原油計量自動化標定系統設計與應用

解雷（新疆石油勘察設計研究院（有限公司）， 新疆 克拉瑪依 834000）

原油計量自動化標定系統設計與應用

解雷（新疆石油勘察設計研究院（有限公司）， 新疆 克拉瑪依 834000）

針對人工容積式流量計方式原油計量精度低、誤差大、人工計量的成本高等問題，結合原油標定裝置規范要求以及工藝特點，研制了一套原油計量計算機自動標定系統，該系統主要由原油標定裝置結構與計算機自動標定系統組成，各子程序的協調工作，實現了原油計量的自動化計量目的，能夠解決計量儀器量程范圍以及標定要求不同的問題，利用自動標定系統在線自動調整各個計量點流量誤差，修正計量結果，計量環境與過程安全性、可靠性得到極大的提高，為企業取得了更大的經濟效益。

原油計量；計算機；自動標定；系統

原油計量的準確與否，直接關系到石油企業的經濟利益，從深層次來講，原油計量偏差還會影響石油企業的信譽，缺斤少兩又會導致石油企業客戶的滿意程度下降。在我國各大油田，容積式流量計計量儀器采取的比較普遍，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，而且，即使采取標準裝置標定也會出現效率低下、費時等問題。基于以上幾點，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，該系統可以很好的解決計量儀器量程范圍以及標定要求不同的問題，利用自動標定系統自動調整各個計量點流量，準確完成標定任務，操作簡便，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［1-3］。

1　計算機自動標定系統設計

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結構與計算機自動標定系統，這種系統可以實現原油自動計量，相對于人工計量，在計量精度以及工作時效方面有了很大的提高，下面詳細介紹兩部分組成結構［3］。

（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，該裝置保留有原來原油計量儀器的特點，對20～100 mm口徑范圍原油都能進行標定，精度可靠，原油標定裝置工藝結構圖如圖1所示。

圖1　原油標定裝置工藝結構圖

（2）自動化標定系統 計算機自動標定系統主要由兩部分組成，分別是計算機與相應的輔助設備。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，該系統在組態方面，主要由流量計算機和人機界面兩部分組態構成。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［3-5］。

①上位機組態：采用的是組態王5.1軟件，在win95/98/ NT 平臺可以靈活運行，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，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。

②ACM模塊是下位機控制核心，利用MODLBUS軟件來與上位機進行響應，通過I/O輸入輸出功能模塊將相關的信號數據信息輸入輸出，該系統中設置有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。原油計量自動標定系統還包括SDM標準離散量模塊、EAM增強的模擬模塊、RTM溫度模塊、SAM標準模擬量模塊以及MBI接口卡等功能模塊，原油計量自動標定系統采用了18塊模塊，主要包括EAM模塊1塊、SDM模塊7塊、SAM模塊6塊以及RTM模塊4塊。

③原油流量計的脈沖信號的讀取主要是通過HSC 模塊來實現，根據程序分工，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。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。

2　系統功能與特點

（1）系統功能［3-5］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遠程監控。②關鍵參數的越限報警，原油計量儀器口徑與類型的不同，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。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。⑦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。

（2）系統特點 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，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［3-5］。②原油自動計量控制系統在石油企業的應用，在原油計量準確度方面的大幅提高，對石油企業的發展起到了良好的推動作用，對職工的身心健康、安全、以及企業環境保護方面起到了良好的積極作用。③各子程序的協調工作，實現了原油計量的自動化計量目的，計量環境與過程安全性、可靠性得到極大的提高，為企業取得了更大的經濟效益。④利用自動標定系統自動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，達到原油精確計量的目的。

3　應用案例

（1）蘇丹黑格里油田引進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，取得了極大的應用效果。在計量設備型號、正確安裝和組態質量得到保證的情況下，進行了應用，利用該系統自動計量的原油測量精度，可以控制在±0.2 %的有效范圍內，實例應用表明：原油自動標定系統流能提高計量精度，對原油生產管控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）勝利油田購買了一套原油計量儀表的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，原油計量具有較高的精確度，應用效果顯著，已經在不少的采油廠計量單位進行推廣使用。

4　結語

原油計量儀表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，確保數據精確可靠。實現了原油計量的自動化計量目的。相比人工計量手段，該計量過程實現了自動化，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。該系統長期穩定安全運行是石油工業能夠科學、快速、高效發展的需要，原油計量儀表自動標定系統研究工作具有重要意義。

［1］潘丕武.石油計量技術基礎［M ］，北京：北京海洋出版社，2001.

［2］涂乙，吳萌，管麗等.新型結垢量測定裝置的建立與實驗［J］.油氣田地面工程，2011，30（9）：10-11.

［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］姜學軍.計算機控制技術［M］.北京：清華大學出版社，2005.

解雷（1988- ），男，黑龍江省佳木斯市人，助理工程師，2012年畢業于東北石油大學自動化專業，主要從事國內外油氣田自動化儀表設計。