智能型原油銷售和自動裝車控制系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

朱益飛（中國石化勝利油田分公司技術(shù)檢測中心）

國內(nèi)油田原油銷售大多采用管道輸送銷售給客戶，但仍有部分客戶采用原油罐車運輸原油，特別是中小客戶普遍采用原油罐車運輸。而油田原來的原油裝車系統(tǒng)多為手動操作，整個過程均為人為控制，裝車過載問題突出，故導(dǎo)致原油損耗大，工作效率低，員工勞動強度大和工作環(huán)境差，這不僅給企業(yè)造成經(jīng)濟損失，而且給員工帶來一定的職業(yè)健康危害［1］。隨著智能化油田建設(shè)步伐的推進和數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展，在油田生產(chǎn)中應(yīng)用數(shù)字信息化和智能化技術(shù)，不僅可以提高油氣開發(fā)生產(chǎn)效率，而且能有效解決傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)中的一些技術(shù)難題[2-3]。為此，筆者在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，提出了《智能型原油銷售和自動裝車控制系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用》這一技術(shù)課題，并對該系統(tǒng)的工作原理、組成、特點及其現(xiàn)場應(yīng)用等做了詳述。

1 工作原理

該系統(tǒng)使用美國費希爾—羅斯蒙特公司生產(chǎn)的設(shè)備，其由質(zhì)量流量計、數(shù)控電磁閥、批量控制器等組成。它采用IC卡與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù)，還應(yīng)用科里奧利技術(shù)。當(dāng)驅(qū)動電壓加到傳感器中的流量管上的“驅(qū)動線圈”時，產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動震蕩管震蕩；流體通過傳感器時，震蕩管產(chǎn)生扭曲，在流量計的入口和出口產(chǎn)生一個相位差，相位差與流過的流體質(zhì)量流量成正比；流體瞬時密度由儀表同時測得，密度不同時震動頻率不同，流體密度與震蕩管震蕩頻率的倒數(shù)的平方根成正比，準確度達千分之一。批量控制器和數(shù)控電磁閥進行油品裝車的批量控制，控制誤差為2 kg。工作人員操作計算機，實現(xiàn)油品計量、批量控制，IC卡結(jié)算，單據(jù)和報表打印等。

2 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)由原油計量系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)等部分組成。圖1為智能型原油銷售和自動裝車控制系統(tǒng)工藝流程示意圖。

圖1 智能型原油銷售和自動裝車控制系統(tǒng)工藝流程示意圖

1）原油計量系統(tǒng)。它主要由質(zhì)量流量計組成，其主要作用是準確無誤地完成原油的自動計量。

2）自動控制系統(tǒng)。它由數(shù)控電磁閥、批量控制器、信號自動采集等部分組成，其主要作用是自動采集壓力、溫度和流量信號。根據(jù)自動裝車系統(tǒng)發(fā)出的加油裝車指令，由批量控制器打開數(shù)控電磁閥開始加油，當(dāng)加油完成后由批量控制器發(fā)出信號自動切斷數(shù)控電磁閥，完成原油銷售和自動裝車整個過程。

3）信息管理系統(tǒng)。它具有加油卡信息讀取、加油自動裝車過程監(jiān)控、加油完成后報表生成打印、數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)遠傳等功能。

3 系統(tǒng)特點

1）該系統(tǒng)與原來的原油罐車電子汽車衡系統(tǒng)相比，具有計量準確度高的優(yōu)點，其計量準確度為±0.1%，而電子汽車衡系統(tǒng)的計量準確度僅為±0.5%。

2）該系統(tǒng)采用IC 卡與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù)，加油前客戶只需將加油車輛停到加油位置，把IC 加油卡插入加油系統(tǒng)輸入加油量后，即自動開啟原油銷售和自動裝車控制系統(tǒng)，加油結(jié)束系統(tǒng)自動關(guān)閉。若客戶需要打印票證，點擊系統(tǒng)打印功能，即自動打印加油票證，系統(tǒng)智能化和自動化程度高，完全符合當(dāng)今智能化油田建設(shè)發(fā)展趨勢。操作人員既可在現(xiàn)場進行參數(shù)設(shè)定、操作和監(jiān)視，又可集中在油田生產(chǎn)指揮中心進行遠程監(jiān)控和管理，實現(xiàn)管控一體化。

3）該系統(tǒng)與原電子汽車衡系統(tǒng)相比其計量準確度大幅度提高，降低了原油在銷售環(huán)節(jié)中的損耗，減少了原油因計量不準確而造成的損失。

4）采用S7-200系列PLC和PC機實現(xiàn)對整個裝車過程的自動控制，通過PC 機與現(xiàn)場儀表的通信實現(xiàn)PC 機對PLC 裝車系統(tǒng)的實時控制，系統(tǒng)運行安全可靠[4-5]。裝車系統(tǒng)的設(shè)計完全能滿足原油銷售和自動裝車的技術(shù)要求，能夠?qū)崟r監(jiān)測和記錄裝車過程中的運行狀況，并具有記錄、查詢、打印等功能。裝車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、功能齊全，每一個環(huán)節(jié)都可以有相應(yīng)的功能支持。為防止非授權(quán)人員操作系統(tǒng)，系統(tǒng)對錯誤操作有報警提示，以保證系統(tǒng)安全操作。操作自動記錄，既可有效防止事故發(fā)生，又能防止操作上的人為作弊，使操作和管理變得更好。

5）該系統(tǒng)的智能化和自動化程度較高，致使采油廠油品銷售管理更科學(xué)、更準確，顯著提升工作效率，減輕員工的勞動強度，原來需要2人完成的工作，現(xiàn)在只需要1人就能完成。

6）原系統(tǒng)整個裝車過程均人為控制，多為手動操作，裝車過載嚴重、速度慢、勞動強度大、工作環(huán)境差，不僅給企業(yè)造成經(jīng)濟損失，而且給員工帶來一定的職業(yè)健康危害，應(yīng)用該系統(tǒng)可以明顯改善員工的工作環(huán)境。

4 現(xiàn)場應(yīng)用及效果

該系統(tǒng)于2013 年11 月在勝利油田孤東采油廠投入應(yīng)用。經(jīng)過5 年多的現(xiàn)場運行，其運行正常，通過數(shù)據(jù)對比，計量準確、精度高。

1）原油裝車計量準確度由原來的±0.5%提高到±0.1%。

2）據(jù)統(tǒng)計，該系統(tǒng)年銷售原油約10×104t，每年減少原油損失達400 t，具有良好的節(jié)能效益。以每噸原油節(jié)能效益2 500 元計算，則該系統(tǒng)每年可減少因原油損耗而帶來的直接經(jīng)濟損失達100萬元。

3）該系統(tǒng)自動化、智能化程度高，應(yīng)用此系統(tǒng)不僅推進了智能化油田建設(shè)，而且實現(xiàn)了遠程監(jiān)控和管理，使得原油銷售和自動裝車控制系統(tǒng)達到管控一體化。

4）該系統(tǒng)的有效應(yīng)用，不僅使采油廠油品銷售管理更科學(xué)、更準確，工作效率提高了1倍，而且減輕員工勞動強度，改善了員工工作環(huán)境。

5 結(jié)束語

實踐證明，智能型原油銷售和自動裝車控制系統(tǒng)技術(shù)先進，運行安全可靠，具有計量準確度高、智能化程度高、操作便捷、工作效率高和安全環(huán)保等優(yōu)點。應(yīng)用該系統(tǒng)可以有效提升原油裝車系統(tǒng)工作效率，改善員工現(xiàn)場工作環(huán)境，提高原油計量準確度，減少原油裝車過程中的損耗，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理，促進智能化油田建設(shè)，可在油田生產(chǎn)中推廣。