采油廠自控儀表使用維護及檢定

龔中偉，龔云濤

1.中國石化江蘇油田分公司采油一廠　（江蘇　揚州　225265）

2.中國石化江蘇監理有限公司　（江蘇　揚州 225265）

開展數字化油田建設，目的是將油田從沒有圍墻的工廠變為電子井場、電子站庫，實現技術融合、專業融合和團隊融合，降低操作成本，提高應急處理能力和生產效率。按照中國石油化工集團公司數字化油田所提出的標準化設計、模塊化建設、標準化采購和信息化提升的“四化”建設要求，逐步推進生產管控模式變革，為體制建設提供信息化、自動化支撐。

中國石化江蘇油田分公司采油一廠 （以下簡稱采油一廠）目前共有1 215口油水井，32個中轉站，9個集輸站，年生產原油約70×104t。通過數字化油田建設，實現運行參數自動采集、傳輸和異常報警，保障流程、設備在最佳狀態下運行，改善勞動條件，提高生產效率。作為采集數據的終端，各式自控儀表和傳感器的選型、設計，現場維護、校驗（檢定），保障系統可靠運行，降低操作成本是項目后期的一項重點工作。目前采油一廠主要自控儀表種類與檢驗規模見表1。

1　自控儀表配備、選型與使用中存在的問題

1.1　重建設、輕選型

1）數字化油田工程在投資建設中，涉及的自控儀表雖按框架選購，但設計和技術規格書沒有對儀表的準確度、穩定性指標進行約定，存在低價中標現象，導致價低質差的儀表產品進入現場，質量壽命無法達到額定周期。

2）工程項目中計量方案與計量儀表的選型很少與計量專業部門結合，計量儀表的質量認定和準確度校驗與相關規程符合性不能保證，工程的綜合效益得不到保障。

1.2　重配備、輕管理

自動化工程涉及到的一次儀表種類多，如測定溫度、壓力、液位、流量等參數，如果測量數據有誤差，就會產生錯誤的分析結果[1]。

1.3　重功能、輕校驗

隨著技術發展，多參數、智能化、集成化儀表逐步進入油田市場，應根據使用要求選擇成熟可靠，經濟實用的計量儀表，避免功能與資金浪費，如溫壓示功儀等石油專用器具，檢定與校驗技術相對滯后，無法對其計量性能進行有效的量值評定。

1.4　重維修、輕維護

油田使用的自控儀表基本是露天安裝，環境惡劣，且測量對象是高溫、高壓和腐蝕性介質，尤其是安全級別較高的油氣緩沖罐雙法蘭液位計、儲油罐液位計、燃氣流量計等重點儀表，安裝后不易拆卸，出現故障不僅維修與校驗難度大，而且費用較高。

2　自控儀表的在線檢定與校驗

自控儀表按照管理等級，屬于非強檢計量器具，在保證計量準確度前提下，企業根據現場實際和技術規范制訂實用的溯源方法。

表1　油田常用自控儀表種類及檢定規范

2.1　壓力變送器的現場校驗

壓力變送器現場校驗如圖1分為兩種方式，一是按照（a）方式在變送器無法與系統隔離時，采用并入標準壓力模塊，在手持式校準器以數字或電流信號方式顯示瞬時標準值，與輸入測定瞬時壓力 （差壓）值進行比對，計算并修正儀表相對誤差。此種校驗方式無法掌握儀表線性誤差，具有一定局限性。二是按照（b）方法將變送器與系統隔離，接入壓力模塊和壓力泵測定多個壓力（差壓）量程，通過手持式校準器顯示標準值，與輸入測定壓力（差壓）值進行比對，計算并修正相對誤差，此方式能夠掌握變送器示值與線性誤差，接近實驗室JJG 882—2004《壓力變送器檢定規程》[2]檢定效果。

圖1　壓力變送器現場校驗

2.2　三相電能表現場校驗

采油一廠目前有820多口油井，按照GB 17167—2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》每口井安裝一塊三相電能表來計量耗電量 （圖2），三相電能表拆卸校驗工作量較大，只能按照DL/T 826—2002《交流電能表現場測試儀》[3]要求現場校驗電壓、電流、功率、相位、功率因數、頻率等電參量，可擴展分析實時矢量圖顯示和諧波分析等功能。三相電能表經過現場檢定準確度符合GB 17167—2006規定的2.0級要求。

2.3　注水流量計校驗

1）對于 DN25、流量范圍 0.5～10 m3/h井口注水流量計在現場關閉下游閥門，打開放空閥門將水排入50 L、0.5級便攜式標準量器，控制比對誤差≤±3%。

圖2　三相電能表現場校驗

2）對于DN50以上、流量范圍5～300 m3/h污水流量計，必須采用標準裝置進行校準。對一臺重復性誤差≥±0.02%雙向標準體積管進行改造，該體積管單向容積973.43 m3，雙向容積1 946.86 m3，重復性誤差0.08%。可根據流量計量程選擇標準值累計方式。根據污水流量計輸出流量信號制式，增加一臺信號轉換顯示器，由體積管檢測開關控制顯示器流量信號開啟與停止[4]。通過測量值與標準值計算流量計相對誤差（圖3）。配備熱水置換流程，還可滿足0.5級以下生產與能源消耗原油流量計校準。

圖3　體積管校準污水流量計

目前溫度變送器、蒸汽流量計和天然氣流量計尚未建設校驗裝置，影響溫度和能源消耗量值有效溯源，下步將逐漸完善[5]。

3　改進措施與建議

1）加強儀表的選型管理。技術監督部門應參與油田數字化工程在設計、建造和驗收全過程，自控儀表選用和計量方案與計量要求相抵觸時，由計量專業部門提出處理意見。在性價比相當情況下，優先選用列入油田自控儀表選型目錄中的產品。

2）加強自控儀表的校驗管理。在建設中應預留現場檢驗通道和電氣接口，實現自控儀表現場校準和比對，確保測量數據處于受控狀態。根據自控儀表的種類和規模配備校驗標準，制訂校驗方法，對現場應用量較大的自控儀表，要求廠方配備相關現場標準檢驗裝置，能夠溯源至國家和行業標準體系。對石油石化專用計量器具，依據專業化特性，制訂實用量值溯源方法與手段，確保自控儀表的使用率、準確率、完好率符合技術要求。

3）加強自控儀表的質量管理。一是建立專業化隊伍，加強操作維護人員培訓；二是保障維修資金和配件供應，保障儀表完好運行。

4）加強自控儀表維修管理。一是從報廢儀表中篩選有價值的核心部件，如壓力變送器中的模盒、智能流量計的主板等進行儲備；二是組建一支會操作、有經驗的專業維修隊伍，實施激勵機制，根據成果和績效進行考核。

參考文獻：

[1]全國能源基礎與管理標準化技術委員會.用能單位能源計量器具配備和管理通則：GB 17167—2006[S].北京：中國標準出版社，2006.

[2]全國壓力計量技術委員會.壓力變送器檢定規程：JJG 882—2004[S].北京：中國計量出版社,2004.

[3]電力行業電測量標準化技術委員會.交流電能表現場測試儀：DL/T 826—2002[S].北京：中國電力出版社,2002.

[4]全國電磁計量技術委員會.電子式交流電能表檢定規程：JJG 596—2012[S].北京：中國計量出版社,2013.

[5]全國流量容量計量技術委員會.液體容積式流量計檢定規程：JJG 667—2010[S].北京：中國計量出版社,2011.