油氣管道工藝設備與自動化控制技術應用

李海　王振忠

摘 要：城市化進程的不斷加快，經濟的迅猛發展，油氣管道的建設與安全管理逐漸被人們所重視，在進行油氣的管道輸送時，自動化技術的引用不僅對油氣管道的管理效率與其安全性有所提高，還促進了經濟效益的增長，改善了工作的條件。文章對自動化技術在油氣輸送管道安全管理中的應用進行了探討。

關鍵詞：油氣管道 設備 自動化控制技術 應用

引 言

一般而言，采用自動化設備對油氣田以及管道進行自動化管理，主要是監測、分析、控制生產過程。在油田生產過程中，主要的工序為采油、注水、集輸、油氣水處理和油氣儲運等過程，這些程序都是依靠安裝在油水井、采注計量站、接轉站、脫水站、含油污水處理站、原油穩定站、天然氣處理站、注水站、油庫中的工藝設備以及連接這些站間的管線來實現的，但是僅靠這些工藝與設備是不足以完成生產任務的，同時需要不同的自動化設備以及管理人員、集輸人員共同完成。

一、自動化技術在油氣管道運輸中發揮的作用

與傳統人力工作方式相比，在自動化技術支持下的油氣儲運工作，更加具有安全性和智能化特點，有利于降低勞動力的投入，而且能夠合理有序劃分各項工作流程，對生產、儲運等工程進行集中管理。現階段的油氣儲運工作中，自動化技術主要在以下幾個方面發揮作用。（1）從企業領導人員角度來分析，有利于提供決策依據。（2）從生產工作人員角度來分析，幫助領導制定決策。（3）利用自動化的技術，能夠實時監控生產各個流程，也就是采集、調控集輸站數據。（4）利用自動化的技術，有利于實現現場問題的查找，同時能夠采取合理方式解決問題，進而提高生產過程的穩定和安全。同時利用自動化技術促進現場數據的調控，從而保證整個流程順利開展，具體作用如下：

（一）對油氣儲運監控系統的檢測。進行油氣運輸的時候，主要利用管線進行輸送，但是由于在運輸階段管線常常會出現各種問題，比如說油氣運輸管道過長、摩擦帶來一些阻力等等。因此，在進行油氣輸送時，必須克服上述兩個問題，保證壓力足夠充足。在油氣作業管理過程，需要對泵站來提供的能量做好準確把握。而在實際生產運輸中，摩擦所產生的阻力不利于油氣運輸，溫度對運輸起到關鍵性影響。所以，必須嚴格控制加熱站的溫度，工作人員需要做好判斷工作，以此保證油氣儲運的各項工作能夠順利進行，只有充分結合自動化技術和信息化技術，才能提高油氣儲運效率。

（二）加強油氣運輸設備的工作效率。在油氣儲運的階段，可以利用電能的消耗情況，以此提升設備的工作效率，同時能夠使生產效率得到有力提高，進而促進油氣儲運的向前發展。管道油氣運輸方式中管道摩擦損耗因管道長度而定，同時油氣運輸壓力不夠，將導致運輸效率過低，同時受到地形、地質等條件影響，很多區域不適合管道運輸。為提升運輸效率，可采取油氣儲罐運輸方式，這就需要采用自動化技術，將油氣壓縮至儲罐中，然后運輸油氣儲罐，實現更加便捷的油氣儲運。在油氣管道集運過程中，利用自動化技術，有利于提升作業效率。通過對采集信息的計算，能夠全面分析系統消耗情況。泵類設備通常情況下，會受到電能消耗的影響，通過監控具有自動化能力的泵類設備，詳細記錄泵類設備的流量情況、以及壓力情況，以此明確泵類設備的輸出功率;對現場數據信息做好記錄工作，同時對泵類設備的應用情況、變化情況、以及影響因素做好分析工作，做好應對措施，以此方便在實際操作中，有效降低摩擦帶來的損失，進而降低能量損耗。

二、輸油氣管道自動化系統及其控制

（一）基于數據采集與監視控制系統（SCADA）的原油管道泄漏檢測關鍵技術。利用自動化管理的技術，可以讓原SCADA系統正常運行，同時也處理了SCADA系統和管道泄漏自動監測系統這二個系統的接口問題，為管道泄漏檢測與定位系統技術提供所需的技術參數，通過有效的信號預處理措施，提高所需的信號質量和系統捕捉壓力波微小變化的能力。數據通信模塊、泄漏判斷及報警模塊、泄漏定位模塊、歷史數據分析模塊、信息存檔模塊、參數設置模塊、程序退出模塊，這7個模塊共同組成，從而提高系統運行的可靠性與準確性，避免定位泄漏，降低誤報率，讓兩個系統融合，起到資源共享的效果，目前秦京原有管道線已經采用該技術。

（二）新型的儲運空間與配套系統清理技術。在油氣儲運工程與油罐車儲罐等原油儲運空間忽然傳熱器、鍋爐等配套系統中結垢的清理，也是技術人員較為重視的技術問題。因為結垢的存在會造成以下三個問題。一是結垢過多會降低儲運空間，減少其正常儲量;二是結垢融入原油會增加原油雜質，降低原油的整體質量;三是配套系統結垢過多會降低系統加熱與運行效率，提高其運行成本。傳統的儲運清理技術效率低、成本高，其整體效果較差。因此在技術研究中，技術人員開展了新型清理技術研究。在研究中我們發現，高壓水射流清洗技術在清洗過程中，對于加熱配套系統、小型儲運空間清理可以起到良好的清洗作用。而在大型油罐與密封油罐的清洗過程中，自動模塊化清洗技術得到了廣泛應用。這一技術的代表包括了寶羅（BLABO）清洗系統、COW清洗系統等，都是大型油罐儲運中常用的自動化清洗系統。

（三）輸油氣管道自動化控制技術問題處理措施。我國的油氣管道運輸工藝設備目前與國外相比差距不斷地縮小，因此一定要重視這些差距，在取得成就的同時不斷縮短與外國自動化控制系統的更新差異，著重解決一些分布不均勻，管道比較少的現實問題。在我國輸油氣管道上，自動化管理的缺陷還有一些體現在調整管理和軟件控制觀念的方面，一定要不斷進行技術革新，將自動化控制系統應用到油氣運輸的最根本系統當中，提出更多的方法和技術措施，實現與國外的油氣運輸自動化水平持平或更優越。

結束語

綜上所述，油氣管道自動化控制技術正處于一種革命性的發展階段，技術在不斷創新，在不遠的將來油氣管道運輸工藝設備和自動化控制系統將與衛星、互聯網技術密不可分，并且伴隨著更多國外先進技術的引進，油氣管道將會受到越來越多的重視，中國的社會經濟會大幅提升，人們的生活水平也會隨之提高。

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