自動(dòng)化儀表在天然氣行業(yè)中的應(yīng)用分析

任麗穎

（大慶油田采氣分公司地質(zhì)工藝研究所，黑龍江 大慶 163000）

得益于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展完善，現(xiàn)代化的自動(dòng)儀表已經(jīng)在天然氣行業(yè)得到了較為廣泛的應(yīng)用實(shí)踐。這方面的發(fā)展變化不僅提高了天然氣的生產(chǎn)效率，而且從源頭規(guī)避了很多不必要的風(fēng)險(xiǎn)隱患。實(shí)際工作中，先要準(zhǔn)確了解自動(dòng)化儀表的作用和功能，之后需要理清楚能夠影響到儀表準(zhǔn)確性的因素，最終推進(jìn)自動(dòng)化儀表的應(yīng)用實(shí)踐。具體需要相關(guān)工作人員把控好其中涉及到的細(xì)節(jié)問題，進(jìn)而提高工作質(zhì)量。

1 自動(dòng)化儀表應(yīng)用于天然氣行業(yè)中的作用分析

1.1 數(shù)據(jù)記憶和處理

簡單來說，數(shù)據(jù)記憶和處理功能主要用于記錄各類儀器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，之后再配合相應(yīng)的管控措施便可以提升相關(guān)儀器設(shè)備的運(yùn)行效率，進(jìn)而保障天然氣生產(chǎn)集輸作業(yè)的整體效率?，F(xiàn)階段，實(shí)際投入使用的自動(dòng)化儀表不僅可以記錄下儀器設(shè)備的參數(shù)、性能，而且還可以在其處于運(yùn)行狀態(tài)的條件下記錄下儀器設(shè)備的運(yùn)行信息。在此基礎(chǔ)上，如果可以借助于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對這部分信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，便能夠使相關(guān)儀器設(shè)備的運(yùn)行效率保持在最佳狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)天然氣生產(chǎn)集輸效率的全方位提升。站在天然氣企業(yè)運(yùn)營管理的角度分析，如果能夠利用自動(dòng)化儀表對相關(guān)環(huán)節(jié)的儀器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管，也可以避免由于儀器設(shè)備故障影響到整體生產(chǎn)效率并且?guī)椭烊粴馄髽I(yè)節(jié)省運(yùn)營管理成本。

1.2 可視編程

現(xiàn)階段，自動(dòng)化儀表所具備的可視編程功能已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對于天然氣集輸生產(chǎn)過程的精準(zhǔn)控制。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的輔助之下，完全可以自行設(shè)定自動(dòng)化儀表的監(jiān)測功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對于天然氣生產(chǎn)集輸過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)管。正式開展自動(dòng)化儀表的編程工作之前，要注意做好自動(dòng)化儀表的準(zhǔn)確度測試工作。待確認(rèn)無誤之后，才能夠開展后續(xù)的編程工作。依據(jù)可視編程功能，便可以根據(jù)特定的工作需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)控制，與舊有的工作模式相比能夠提高工作效率。由于自動(dòng)化儀表所具有的外形小巧等特點(diǎn)，所以還能夠幫助相關(guān)工作人員減少工作難度，提高工作效率。

1.3 計(jì)算功能

得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及應(yīng)用，自動(dòng)化儀表也在逐漸具有計(jì)算功能，具體可以通過內(nèi)置于儀表中的計(jì)算模塊完成信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)計(jì)算處理，進(jìn)而保證數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)論的準(zhǔn)確性。這一功能最大限度地避免了由于人工計(jì)算數(shù)據(jù)而造成的失誤，所以有著非常重要的意義。

2 自動(dòng)化儀表在天然氣行業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐分析

2.1 溫度測量

主要用到的是接觸式溫度測量儀表，屬于熱電偶式儀表。它能夠通過熱電效應(yīng)完成天然氣生產(chǎn)集輸作業(yè)中的高溫介質(zhì)監(jiān)測。在此基礎(chǔ)上，如果是屬于熱電阻儀表，那么在金屬導(dǎo)體的作用下它也可以完成低溫介質(zhì)監(jiān)測。熱電阻儀表的優(yōu)勢在于其中的金屬材料能夠跟隨阻值的變化而變化，所以能夠?qū)崟r(shí)掌控天然氣生產(chǎn)作業(yè)中的溫度數(shù)據(jù)變化情況，并且及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險(xiǎn)隱患。無論是天然氣工程施工還是后續(xù)天然氣開采生產(chǎn)，最常用的都是熱電阻儀表。

2.2 壓力測量

天然氣生產(chǎn)集輸作業(yè)中，需要實(shí)時(shí)掌控相關(guān)管道和儀器設(shè)備內(nèi)的壓力，之后才能夠保障生產(chǎn)和集輸作業(yè)的穩(wěn)定性。期間，必須要用到壓力變送器。根據(jù)壓力變送器的測量原理，我們可以將其分成壓力傳送器和壓力傳感器兩種類型。在此基礎(chǔ)上，其自動(dòng)化功能主要體現(xiàn)在壓力控制芯片之上。壓力表中的壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠?qū)毫π盘杺鬟f給芯片，之后便可以實(shí)現(xiàn)對于壓力數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)紀(jì)錄、處理。通常情況下，這部分壓力表大都被應(yīng)用在了天然氣生產(chǎn)的分離、脫水、硫磺收集等工序。

2.3 液位測量

實(shí)際工作中，浮筒式液位變送器、雷達(dá)式液位變送器、差別式液位變送器都是相對常用的液位測量儀。其中要屬浮筒式液位變送器的應(yīng)用范圍最廣，主要包括彈簧式液壓計(jì)以及扭力管浮筒式液位計(jì)兩種類型。這類設(shè)備可以通過福利變化來確定具體的液位。其中，彈簧式浮筒液位計(jì)的優(yōu)勢在于能夠借助于彈簧浮力變化保證液位監(jiān)測的準(zhǔn)確性，而扭力管浮筒液位計(jì)的原理則在于通過浮力引起扭力管變化，進(jìn)而完成具體的液位監(jiān)測工作。差壓式液位變送器主要是通過液位變送器的液位改變情況來顯示液柱壓力的自動(dòng)化儀表。具體包括法蘭式和普通式兩種類型。法蘭式的優(yōu)勢在于能夠?qū)垢g性較強(qiáng)或是粘稠度較高的液體，之后也能夠完成含晶液體的液位監(jiān)測工作。而普通式儀表則主要用于普通式液體的液面測量工作。

2.4 安全監(jiān)測

安全監(jiān)測是天然氣生產(chǎn)集輸作業(yè)中必須要重視的一部分工作，重點(diǎn)在于通過對于氣體濃度的動(dòng)態(tài)監(jiān)測及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險(xiǎn)隱患并且避免不必要的意外安全事故。無論是天然氣工程施工，還是后續(xù)開采作業(yè)，都需要實(shí)時(shí)監(jiān)測天然氣的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，進(jìn)而保障前期工程施工以及后期開采作業(yè)人員的生命安全。目前，常用的安全監(jiān)測儀表已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了對于天然工程施工現(xiàn)場以及開采技術(shù)區(qū)域內(nèi)有害氣體濃度的動(dòng)態(tài)監(jiān)測。而且實(shí)時(shí)匯總上來的監(jiān)測數(shù)據(jù)也能夠讓相關(guān)工作人員盡早應(yīng)對可能會(huì)出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)隱患?，F(xiàn)階段，這方面的安全監(jiān)測自動(dòng)化儀表主要以紅外形傳感頭、催化燃型傳感頭以及可燃性氣體監(jiān)測儀器和硫化氫監(jiān)測儀為主。

3 天然氣生產(chǎn)集輸作業(yè)中能夠影響到儀表可靠性的因素分析

3.1 人為因素

雖說自動(dòng)化儀表的自動(dòng)化程度實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步提升，但卻依舊需要經(jīng)過人為操作才能夠?qū)崿F(xiàn)特定的功能。由此著手分析，相關(guān)崗位上的技術(shù)人員必須要準(zhǔn)確了解有關(guān)儀表的技術(shù)原理，之后才能夠讓其在相關(guān)環(huán)節(jié)的工作之中發(fā)揮出應(yīng)有的作用。日常工作中，總有技術(shù)人員習(xí)慣于按照過去積累下的工作經(jīng)驗(yàn)使用各類全新的自動(dòng)化儀表，但這種做法卻很難保證儀表的穩(wěn)定性，繼而給天然氣工程施工以及生產(chǎn)集輸作業(yè)造成了一系列安全隱患。在此基礎(chǔ)上，這種做法也有可能造成不必要的安全事故，進(jìn)而影響到相關(guān)工作人員的生命安全，因此必須要提高關(guān)注度。

3.2 監(jiān)督管理因素

由于天然氣自動(dòng)化儀表屬于精密儀器，因此實(shí)際工作中要安排專人對其運(yùn)行狀態(tài)做好監(jiān)督檢查，主要是為了實(shí)時(shí)掌控儀表的運(yùn)行狀態(tài)并且針對各種可能會(huì)出現(xiàn)的問題制定好應(yīng)對措施。結(jié)合實(shí)際工作現(xiàn)狀分析，很少有天然氣企業(yè)能夠按要求落實(shí)好這方面的檢查工作。往往是儀表出現(xiàn)故障，繼而造成更為嚴(yán)重的故障之后現(xiàn)場技術(shù)人員才會(huì)重視這方面的故障。后續(xù)工作中，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)天然氣企業(yè)建立起完善的儀表運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)督檢查機(jī)制，真正讓其發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

4 提高天然氣自動(dòng)化儀表可靠性的措施分析

4.1 控制好自動(dòng)化儀表元件的質(zhì)量

自動(dòng)化儀表元件的質(zhì)量與性能是保證儀表可靠性以及監(jiān)測準(zhǔn)確性的基本前提。如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中潛藏的質(zhì)量隱患，則會(huì)造成難以挽回的后果。由此著手分析，實(shí)際工作中必須要做好有關(guān)儀表元件質(zhì)量的監(jiān)督把控，需要從儀表設(shè)備的采購工作著手按照層層推進(jìn)的原則將這方面的工作落實(shí)到位。

正式投入使用之前，要對儀表設(shè)備的外觀、質(zhì)量性能進(jìn)行檢查測試。確認(rèn)無誤之后才能夠正式投入使用，從而保證相關(guān)監(jiān)測工作的針對性。

4.2 做好儀表故障處理與改進(jìn)調(diào)整

雖說自動(dòng)化儀表彌補(bǔ)了舊有監(jiān)測模式的缺陷，并且在各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)作業(yè)之中降低了不必要的風(fēng)險(xiǎn)隱患，但還是應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際工作需要不斷推進(jìn)儀表自動(dòng)化水平的全方位提升，借此來保障相關(guān)監(jiān)測工作的準(zhǔn)確性并且保障天然氣生產(chǎn)工作的有序推進(jìn)。實(shí)際工作中，天然氣企業(yè)方面需要對常見的儀表問題進(jìn)行總結(jié)匯總，進(jìn)而制定相應(yīng)的應(yīng)對管控措施，以降低相關(guān)問題的負(fù)面影響。從宏觀角度分析，天然氣生產(chǎn)集輸作業(yè)的重難點(diǎn)問題在于控制好溫度、濕度，進(jìn)而給設(shè)備營造出相對穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。以此為起點(diǎn)，天然氣企業(yè)才能夠營造出相對穩(wěn)定的生產(chǎn)秩序，并且進(jìn)一步推動(dòng)國內(nèi)天然氣行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

4.3 優(yōu)化天然氣自動(dòng)化儀表的運(yùn)行環(huán)境

雖說自動(dòng)化儀表應(yīng)用于天然氣行業(yè)之后，天然氣行業(yè)的自動(dòng)化水平實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步提升并且避免了很多不必要的故障、事故以及風(fēng)險(xiǎn)隱患。但由于這類儀器屬于高精尖儀器，所以其運(yùn)行狀態(tài)很容易會(huì)受到外界因素的影響。由此著手分析，需要在日常工作中做好自動(dòng)化儀表運(yùn)行環(huán)境的優(yōu)化調(diào)整，以降低外界環(huán)境因素對于儀表正常運(yùn)行所造成的影響。其重點(diǎn)在于維持好環(huán)境溫度、濕度、清潔情況，并且避免將儀表安裝在強(qiáng)電磁環(huán)境內(nèi)。需要注意的是，天然氣儀表往往對于環(huán)境溫度擁有非常高的要求，并且環(huán)境溫度過高時(shí)還有可能會(huì)損壞內(nèi)部零件。為了保證天然氣自動(dòng)化儀表的安全穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)將環(huán)境溫度控制在30℃左右，并且需要將濕度控制在10%～80%之間。儀表正常運(yùn)行狀態(tài)下，需要將濕度控制在30%～70%之間，原因在于運(yùn)行狀態(tài)下的自動(dòng)化儀表如果處在濕度過高的環(huán)境之內(nèi)同樣會(huì)有可能因?yàn)槭艹倍霈F(xiàn)短路問題，進(jìn)而影響到儀表的運(yùn)行狀態(tài)。為了保證自動(dòng)化儀表運(yùn)行的可靠性，需要安排專人負(fù)責(zé)這部分工作，以確保能夠根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

4.4 根據(jù)實(shí)際工作需要選擇自動(dòng)化控制系統(tǒng)

具體來說，常用的天然氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括分散控制系統(tǒng)、新型分散控制系統(tǒng)、總線控制系統(tǒng)3種類型。三者相比，總線控制系統(tǒng)更有助于提升天然氣企業(yè)的自動(dòng)化管理水平，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對于天然氣生產(chǎn)溫度和濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。實(shí)際工作中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際工作需要選擇具體的自動(dòng)控制方法，以提高生產(chǎn)效率以及天然氣的集輸安全性。以此為起點(diǎn)，利用自動(dòng)化控制儀表將各個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化儀表串聯(lián)在一起，也可以讓其在相關(guān)環(huán)節(jié)的監(jiān)測作業(yè)中發(fā)揮出更加顯著的作用，進(jìn)而保障天然氣的安全、穩(wěn)定生產(chǎn)。

4.5 引導(dǎo)技術(shù)人員做好溝通交流，提高其技術(shù)水平

新形勢下，需要引導(dǎo)相關(guān)崗位內(nèi)的技術(shù)人員做好溝通交流，要讓其熟練掌握相關(guān)自動(dòng)化儀表的性能參數(shù)、技術(shù)原理、常見故障類型，以確保在儀表出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)采取應(yīng)對措施。鑒于上述情況，天然氣企業(yè)要注意做好相關(guān)方面的人才教育培訓(xùn)工作，并且需要細(xì)化技術(shù)型人才的考核標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而引導(dǎo)其明確自己的工作職責(zé)、工作發(fā)展目標(biāo)。作為技術(shù)人員，其實(shí)也應(yīng)當(dāng)樹立起以自主學(xué)習(xí)為核心的職業(yè)發(fā)展理念，并且以認(rèn)真履行工作職責(zé)為前提不斷學(xué)習(xí)全新的技術(shù)理念、技術(shù)模式，用全新的工作方法提高工作效率。

5 結(jié)語

自動(dòng)化儀表在天然氣行業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)成為天然氣行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新趨勢，因此應(yīng)當(dāng)提高對于這類問題的關(guān)注度。實(shí)際工作中，要注意理清楚能夠影響到儀表運(yùn)行準(zhǔn)確性的因素，并且制定相應(yīng)的引導(dǎo)管控措施。前文中筆者參照實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)針對這類問題進(jìn)行了研究論述，希望能夠進(jìn)一步推進(jìn)自動(dòng)化儀表在天然氣生產(chǎn)集輸作業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐并且推動(dòng)國內(nèi)天然氣開采行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。