原油計量計算機自動標定系統

王振彥 山東服裝職業學院

原油計量計算機自動標定系統

王振彥 山東服裝職業學院

針對原油人工容積式流量計計量精度低、誤差大、計量成本高等問題，結合原油標定裝置規范要求以及工藝特點，研制一套原油計量計算機自動標定系統。該系統主要由計算機與相應的輔助設備兩部分組成。原油計量過程中，通過3個脈沖量、6個開關量、23個模擬量來實現各項參數的實時采集（在人機界面上實時顯示）以及工作臺的遠程監控。勝利油田采用了一套原油計量計算機自動標定系統，在河口采油廠進行了為期10個月的試用，結果表明，該系統穩定可靠，相對于人工計量方式，原油計量精度較高，應用效果顯著。

原油計量；自動標定；精度；流量；ACM模塊

在我國各大油田，容積式流量計計量儀器采用的比較普遍，在不同的環境以及不同的場地情況下所選取的計量儀器型號、量程范圍以及口徑要求也不盡相同，往往會遇到在同一口徑下，儀器量程范圍不等、差異較大的問題，即使采取標準裝置標定也會出現效率低下、費時等問題。結合原油標定裝置規范要求以及工藝特點，利用計算機技術研發了一套計算機自動標定系統，該系統可以解決計量儀器量程范圍以及標定要求不同的問題，利用標定系統自動調整各個計量點流量[1]，準確完成標定任務，操作簡便。

圖1 原油標定裝置工藝結構

1 系統設計

原油計量計算機自動標定系統主要由兩部分組成，分別是原油標定裝置與計算機自動標定系統。該系統相對于人工計量，在計量精度以及工作時效方面都有很大的提高[2]。

1.1 原油標定裝置結構

原油標定裝置是根據業內標定標準的規范來設計的，在原油計量計算機自動標定系統中是最基礎的部分，該裝置保留原來原油計量儀器的特點，對20～100 mm口徑范圍內原油都能進行標定，精度可靠，原油標定裝置工藝結構如圖1所示。

1.2 計算機自動標定系統

計算機自動標定系統主要由計算機與相應的輔助設備兩部分組成。該標定系統在測量準確度以及可靠性上是值得信賴的，主要是因為該系統在功能結構設計方面，采取了上、下位機模式以及實時多任務系統。在實際應用中，自動標定既可離線操作，又可以在線編輯運行，方式靈活，安全可靠[3]。

（1）上位機組態采用的是組態王5.1軟件，可在Win 95/98/NT平臺運行，該軟件集合有200多種驅動程序，軟件兼容性強。具有實時數據調用、報表打印、報警功能、歷史曲線、實時曲線制作等功能，以及對檢測點采樣速度快、性能高等特點，在運行過程中，可以連接EXCEL、VB、VFP等，軟件不會造成相互影響。

（2）ACM模塊是下位機控制核心，利用MODLBUS軟件與上位機進行響應，通過I/O模塊將相關的數據信息輸入與輸出。該系統中設置3個模塊架，模塊架上面安裝有ACM與I/O模塊，通過數據總線實現模塊架之間的通信。下位機應用軟件主要由5個子程序組成，分別是參數超限報警、采集數據、自動計量、計量計誤差修正以及在線標定流量計等，這5個子程序在應用軟件中的工作流程如圖2所示。

（3）原油流量計的脈沖信號讀取主要是通過HSC模塊來實現。主程序利用DDE來調用原油累積量、瞬時量子程序，以讀取的流量計脈沖信號與程序計量出來的流量為基礎，分別自動計算出瞬時原油量以及累積原油量[4]。根據原油體積修正系數表庫、原油標準密度表庫，下位機應用程序可以自動計算出標準的原油密度、體積和修正系數，除此之外，混油量、純油量、含水量都將自動計算出來，并且將計算結果報表打印。原油計量子程序的工作流程如圖3所示。

圖2 下位機應用軟件程序流程

圖3 原油計量子程序工作流程

2 系統功能與特點

2.1 功能

（1）原油計量過程中，通過3個脈沖量、6個開關量、23個模擬量來實現各項參數的實時收集（在人機界面上實時顯示）以及工作臺的遠程監控。

（2）關鍵參數的越限報警，對因原油計量儀器口徑與類型不同，不同的地方計量量程范圍的變化引起的越限操作進行及時報警監督。

（3）在人機互動界面，可以將計量參數數據繪制成歷史趨勢顯示圖，方便對參數數據的理解以及查詢數據的變化點[5]。

（4）該系統在對原油計量完畢后，會直接進行每日報表、每班報表的自動打印，以及工作現場計量參數的整理打印備案。

（5）對原油中含水量、混油量和純油量的分類自動計量，在自動標定軟件中輸入視密度，可以自動得到標準密度，以便核對檢查結果的準確性。

（6）通過體積管，在線自動進行原油流量計標定，以及在線自動進行讀數誤差修正，修正最終的原油計量結果。

（7）輔助功能。通過輔助功能可以及時檢測計量工作制度是否出現異常情況，同時將異常信號傳回中心進行處理，調整計量工作制度。

2.2 特點

（1）該系統具有較高的自動化程度以及計量精度，相比人工計量手段，計量結果可靠性較高，人機互動界面友好，操作使用簡單，節約了人力資源成本。

（2）原油計量準確度大幅提高，對石油企業的發展起到了良好的推動作用，對企業安全以及環境污染方面起到了積極作用，為石油企業的的信譽贏得了保障，創造了更大的經濟價值。

（3）各子程序的協調工作，實現了原油自動化計量目的，計量環境與過程安全性、可靠性得到極大的提高。

（4）利用自動標定系統調整各個計量點流量，準確完成標定任務，操作簡便，提高了標定速度，直接縮短標定花費的時間。避免了人工操作帶來的不必要誤差，達到了原油精確計量的目的。

3 應用案例

（1）蘇丹黑格里油田采用了一套原油計量計算機自動標定系統，經過一段時間的使用，取得了很好的應用效果。在計量設備型號、正確安裝和組態質量得到保證的情況下，利用該系統計量原油，計量精度可以控制在±0.2%的范圍內。實例應用表明：原油自動標定系統能提高計量精度，對原油生產可以進行良好的管控，原油貿易的精確交接得到了保障，維護了貿易雙方的利益。

（2）勝利油田采用了一套原油計量計算機自動標定系統，在河口采油廠進行了為期10個月的試用。試用結果表明，該系統穩定可靠，相對于人工計量方式，原油計量精度較高，應用效果顯著，已經在其他采油廠計量單位進行推廣使用。

4 結論

原油計量計算機自動標定系統的投入使用，使原油計量進入了一個新的階段，該系統各子程序的協調工作，自動檢測和處理標定點數據，并進行在線修正誤差，避免人為操作誤差，可確保數據精確可靠。實現了原油自動化計量的目的。該系統相比人工計量手段，計量結果可靠性較高，人機互動界面友好，操作使用簡單；可實時監控計量流程，工作效率得到極大的提高，節約了人力資源成本。

[1]潘丕武．石油計量技術基礎[M]．北京：北京海洋出版社，2001．

[2]張春濤，穆謙益，程世東，等．橇裝式氣井井口氣液產量標定裝置[J]．油氣田地面工程，2013，32（6）：128.

[3]楊樂平．質量流量計計算機遠程監測系統的設計域實現[J]．微計算機信息，1997，13（4）：68-70．

[4]王爭平．國際石油貿易計量方法[J]．油氣儲運，2000，19（2）：12-14．

[5]謝堯．無人值守集氣站油氣計量方式優化[J]．油氣田地面工程，2014，33（1）：60-61.

（欄目主持關梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.4.017