關(guān)于油田儀表自動(dòng)化中的儀表選擇的分析

文/阿斯蘭·阿不力米提

1 油田儀表自動(dòng)化系統(tǒng)概述

我國油田作業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)開始開始全面實(shí)行數(shù)字化管理。在實(shí)際的油田生產(chǎn)作業(yè)中，工程相關(guān)人員，開始采用自動(dòng)化儀表儀器裝備來進(jìn)行日常工作管理。比如在油氣生產(chǎn)的聯(lián)合站、轉(zhuǎn)接站、井組現(xiàn)場，現(xiàn)在采用數(shù)字化的儀表測量，其測量的結(jié)果比傳統(tǒng)作業(yè)測量的結(jié)果更加精確。除此之外，利用自動(dòng)化儀表測量的數(shù)據(jù)參數(shù)，可實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化，便于工程人員進(jìn)行參數(shù)的控制來優(yōu)化生產(chǎn)過程。自動(dòng)化儀表也減輕了人工作業(yè)強(qiáng)度，讓技術(shù)人員可以更加專注地研究數(shù)據(jù)參數(shù)，制定出更加高效的生產(chǎn)模式。儀表自動(dòng)化系統(tǒng)采取的是分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System, DCS），全系統(tǒng)配備測量模塊、聯(lián)鎖模塊、信號(hào)和調(diào)節(jié)模塊，可方便計(jì)算和控制參數(shù)調(diào)節(jié)，也可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)參數(shù)，從而控制生產(chǎn)作業(yè)實(shí)施過程。

2 油田作業(yè)過程中常用儀表選擇

2.1 新疆克拉瑪依油田環(huán)境認(rèn)知

在本次新疆克拉瑪依市研究中的油田，主要采用的是高溫高壓熱電偶。下面就其具體的信息進(jìn)行了解。

2.1.1 應(yīng)用

高溫高壓熱電偶適合于石油、化工等生產(chǎn)過程中的高溫高壓場所的溫度測量和控制，而且也是煉油廠、高壓聚乙烯等不可缺少的溫度裝置。

2.1.2 主要技術(shù)參數(shù)

電氣出口：M20x1．5,NPT1/2；連接尺寸：M20x1．5, NPT1/2；防護(hù)等級(jí)：IP65；隔爆等級(jí)：d‖BT4, d‖CT5；公稱壓力：15-40MPa。

表1：高溫高壓熱電偶保護(hù)管材質(zhì)及選用表

2.1.3 保護(hù)管材質(zhì)及選用

如表1高溫高壓熱電偶保護(hù)管材質(zhì)及選用表。

2.1.4 套管形式選擇

在高溫高壓熱電偶下，法蘭可選擇 900 （PN15 ）— 2500LB （ PN40 ） RJ 等不同形式。

2.2 油田作業(yè)過程中常用三類儀表類型

2.2.1 壓力測量儀表

壓力測量儀表有不同的型號(hào)，需根據(jù)介質(zhì)及其承受壓力大小，來選擇使用不同類型。比如，膜片式和隔膜式壓力表適合測量粘度較高的原油。如果要選擇彈簧管壓力表來測量粘度較高的原油，需要采取1.5級(jí)到2.5級(jí)別的精度，同時(shí)螺紋大小要選擇20×1.5，刻度盤精度在100毫米到150毫米之間。遠(yuǎn)傳壓力表主要依據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)應(yīng)選擇使用，例如根據(jù)輸出信號(hào)的不同需要選擇對(duì)應(yīng)的壓力變送器，而粘度度高、固體顆粒的介質(zhì)要用法蘭膜片式壓力變送器，使用溫度要不超過200度。

2.2.2 溫度測量儀表

溫度測量和壓力測量是油田儀表自動(dòng)化測量中最重要的兩部分。對(duì)于溫度測量儀表的選擇要根據(jù)測量環(huán)境的不同區(qū)分使用。例如，在-80℃到500℃范圍，需要控制測量精度在1.0級(jí)別或者1.5級(jí)別，刻度盤直徑一般設(shè)置為100mm上下，直徑需要根據(jù)觀察的對(duì)象與儀表之間的距離來對(duì)應(yīng)調(diào)整。在-8℃之下的低溫介質(zhì)，可以按照實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)選擇適合型號(hào)的低溫壓力溫度計(jì)，這種溫度計(jì)的特點(diǎn)是精度不是很高、抗震性強(qiáng)，通常適用于無法近距離測量的情況。一般而言，溫度測量儀器如果需要符合標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出，可采用一體化的溫度變送器。如本次調(diào)研的油田，主要就是采用了溫度測量儀表，型號(hào)為K型、精度等級(jí)為1級(jí)、保護(hù)管材質(zhì)及形式為A級(jí)型、插入深度為300mm等。

2.2.3 計(jì)量及流量測量儀表

在實(shí)際石油作業(yè)生產(chǎn)過程中，計(jì)量和流量測量儀表的使用非常多，其型號(hào)的選擇也會(huì)直接關(guān)系到生產(chǎn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)的準(zhǔn)確性，因此在選擇時(shí)要科學(xué)、慎重。對(duì)于油井單井而言，通常采用分離器自動(dòng)玻璃管實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量或者采取人工玻璃管來通過自力式差壓調(diào)節(jié)閥進(jìn)行計(jì)量。氣井產(chǎn)液量通常是通過容積式計(jì)量方式進(jìn)行計(jì)量，從而適應(yīng)氣井帶液量不穩(wěn)定、不均勻、井間產(chǎn)液量差距大的特點(diǎn)。對(duì)產(chǎn)量比較穩(wěn)定的中、低產(chǎn)氣井而言，通常使用間歇計(jì)量方式。在實(shí)際實(shí)施作業(yè)中，使用較多的流量測量儀表為容積式流量計(jì)和渦輪流量計(jì)。容積式流量計(jì)包括雙轉(zhuǎn)子、腰輪流量計(jì)等，這類流量計(jì)適合運(yùn)用于粘度較高的原油或者包含污水、砂、蠟等的雜油；而渦輪流量計(jì)通常適用于輕質(zhì)原油，總體粘度小于等于5mps。

3 結(jié)束語

我國油田事業(yè)的快速發(fā)展，帶來了油田開采技術(shù)快速發(fā)展。為了保障油田生產(chǎn)作業(yè)的安全、穩(wěn)定性發(fā)展，必須重視儀表儀器的選擇，只要這樣才能獲取精確的數(shù)據(jù)，保障油田生產(chǎn)的系統(tǒng)科學(xué)性。有了數(shù)字化的儀表設(shè)備，油田生產(chǎn)就可進(jìn)行科學(xué)化管理，從而可以大大提升油田的生產(chǎn)效率，促進(jìn)油田行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。