閥控制柜，實現(xiàn)對多通閥本體的控制和管理，達到最佳的安裝調(diào)試效果，實現(xiàn)多通閥的自控功能。經(jīng)過改造安裝，使多通閥轉動自如，返回正常的控制信號；保證多通閥控制箱體的運行可靠，避免發(fā)生故障狀態(tài)。觀察多通閥現(xiàn)場的指示和數(shù)據(jù)遠傳的指示，均處于正常狀態(tài)。并檢查驗收多通閥控制器的運轉情況，使各個接線標志清楚簡明，為更好地控制和管理多通閥提供依據(jù)。

3.2.2 多通閥自動控制程序的研究

程序軟件是對BAKER 6532、ECHO5401和ECHO5406三種RTU軟件進行調(diào)試和控制的軟件系統(tǒng)。當多通閥的自動化控制系統(tǒng)的接線完畢后，對自控程序進行調(diào)試和改造，各個站的多通閥的數(shù)量和作用不同，達到的控制效果也不同。將控制程序進行改進，達到自動控制的程度，實現(xiàn)單井的自動控制和管理，計量單機的產(chǎn)量和含水等生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料，并實現(xiàn)遠程傳輸功能，解決多通閥的自控問題，使其滿足生產(chǎn)現(xiàn)場的自動化要求。

數(shù)控多通閥計量控制及原理：多通閥的計量選井功能，是通過控制器軟件的作用，達到選井的目的，當控制器發(fā)出選井計量的指令后，電動執(zhí)行器進入到執(zhí)行程序，開始帶動多通閥發(fā)生轉動的狀態(tài)，當轉動到選井指令要求的特殊井號時，多通閥立即停止轉動，被選定的油井來油，就會通過多通閥的開關，從計量出口流出，實現(xiàn)了該井的計量，達到選井計量的目的。而沒有被選中的油井的來油匯聚，會從集輸出口流出系統(tǒng)。

對多通閥控制系統(tǒng)的改進措施是在現(xiàn)有RTU和多通閥控制器之間，安裝4個無源觸點的接通、斷開來實現(xiàn)命令發(fā)送功能，4個無源觸點的通、斷是由數(shù)字輸出模塊的4路DO通道間控制的，然后由4個24V DC繼電器完成操作，這4個24V DC繼電器分別代表8、4、2、1碼；再通過多通閥的4個光電開關的作用，將其反饋DI狀態(tài)點，讓RTU來識別閥位的開關狀態(tài)。實現(xiàn)RTU自動選井計量的工作過程，并且在程序的運行過程中，設定寄存器來存儲計量的數(shù)據(jù)，通過電臺上傳給控制中心，得到被測井的產(chǎn)能數(shù)據(jù)資料，滿足油田開發(fā)的需要。

4 技術改進后的經(jīng)濟效益評價

通過對多通閥自動控制技術的現(xiàn)場實驗，達到自動控制的效果，降低崗位員工的勞動強度，保證多通閥的安全有效運行，達到多通閥的調(diào)節(jié)和控制作用。該技術解決了RTU MODBUS協(xié)議與多通撬控制器8421碼在程序和控制上的無縫銜接，并確保了自動計量、數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?/p>

5 結論

計量站多通閥自動控制技術，設備安裝方便，控制簡單，具有良好的人機交互功能，操作人員勞動強度小，優(yōu)化了計量流程，提高了計量效率，保證了安全生產(chǎn)和計量的完成，具有良好的應用前景。

Research and Application of Multi-pass Valve Automatic Control in Metering Station

Guo Zhen-jie，Zhao Zhong-fu，Lv Xu-yuan，Li Feng

F270.2

B

1003–6490（2017）09–0131–02

2017–06–25

郭振杰（1981—），男，河南安陽人，工程師，主要從事油氣田開發(fā)工作。