油田儀表節能降耗技術措施應用

姜崢嶸（大慶油田有限責任公司儲運銷售分公司）

在處理采出的油氣資源時，在集輸以及加工環節，往往需要對系統內部存在的流體所對應的參數進行采集、計量、數據統計并做相應的傳輸，這樣可以有效地保障系統的正常運行。自動化儀表需要具備如下特點：計量準確、經濟適用以及運行穩定，可以適應油氣行業的發展。由于油氣行業需要自動化儀表滿足不斷變化的工況，并且需要時刻處于穩定的運行狀態，這就要求自動化儀表應滿足計量準確度需要，以此借助先進的技術達到降低能耗的目的[1]。

1 保障油田自動化儀表節能技術的條件

節能主要是指降低單位產值的能耗，也就是提高能源的利用率，具體表現如下：每一個用能單位可以借助相應的先進技術來降低能耗，能源的定額消耗可以使用計量儀來實現；先進的儀表工藝和技術原理可以滿足需要；從經濟的層面進行分析，每一個儀表都可以實現節能效果，以此滿足其經濟性；能夠起到環保作用，可以優化操作步驟，以此來滿足環境發展的需要；能夠高效地使用資源，在生產的每一個環節都對用能進行有效的綜合評估，并且依據能源的使用情況進行分析，都能體現經濟性[2]。

在儀表設備中通常都設置有較為先進的測控系統，能夠對生產工藝進行優化，從而可以對油田資源進行科學的配置，極大地提高能源的利用率。通過使用智能化的能源計量儀器儀表可以對油氣生產線進行在線監督、動態管理及精確調度，以此來達到產量增加及安全生產的目的。

2 儀表節能降耗技術措施

2.1 設計階段

在實施場站工程項目中，首先進行集輸、加工工藝設計，雖然在整個項目中，儀表屬于輔助項目，卻起著決定性的作用，能夠保證項目有效地運行。在大慶油田采油廠閥組間集油環產液計量改造項目中，井回油管路溫度設計通常在多通道閥內部均設置溫度套管，并在溫度套管內部添加硅油，實現遠距離智能控制，保證傳感器及溫度套管不會隨溫度的變化而出現測量誤差，可以進行節能控制，并且實現智能化管理[3]。

在油田生產過程中，一些場站如聯合站或天然氣處理廠等都設置了加熱爐、泵以及相應的風機等耗能設備。因此對于檢測此類型設備的儀表應該朝著自動化的方向發展，這樣可以達到降低能耗的目的。以轉油站內加熱爐為例，需要對介質進出口溫度以及相應的壓力參數進行收集，并把參數輸送給控制系統，數據經過處理后，將其反饋至加熱爐，使加熱爐實現自動平衡，進而使運行達到優化及節能的目的。

隨著計算機科學的發展，對溫度、流量以及壓力等方面測量的儀表也逐漸實現了智能化，從而使油田工作人員不再憑借經驗以及人力來管理生產，優化了生產工藝，起到了降低能耗的作用[4]。

2.2 選型優化階段

通過分析油田聯合站以及儲油庫等工藝項目的優化過程可以發現，自動化儀表的優化過程主要考慮性能及相應的經濟性。隨著科學技術的飛速發展，已經研發出無壓損流量儀表。因此，在選取流量儀表時，應該從技術以及相應的結構角度進行分析，從而得到相應的節能儀表。2000年，在大慶油田某采油廠聯合站計量閥組設計的過程中，對比分析了笛形均速管流量計及孔板流量計。在對相同流量的同一流體進行測量時，使用笛形均速管流量計進行測量，所產生的壓力差小于孔板流量計的6%，相應的壓力壓頭損小于孔板流量計的2.5%。壓頭損往往隨著管道直徑的增加，而出現急速下降的現象。由于項目比較復雜，而相應的管子直徑比較小，相比之下，雖然笛形均速管流量計的價格比較高，但因其具有能耗小、準確度高等優點，因此選用此類型儀表更為合理。

以熱電廠熱蒸汽計量為例子，在選擇渦街流量計時，應該充分考慮溫度、測量管傳感器及相應的管道內流速等因素，如果選擇不當，往往使傳感器由于高溫出現損壞或測量不精準的現象，這必將造成由于更換流量器而帶來的不必要開支。

2.3 安裝階段

對自動化儀表進行精心安裝及相應調試可以保障油田工藝系統安全有效地運行。安裝時必須對圖紙進行核對，需要按照國家及相應的行業規定來制定具有經濟性的技術方案。如安裝電磁流量計時，需要對前后水平直管段長度進行優化，這樣可以有效地避免由于流體在流量計內流動而引起撓動。如安裝差壓變送器時，需要借助引壓管可把高低壓水引入1次儀表并取壓。安裝時需要采取因地制宜的方式，有效減少引壓管的長度，從而可以使引壓管的壓強變低。如安裝柱塞泵進出口壓力表時，需要借助引壓管把高低壓水引入1次儀表并取壓。安裝時要最大限度地減少引壓管的長度，有效降低管內壓力，否則，實際壓力將會大于測量壓力。若依據采油方案中地層所需的壓力，增加柱塞泵的出口壓力，這樣就會出現浪費資源的現象[5]。

2.4 運行維護階段

對自動化儀表系統進行全方位的維護可以使系統處于長期高效的運行。一般日常維護主要是指查看檢測儀表計量信號是否正常，對儀表的各個元件及相應的線路進行檢查，可以保證儀表的高效運行。此外，還應該保證儀表系統處的清潔，對其進行定期除塵及相應的潤滑很重要。對于干式高壓水表而言，其主要是對每口井注水量進行計量，而表頭設置的齒輪在運行過程中往往會出現能耗增大的現象。假如實際注入的數值大于測量值，那么就會造成誤加入過多的水，這樣就會形成資源浪費；因此，需要定期對表芯進行檢修[6]。

3 結論

在設計過程中，應重視儀表的節能性，因此制定了多種方案，并選擇了最優的方案。在設備選型時，應重視招標機制，重點考慮精度、可靠性以及相應的節能狀況等，最終選出能夠滿足該項目要求的儀表。施工時要按照設計文件執行，有效地避免由于安裝誤差而導致測量準確度下降及壓差增大的現象。在運行階段，應加強管理并籌建屬于自己的維修團隊，為設備的正常運行保駕護航。應該逐漸加大對自動化儀表軟件以及相應的硬件設備的投入力度，增強設備抗干擾性，進而推動石油行業智能化、節能化的發展。