外輸天然氣計量系統軟件功能的完善與應用

盧影（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

外輸天然氣計量系統軟件功能的完善與應用

盧影（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

針對喇嘛甸油田外輸天然氣計量系統存在軟件智能化低、技術落后，不能滿足生產管理需要的情況，進行系統軟件功能的完善，實現數據上傳，信息共享，達到外輸天然氣計量系統的監控自動化。介紹了系統軟件功能存在的問題及系統軟件功能的完善和應用效果，天然氣計量系統軟件功能的完善，提高了喇嘛甸油田外輸天然氣計量系統故障處理及時率，提高了維護人員的工作效率，減少了外輸天然氣計量損耗，避免了企業的經濟損失。

自動化；天然氣；計量

DOI：10.3969/j.issn.2095-1493.2017.07.017

喇嘛甸油田共有8套天然氣計量系統，采用4套計量軟件進行天然氣計量工作。在計量維護過程中，維護人員采取定期上站巡檢方式來保障外輸天然氣計量系統正常運行，獲取準確的天然氣計量數據。當現場出現差變量程超限、儀表故障、計量系統故障等臨時故障時，維護人員不能及時進行故障處理，影響了外輸天然氣交接計量量值，造成外輸天然氣量值的損耗。為避免經濟損失，降低損耗，有必要完善計量系統軟件功能，使外輸天然氣計量系統能夠實現在線故障診斷報警功能、記錄功能、手動輸入參數功能、傳輸功能。做到發現問題及時處理，避免經濟損失，達到節約降耗的目的。

1 計量系統軟件存在問題

計量系統軟件功能智能化低，可實現的功能較少，存在以下幾個方面問題：

1）系統不能實現自動診斷功能，出現故障時需要維護人員上站查看后確定故障原因，進行處理。

2）系統無報警值設定及記錄功能，維護人員不能根據需要來設定報警值，當系統在非工作日發生故障時，現場工作人員不能及時處理故障。

3）無手動輸入參數功能，遇到問題時，維護人員不能根據現場實際情況，手動輸入天然氣氣質參數和物性數據、標準參比條件、取壓方式、測量管內徑、孔板開孔直徑、儀表量程、時鐘數據及通訊參數等[1]，降低工作人員的維護能力。

5）無故障傳輸功能，現場工作人員發現問題后采取電話通知方式通知維護人員，增加處理時間。

2 計量系統軟件功能完善

在計量系統中置入先進的可編程控制器（西門子300PLC）、通訊模塊、通訊器及程序設計，完善計量系統的軟件功能。

2.1 完善故障診斷功能

根據喇嘛甸油田外輸天然氣計量系統故障實際情況，在計量系統軟件程序中置入故障診斷部分。故障包括：工控機故障、PLC故障、一次表故障、現場一次儀表超量程、供電故障、軟件損壞故障及打印故障等。當發生故障時，一是計算機報警，通過放大器傳到閃光信號報警器報警；二是顯示器頁面上顯示故障現象，并根據故障現象顯示故障原因及故障處理預案（表1）；三是維護人員根據故障處理預案，實施故障處理；四是系統自動生成歷史報表顯示天然氣流量平均值，維護人員處理故障完畢后，恢復系統正常計量。

2.2 完善報警值設定及記錄功能

根據外輸氣孔板計量裝置安裝、取壓方式、直管段長度、現場儀表量程、現場儀表返回信號、打印機運行情況等，進行手動置入報警設定，同時在軟件中形成備份[2]。

表1 故障處理方法

應用PLC編寫簡單易操作人機對話界面，記錄現場差壓變送器出現的異常狀況，提高工作人員的維護能力（圖1）。

德國ETAS（易特馳）集團為客戶提供用于汽車電控單元（ECU）開發和維護的各種集成工具和解決方案。作為一流的工具供應商，易特馳始終提供創新、高質量的產品，并針對ECU生命周期的各個階段提供解決方案。該公司2005年進入中國，為中國本土客戶提供全方位的服務以及個性化的解決方案。

圖1 故障處理流程

1）當天然氣瞬時流量值突然增大時，工控機顯示界面提示報警，并提示現場差壓變送器可能是負壓室堵塞，工作人員根據報警提示對差壓變送器負引壓管放空。

2）當天然氣瞬時流量值突然減小時，系統報警并提示現場差壓變送器可能是正壓室堵塞，工作人員根據報警提示對儀表正引壓管進行放空。

3）編制報警記錄數據庫并設置專門數據處理文件夾，存放故障報警情況記錄。該數據庫中能夠對差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器等儀表形成歷史溯源，（即儀表發生故障時，系統記錄上一時刻歷史數據），可形成曲線圖，該記錄設置為不可刪除，為維護人員處理故障提供資料。

2.3 完善手動輸入參數功能

應用PLC編寫簡單易操作的人機對話界面，相關人員能夠手動置入并修改相關參數。維護人員根據現場實際情況，可手動輸入天然氣氣質參數和物性數據、標準參比條件、取壓方式、測量管內徑、孔板開孔直徑、儀表量程、時鐘數據及通訊參數等。

2.4 完善打印功能

程序自動生成報表及差壓、壓力、溫度瞬時值、流量瞬時值、當天流量累計值。可查詢歷史報表，根據需要打印報表，可加入定時打印選項，維護人員可根據需要，設定打印報表時間。

2.5 完善故障數據傳輸功能

在計量系統PLC中增加通訊模塊MD720-3。MD720-3內裝SIM卡，支持SMS短信的發送和接收以及GSM網絡。報警信息產生時，通過PLC程序編程將報警短信分別發送到指定的通訊器上，維護人員可進行故障實時監控。

3 應用效果

天然氣計量系統軟件完善后已投入現場應用，運行情況良好。該計量系統增加了可編程控制器及程序設計，能夠顯示實時和歷史數據曲線、現場工況狀態及網絡運行狀態的動態畫面、提示故障原因以及故障處理預案。與完善前的計量系統相對比，可實現故障診斷功能、報警值設定了記錄功率、手動輸入參數功能、打印功能傳輸功能。節約處理時間分別為6 h、3 h、1 h、1 h、1 h。提高了計量系統故障處理及時率，提高了維護人員的工作效率。

喇I聯合站氣產量大概為18×104m3/d，如發生計量故障不及時處理，則參照前一天濕氣產量估值上報，按照5%的估值誤差、按原來年平均故障6次、1元/m3價格計算，氣量損耗為5.4×104m3；經濟效益為5.4×104元。喇嘛甸油田共8套天然氣計量系統，全年避免經濟損失43.2萬元。

4 結論

通過完善外輸天然氣計量系統軟件功能，實現了喇嘛甸油田計量管理工作水平的提升，積極推進計量數據管理自動化、網絡化、現代化。在油氣生產、節能降耗、安全環保等方面發揮了重要作用。

1）系統軟件自動化、智能化，實現了在線故障診斷報警、記錄、傳輸功能，做到發現問題及時處理。

2）直觀的人機對話界面便于管理和操作，各種工藝和生產參數設定、修改方便，減少了大量的抄、報表等繁瑣的工作，降低了操作人員的勞動強度，提高了企業的管理水平。

3）系統功能齊全，實現了外輸天然氣計量系統的監控自動化，提高了喇嘛甸油田外輸天然氣計量系統故障處理及時率，減少了外輸天然氣計量損耗，避免了經濟損失。

[1]洪丹.油田天然氣計量系統技術改造實施[J].計量裝置及應用，2006（5）：37-39.

[2]盛永進.天然氣計量系統技術改造[J].計量技術，2008（27）：183.

2017-04-13

（編輯 鞏亞清）

沙漠綠島石西油田

盧影，工程師，2006年7月畢業于大慶石油學院（測控技術與儀器專業），從事儀表計量管理工作，E-mail：yataolu@163. com，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區第六采油廠工程技術大隊，163114。