自動化儀器儀表的安裝調(diào)試及抗干擾方法研究

［關(guān)鍵詞］自動化儀器儀表；安裝調(diào)試；抗干擾

1 常見的自動化儀器儀表

1.1 溫度儀表

油氣儲運過程復(fù)雜，所用設(shè)備和管道繁多，對溫度的控制要求較高。目前，常用的測溫設(shè)備有雙金屬溫度計、熱點阻（偶）等。

1.2 壓力儀表

壓力作為油氣儲運生產(chǎn)過程中的重要控制參數(shù)，與生產(chǎn)安全密切相關(guān)。在油氣儲運生產(chǎn)過程中，常用的壓力檢測裝置主要有波登管壓力傳感器、電容式壓力傳感器、共振型壓力傳感器、擴散硅壓傳感器等。

1.3 物位儀表

物位儀表是油氣儲運生產(chǎn)過程中實時監(jiān)測，并顯示液體位置及高度的儀器儀表。物位儀表通常是利用浮力原理來實現(xiàn)計量功能，即通過測量液體表面受重力影響而產(chǎn)生的位移量，從而得出液面高度。

1.4 流量儀表

流量儀表能夠?qū)崟r監(jiān)測流體流動狀態(tài)，具有精度高、穩(wěn)定性好等特點。根據(jù)測量原理的不同，流量儀表可以分為轉(zhuǎn)子流量計、差壓式流量計、科里奧利式質(zhì)量流量計、電磁式流量計等。

2 自動化儀器儀表應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1 提高油氣儲運效率

在油氣儲運過程中，需對各類生產(chǎn)設(shè)備及其相關(guān)管線進行有效控制與管理，采用自動化儀器儀表可以實現(xiàn)對管線內(nèi)的參數(shù)的實時監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生異常狀況時，自動化儀器儀表可及時將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)，保證控制系統(tǒng)能及時作出反應(yīng)。

2.2 增強設(shè)備管理能力

在油氣儲運過程中，需要對儲運生產(chǎn)等運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，確保其安全穩(wěn)定運行。在油氣儲運過程中采用自動化儀器儀表，既可減輕工人勞動強度，又可實現(xiàn)自動監(jiān)測與管理，可提高整體系統(tǒng)和設(shè)備的管控能力，實現(xiàn)油氣儲運自動化調(diào)節(jié)、控制。

2.3 控制長輸管道參數(shù)

遠(yuǎn)距離油氣管道是我國油氣儲運事業(yè)的重要組成部分，也是我國油氣儲運企業(yè)未來發(fā)展的堅實基礎(chǔ)。在長距離油氣儲運管道中，自動化儀器儀表的應(yīng)用除了要遵循能量守恒原理外，還對各種參數(shù)進行調(diào)整與優(yōu)化，這有助于實現(xiàn)對原油輸送效率的科學(xué)調(diào)控。

3 自動化儀器儀表的安裝調(diào)試與抗干擾方法

自動化儀器儀表對使用環(huán)境、安裝技術(shù)、抗干擾能力等有著較高要求。我國某西部管道輸油氣分公司采用自動化儀器儀表，為保證儀器儀表的正常使用，從儀器儀表的安裝調(diào)試和抗干擾方面進行嚴(yán)格控制。其中油氣水流量計量是企業(yè)生產(chǎn)運行、集輸?shù)葦?shù)據(jù)采集的重要設(shè)施，該企業(yè)采取如下方式進行流量測量儀表的選型、安裝及抗干擾。

3.1 流量測量儀表選型

該企業(yè)對流量測量儀表測量精度的要求見表1。

由于工程位于西部偏遠(yuǎn)地區(qū)，施工環(huán)境惡劣，施工人員素質(zhì)參差不齊，容易導(dǎo)致部分測量儀器誤差偏大，不能滿足使用要求。為此，需在明確儀器儀表類別和需求的基礎(chǔ)上進行儀表選型。

3.1.1 濕氣計量撬儀表

當(dāng)前氣–液兩相流在石油和天然氣工業(yè)中廣泛存在。隨著油田開發(fā)進入高含水期，如何提高油井產(chǎn)量和含水監(jiān)測精度成為迫切需要解決的問題。企業(yè)通過采用水分單相流量計，可省去計量分離器、計量橋管輪換等設(shè)備，不僅占地面積小、流程布置簡單，而且能實現(xiàn)連續(xù)在線流量測量，實現(xiàn)無人值守，便于對氣井生產(chǎn)動態(tài)進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)精細(xì)化管理。

3.1.2 氣液分離后氣相儀表

部分氣井具有較高的水露點，氣–液分離后仍有部分液體存留，企業(yè)在實際生產(chǎn)過程中需要考慮這些液體對氣液組分的影響，合理選擇氣相儀表。表2為氣–液分離段中各種流量計的影響因素及特點。

本項目以JS2035HF井為研究對象，綜合考慮氣–液分離后流量、氣質(zhì)情況、用氣性質(zhì)、壓力、溫度等關(guān)鍵參數(shù)，采用差壓式流量計進行測量，計算標(biāo)況流量。具體參數(shù)見表3。

3.1.3 儲液罐油水液位儀表

當(dāng)壓裂井返排率達不到100%時，為加快試氣投產(chǎn)速度，需經(jīng)試氣組試氣分離器進入生產(chǎn)流程，因此，儲液箱底部一般都有壓裂砂。隨著井下壓力下降、產(chǎn)量下降，泡沫抽采、高壓氣體舉升、連續(xù)油管抽采等技術(shù)相繼投入使用，會導(dǎo)致生部分乳狀液，這些液體進入儲液槽，隨著開采過程不斷向地面設(shè)備注入，最終在油水兩相中形成乳化原油?？梢?，儲液槽內(nèi)由下往上流動的介質(zhì)為砂、水、乳化液及油。圖1為儲罐液位計量儀表（截面）示意。

3.2 自動化儀器儀表安裝調(diào)試

3.2.1 自動化儀器儀表現(xiàn)場安裝

在合理選擇儀器儀表后，需嚴(yán)格落實儀器儀表的安裝和調(diào)試工作。應(yīng)在分析儀器儀表類型及工作原理的基礎(chǔ)上，進一步優(yōu)化管路及總控制開關(guān)的安放位置。自動化儀器儀表所處環(huán)境復(fù)雜，所以儀表的安裝應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)程進行，提高儀表的整體性能，避免因為安裝不到位出現(xiàn)故障而影響到油氣儲運。在安裝過程中，鋼槽加工完成后應(yīng)掌握儀表板尺寸及規(guī)格，確定儀表預(yù)留孔位，為儀表安裝質(zhì)量控制作好準(zhǔn)備。在安裝前，要對槽鋼結(jié)構(gòu)的正確性及安裝質(zhì)量進行多次檢查，確認(rèn)無誤后方可安裝儀表。在組裝時，可將表放在對應(yīng)的托架上，并用螺栓緊固。

3.2.2 設(shè)備及管路安裝

儀表及相關(guān)部件安裝完成后，需要進行有關(guān)工藝管線設(shè)備的安裝。在安裝設(shè)備及管線時應(yīng)注意以下幾點：①在正式安裝前要確保自動儀表及線路設(shè)計合理、精確；②保證各部分的安裝位置、數(shù)量及工藝的正確性，為設(shè)備及管線的安裝打下堅實基礎(chǔ)；③嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進行設(shè)備、管道的安裝，加強設(shè)備及管道的安裝質(zhì)量監(jiān)督。

3.2.3 調(diào)試與校對

自動化儀器安裝調(diào)試完成后需調(diào)試校準(zhǔn)，消除操作誤差，提高設(shè)備運行安全穩(wěn)定。在調(diào)試和校準(zhǔn)過程中，做好參數(shù)調(diào)整、試運行等工作，防止儀器儀表在以后的運行中發(fā)生故障。

3.3 自動化儀器儀表抗干擾措施

3.3.1 接地安裝

接地系統(tǒng)的運行情況和安裝水平會受到電流幅值、波形狀態(tài)等因素的影響。接地安裝通常包括單點接地和多點接地兩種方式，通常情況下單點接地的方式不會對自動化儀器儀表產(chǎn)生較大的干擾。要保證地線的正確敷設(shè)，然后根據(jù)已有的標(biāo)準(zhǔn)對地線進行抗干擾處理，最后進行試驗，驗證接地裝置是否符合設(shè)計要求。一般情況下，接地電阻應(yīng)適當(dāng)?shù)叵拗圃?～10Ω，且越接近5Ω越好。在接線時，要特別注意接線方式，按并聯(lián)方式進行安裝。因為當(dāng)串聯(lián)時，電流流入公用地線的概率很大。

3.3.2 消除電磁干擾

儀表在開關(guān)時會產(chǎn)生高壓，這將對儀器的工作環(huán)境造成電磁干擾，降低其抗干擾能力，使安裝的儀器無法長期穩(wěn)定運行。針對這個問題，可采取增加阻容網(wǎng)絡(luò)、增加二極管等多種方案。具體實踐中，可根據(jù)儀器安裝現(xiàn)場的具體情況選用最適合的抗干擾方案，如采用屏蔽技術(shù)保護儀器，有效提高儀器的工作穩(wěn)定性與可靠性?；蛟黾幼枞菥彌_器，提高儀器的抗干擾能力。油氣儲運中常用緩沖器為10～20Ω，電容值為0.22～1μF，該設(shè)備通過對儀器屏蔽層及電纜的合理設(shè)計和優(yōu)化，保證設(shè)備在正常工作時不受外界電磁干擾。

3.3.3 屏蔽干擾

物理屏蔽是抗干擾方法。為有效屏蔽干擾信號，通常采用低電阻或弱磁的材料作為屏蔽件。在外部電磁環(huán)境較復(fù)雜的情況下，通過合理的儀器布置可有效減小外部電磁環(huán)境對設(shè)備的影響。根據(jù)遮蔽范圍的不同，遮蔽方式可分為全局遮蔽與局部遮蔽。全屏蔽技術(shù)主要應(yīng)用于設(shè)備密集、空間大、人員密集、距離近的場合。當(dāng)采用局部屏蔽技術(shù)時，需要對關(guān)鍵部件進行識別，并安裝適當(dāng)?shù)钠帘窝b置。

4 結(jié)束語

自動化儀器儀表的安裝調(diào)試及抗干擾工作，是確保油氣儲運正常運行和準(zhǔn)確測量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過對安裝過程的嚴(yán)格把控和抗干擾措施的有效實施，可以提高儀器儀表的穩(wěn)定性和可靠性。在未來的工作中，應(yīng)繼續(xù)關(guān)注行業(yè)的發(fā)展動態(tài)，不斷學(xué)習(xí)和引入先進的技術(shù)和方法，進一步優(yōu)化安裝流程，提升自動化儀器儀表的抗干擾能力。