新疆油田聯合站油水分離系統的自動化建設

解雷 王衛(新疆石油工程設計有限公司;新疆 834000)

新疆油田聯合站油水分離系統的自動化建設

解雷 王衛(新疆石油工程設計有限公司;新疆 834000)

針對新疆油田聯合站含油污水處理量大、以及自動化處理程度不高、與油田信息化、數字化融合存在技術屏障等問題，進行了聯合站油水分離系統的自動化建設和設計，根據新疆油田含油污水特點，設計了油水分離工藝環節，自動化處理系統包括過程控制系統和顯示系統，采用SLC500 PLC、Rsview32TM組態軟件和PID調節器等實現了對含油污水脫水處理、加熱處理、復合電脫水處理等工藝過程的監控和調節，形象的人機顯示界面便于操作人員進行各個環節的監控，該系統提高油水分離處理效率，數據整理和歸檔更為及時，降低了數據記錄出錯率，解決了新疆油田油水分離以及污水處理自動化與信息化融合技術難點，實現了新疆油田迫切的數字化油田建設和發展的需求。

新疆油田；油水分離；自動化；信息化；數字化

0 引言

新疆大部分油田已經進入了高含水開發階段，近些年，加大了注水和注汽開采力度，導致不管是稀油和稠油的開采，都隨之會產生大量的含油污水，含油污水處理工作量和難度在逐步加大，同時，新疆油田聯合站在污水的處理以及油水分離自動化系統的應用達不到實際要求，污水處理自動化和信息化融合存在較大的技術屏障，更是達不到數字化油田建設的發展要求，基于此，根據新疆油田聯合站油水分離實際難點，進行了自動化處理系統研究，設計了符合實際需求的自動化控制系統和顯示系統，采用SLC500 PLC、Rsview32TM組態軟件和PID調節器等實現了對含油污水脫水處理、加熱處理、復合電脫水處理等工藝過程的監控和調節，形象的人機顯示界面便于操作人員進行各個環節的監控，提高油水分離處理效率，數據整理和歸檔更為及時，記錄過程中出錯概率大大降低了，自動化油水處理系統，對聯合站油水分離系統運行參數進行實時監測、調節，有效地保證了油水分離工藝過程運行的安全性、可靠性。

1 聯合站油水分離工藝

按照工藝流程組成結構，新疆某油田聯合站油水分離系統主要包括4個部分，①脫除區、②加熱區、③電脫水區，④凈化油輸出區，組成結構示意圖如圖1所示。首先將新疆油田不同來源的含水原油進行游離態水脫除工藝；其次將游離態水脫除處理后的液體在加熱爐進行加熱處理，保持圍溫在30℃～40℃之間；隨后再次將剩余液體進行復合電脫水工藝處理；最后將流出的凈化油進入緩沖罐，隨時準備與外接管道以及輸油泵對接，向下一環節進行輸出。

圖1 新疆油田聯合站油水分離工藝流程

2 自動化系統設計

2.1 控制系統結構

新疆某油田聯合站自動化油水分離系統由4個工作區構成，一般兩個工作區間距在150m左右。在實際操作過程中，油水分離系統將通過遠程自動化監控，來實現總控室與各個工作區之間信息傳遞，確保油水分離工藝運轉正常，同時，在監控過程中準確獲取工藝處理數據，回傳給工作區和總控室進行自動化控制。

根據油水分離系統要求，對自動化系統進行全新的設計。主要是將工控機設計為上位機，位于總控室，將SLC500 PLC作為下位機，通過在兩者之間安裝DH+網實現工控機和SLC500 PLC之間的信息和數據傳遞，將實際油水分離工藝處理數據，從下位機向上位機的工控機上傳，操作管理人員可以便捷地通過工控機將各項指令傳達給下機位的SLC500 PLC，在SLC500 PLC接受到新的操作指令后，及時對油水分離系統各個工藝生產環節進行監控和調整，實現遠程自動化控制，聯合站油水分離自動化控制系統如圖2所示。

圖2 聯合站油水分離自動化控制系統示意圖

下機位的SLC500 PLC，利用本地的I/O模塊實現對原油加熱區、復合電脫水區控制，利用Flex I/O對游離水脫除區運行的液位、溫度、壓力等參數進行控制，同時進行數據和信息的采集和調節，利用變頻器、Flex I/O、顯示界面等對凈化油輸出區信號和處理數據進行檢測和控制。

2.2 顯示操作程序

SLC500 PLC的主程序的功能主要包括3個部分，①采集現場數據，②實現過程控制，③報警，見圖3所示。

(1)數據采集：將油水自動化分離處理工藝信號進行采集，隨后進行信號轉化，實現信號的傳遞，發回人機管理操作界面，采用Rsview32TM組態軟件進行界面顯示編程。

圖3 濾波程序

(2)過程控制：主要是對油水分離工藝參數進行控制，包括溫度、壓力、液位等，發現異常運行參數，將采用PID進行調節。

(3)報警系統：分為上限報警和下限報警，同時還配備了聲光報警。

Rockwell Automation提供的Rsview32TM組態軟件在圖形處理和顯示方面具有非常大的優勢，通過編寫相應的程序，可實現油水分離實際運行參數在界面的顯示、手動操作界面和自動調節界面的顯示，以及遇到異常運行狀態時報警界面的顯示，及時進行各個環節的監控。從顯示界面上可以獲取豐富的數據信息，包括運行參數顯示、參數調整、運行歷史數據的整理和記錄、以及歷史運行趨勢圖等。能夠直觀、形象和具體地對各個運行環節進行監控，同時便于操作管理人員對運行狀態進行調控，包括油水分離過程中藥劑量的調整、歷史數據調用、液體排放閥的調節以及對異常情況的及時分析等等。

3 結語

通過對油水分離系統自動化建設，在新疆某油田聯合站進行了設計和應用，整體上效果良好，該系統具體以下特點：①油水分離工藝系統設計的參數很多，采用PID調節器可實現各項運行參數的調控；②該系統功能比較齊全，尤其是將各個環節的運行進行界面顯示，操作人員可形象、直觀監控和調節；③具有強大的數據處理功能，可將各個工作區的信號和數據進行采集，并進行轉化和傳送，也可將歷史運行數據、趨勢圖、報警信息等進行整理、記錄和保存，隨時可打印輸出。該自動化系統的建設，能大大提高工作效率，縮短數據采集和處理時間，實現了油水分離處理各個環節的實時監控。解決了新疆油田油水分離以及污水處理自動化與信息化融合技術難點，實現了新疆油田迫切的數字化油田建設和發展的需求。

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解雷（1988- ），男，黑龍江佳木斯人，助理工程師，2008年畢業于東北石油大學自動化專業，主要從事油田自動化設計。