導(dǎo)語(yǔ)：油田聯(lián)合站優(yōu)化設(shè)計(jì)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

油田聯(lián)合站在原油生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵性作用。傳統(tǒng)的控制模式不利于工作效率的提升。基于此，如何實(shí)現(xiàn)油田聯(lián)合站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中集中關(guān)注的問(wèn)題。

1油田聯(lián)合站自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性分析

在油田原油生產(chǎn)實(shí)踐中，聯(lián)合站發(fā)揮關(guān)鍵性的作用，聯(lián)合站在原油生產(chǎn)中主要開展油水的有效分離、原油的有效穩(wěn)定、污水的科學(xué)處理、天然氣的有效利用、原油外輸量的精準(zhǔn)計(jì)量等工作，可見其是一個(gè)綜合性的生產(chǎn)部門。以紅一聯(lián)合站為例，通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作，存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：第一，集輸流程設(shè)置不合理，部分設(shè)備之間未預(yù)留切換流程的閥門，導(dǎo)致部分設(shè)備之間不能有效切換；第二，部分設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)置不完善，缺乏相依的配套設(shè)施，致使部分設(shè)備不能自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行；第三，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)于原油、天然氣、電能等能源的浪費(fèi)情況比較多；第四，現(xiàn)階段對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化采集以及設(shè)備控制的利用不夠充分；第五，部分設(shè)備設(shè)置不合理，不符合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)情況，因原油粘度大、水結(jié)冰等因素影響，導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作。為了有效提高聯(lián)合站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)安全事故的有效控制，對(duì)能源的合理化使用，提高企業(yè)生產(chǎn)效率與綜合管理水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)油田聯(lián)合站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得十分必要。從實(shí)踐角度來(lái)講，針對(duì)油田聯(lián)合站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化改造，主要是針對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程、各類輔助系統(tǒng)中存在的主要參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化的采集與監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性、可靠性的全面保證，實(shí)現(xiàn)盤庫(kù)效率與精準(zhǔn)化程度的有效提升，減少生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，同時(shí)要將所收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)效性的傳遞，為企業(yè)生成生產(chǎn)系統(tǒng)以及管理系統(tǒng)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。

2油田聯(lián)合站自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)路徑的探索

基于原油質(zhì)量與污水處理標(biāo)準(zhǔn)的不同，油田聯(lián)合站內(nèi)部的工藝設(shè)備也是不一樣的，在油田聯(lián)合站中主要是原油處理和污水處理，以下筆者將會(huì)列出油田聯(lián)合站典型的工藝流程，同時(shí)對(duì)相關(guān)流程中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出具有針對(duì)性的意見與建議。2.1原油處理自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)置。2.1.1三相分離器。就目前實(shí)際情況來(lái)看，井口來(lái)油的含水量基本上都高于80%，基于這一現(xiàn)實(shí)情況我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中應(yīng)該有效的利用三相分離器將井口來(lái)油中所含有的水分去除。其具備脫氣、分水、分油、除沙等對(duì)方面的功能，在應(yīng)用過(guò)程中呈現(xiàn)適應(yīng)性強(qiáng)、節(jié)能效果好、有效減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)，能夠在切實(shí)保證安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)成本的有效控制，進(jìn)而有效提升油田的綜合經(jīng)濟(jì)效益[1]。三相分離器在運(yùn)行過(guò)程中主要是將油、水、氣進(jìn)行分離，同時(shí)去除其中的泥沙等雜質(zhì)。站外來(lái)液首先經(jīng)過(guò)閥組加入原油破乳劑，再進(jìn)入換熱器進(jìn)行加熱，加熱后的原油溫度提升至50℃左右，然后進(jìn)入分離器進(jìn)行分離，這個(gè)分離的過(guò)程主要是依靠藥物反應(yīng)以及重力沉降。油水界面的高度通過(guò)調(diào)節(jié)堰管進(jìn)行調(diào)節(jié)，水中含油率高，降低堰板高度，反之，則相反。油水室液位通過(guò)壓差變送器傳輸至中控室，對(duì)液位進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)設(shè)置有高低液位報(bào)警值，液位達(dá)到報(bào)警值之后，設(shè)備會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，提醒值班人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理，在油水室出口均設(shè)置有氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)液位的設(shè)定值進(jìn)行閥門開度大小的調(diào)整，進(jìn)而調(diào)整油水室液位的高度。調(diào)節(jié)閥采用常規(guī)PID控制，在工況平穩(wěn)的情況下，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)的需求。聯(lián)合油站在進(jìn)行液位控制的過(guò)程中，可以有效的應(yīng)用現(xiàn)代化的控制設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，如導(dǎo)納射頻界面儀，要選擇精度較高的流量計(jì)，控制系統(tǒng)壓力的測(cè)量應(yīng)選擇Y-150型號(hào)的壓力表。應(yīng)用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的軟件應(yīng)選取S7-300過(guò)程軟件，并且在控制軟件之間能通過(guò)MPI通訊卡CP5611開展數(shù)據(jù)通訊。2.1.2原油外輸。經(jīng)過(guò)分離器處理之后的原油，通常情況下含水率低于0.5%，輸送到油罐當(dāng)中進(jìn)行儲(chǔ)存，經(jīng)過(guò)原油外輸泵的作用實(shí)現(xiàn)對(duì)原油的對(duì)外輸送。指定的油罐在原油外輸?shù)倪^(guò)程中主要發(fā)揮穩(wěn)定外輸量的功能[3]。把好油罐的液位、密度、含水量、溫度等相關(guān)方面的要求有效的輸入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中進(jìn)行智能化的庫(kù)存計(jì)算，通過(guò)這一活動(dòng)為相關(guān)調(diào)度人員統(tǒng)一化的展開原油調(diào)配進(jìn)行指導(dǎo)，在油罐的液位設(shè)置上應(yīng)該注意最高限定值和最低限定值的報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外輸泵轉(zhuǎn)速的精準(zhǔn)化控制。本站原油外輸采用的是裝車外輸?shù)姆绞?，通過(guò)裝車棧橋進(jìn)行原油的裝車，這個(gè)過(guò)程中需要用到定量裝車控制儀，主要是用來(lái)控制裝車量。定量裝車控制儀RS485總線與控制室上位機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的集中管理?，F(xiàn)場(chǎng)可選用質(zhì)量流量計(jì)或體積流量計(jì)作為流量檢測(cè)儀表，氣動(dòng)閥用于介質(zhì)的切斷開啟和流量調(diào)節(jié)。2.2水處理系統(tǒng)。在石油生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的油田污水，這些污水必須經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)后才能進(jìn)行回注，污水處理的主要功能是對(duì)油田聯(lián)合站中所排出的污水進(jìn)行有效的處理，然后將得到有效處理的水送回注水站，并將這些水注入到地下。現(xiàn)階段，油田的污水在實(shí)施污水處理的工藝上雖然存在一定的差別，但是總體上來(lái)看差別并不是非常大。自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行流程主要包括一次除油罐、二次除油罐的控制系統(tǒng)；加藥系統(tǒng)以及過(guò)濾器的處理系統(tǒng)三個(gè)部分。2.2.1一次除油罐、二次除油罐、緩沖罐。在石油生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的含油污水，含有石油的污水與各類型處理藥劑進(jìn)行充分混合之后，在一次除油罐、二次除油罐中進(jìn)行短暫的停留之后，將污水中含有的石油進(jìn)行有效的分離。一次除油罐主要對(duì)來(lái)液進(jìn)行緩沖、預(yù)沉降，除去大部分的浮油，二次除油罐進(jìn)一步除去浮油和機(jī)雜。在這個(gè)過(guò)程中，需要對(duì)除油罐的液位進(jìn)行控制，將采集到的液位信號(hào)，送入PLC控制柜，進(jìn)而對(duì)機(jī)泵的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)控制罐液位，同時(shí)應(yīng)該設(shè)置高低液位報(bào)警值，防止泵抽空以及冒罐現(xiàn)象的發(fā)生。2.2.2加藥系統(tǒng)。石油生產(chǎn)過(guò)程中，污水處理站工作過(guò)程中需要在相關(guān)液體中加入混凝劑、絮凝劑、阻垢劑、緩蝕劑、殺菌劑等各種類型的藥劑。傳統(tǒng)工作過(guò)程中對(duì)于各種藥劑的加入數(shù)量都是由相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人工方式的控制的，在一定程度上不能切實(shí)確保污水處理指標(biāo)，同時(shí)也會(huì)使得生產(chǎn)成本無(wú)法得到精細(xì)化的控制。有效的自動(dòng)化控制技術(shù)，基于來(lái)液的各項(xiàng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)藥劑需求量的精準(zhǔn)計(jì)算，可以確保加藥量滿足生產(chǎn)的實(shí)際需求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)成本的精細(xì)化控制。2.2.3過(guò)濾器系統(tǒng)。過(guò)濾器系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立存在的設(shè)備，一般情況下過(guò)濾器自身已經(jīng)具備了PLC，這一設(shè)備的控制一般通過(guò)自帶的PLC完成。PLC可以將生產(chǎn)工藝中的各項(xiàng)參數(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞到中控PLC系統(tǒng)當(dāng)中，使得過(guò)濾器的工藝參數(shù)在操作站中得到有效的顯示。過(guò)濾器中自身所具備的PLC與中控室PLC系統(tǒng)之間的通訊活動(dòng)一般都是通過(guò)Modbus、以太網(wǎng)等作用實(shí)現(xiàn)的，不管在實(shí)踐中應(yīng)用何種通訊方式，都要求二者之間的分工協(xié)作有效的解決二者之間的接口問(wèn)題。

3鍋爐系統(tǒng)

鍋爐是給站內(nèi)各生產(chǎn)設(shè)備加熱保溫的重要設(shè)備，原油溫度過(guò)低不但會(huì)造成原油脫水效果不佳，還會(huì)影響外輸泵的正常使用。同時(shí)燃?xì)忮仩t在運(yùn)行中還存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此更要重視控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在鍋爐水質(zhì)軟化好的過(guò)程中，設(shè)備應(yīng)用離子交換原理，去除水中鈣、鎂等結(jié)垢離子，使得水質(zhì)軟化?？梢园惭b美國(guó)FLECK公司集中控制閥或美國(guó)AUTOTROL公司的多路閥，實(shí)現(xiàn)程序控制運(yùn)行與自動(dòng)再生；采用虹吸原理吸鹽，自動(dòng)注水化鹽、配比濃度無(wú)需鹽泵、溶鹽等附屬設(shè)備確保鍋爐水質(zhì)軟化的有效實(shí)現(xiàn)。在鍋爐控制系統(tǒng)中，可以將聯(lián)合站中所有鍋爐使用統(tǒng)一化的變頻補(bǔ)水功能，有效的利用PID進(jìn)行增量的調(diào)節(jié)，維持鍋筒水位在相關(guān)工藝允許的范圍之內(nèi)，從而真正實(shí)現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)的變頻化自動(dòng)補(bǔ)水功能。

4結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)油田聯(lián)合站工藝過(guò)程的有效分析，總結(jié)出了與各設(shè)備相吻合的檢測(cè)儀表以及控制原理的選用，為油田聯(lián)合站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了科學(xué)化的方案。希望通過(guò)文章的闡述可以使得相關(guān)技術(shù)部門以及技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到實(shí)現(xiàn)油田聯(lián)合站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化改造的必要性與重要性，結(jié)合實(shí)際發(fā)展情況與需求，整合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與理念，實(shí)現(xiàn)對(duì)油田聯(lián)合站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高油田的工作效率，降低生產(chǎn)成本，最終實(shí)現(xiàn)綜合經(jīng)濟(jì)效益的有效提升。

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作者:馬春嶺 單位:中石化華北油氣分公司采油一廠