摘 要：在油田生產(chǎn)中，通過(guò)加強(qiáng)磁翻柱液位計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，能有效的降低計(jì)量成本，同時(shí)又能促進(jìn)計(jì)量的精準(zhǔn)性。因此，本文從油田生產(chǎn)中的磁翻柱液位計(jì)技術(shù)概述入手，以磁翻柱液位計(jì)罐和 PLC 油田生產(chǎn)磁翻柱液位計(jì)技術(shù)為例，對(duì)其在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用展開(kāi)了分析，以促進(jìn)油田生產(chǎn)效率的提升。

 

    在現(xiàn)代油田企業(yè)生產(chǎn)中，為了將工作成本降低，促進(jìn)作業(yè)效率的提升，需要對(duì)其測(cè)量精度進(jìn)行不斷地提升，而采用磁翻柱液位計(jì)技術(shù)，則能有效的滿足計(jì)量的需要。因此，既要加強(qiáng)對(duì)磁翻柱液位計(jì)技術(shù)的分析，又要強(qiáng)化對(duì)其的應(yīng)用。其中，磁翻柱液位計(jì)罐是主要是計(jì)量裝置，而利用 PLC 磁翻柱液位計(jì)技術(shù)則能更好地適應(yīng)磁翻柱液位計(jì)的需要。以下筆者就此展開(kāi)分析。

 

    1 油田磁翻柱液位計(jì)技術(shù)的概述 

    在油田生產(chǎn)中，計(jì)量產(chǎn)量是一個(gè)主要的環(huán)節(jié)之一，加強(qiáng)磁翻柱液位計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，能有效的解決傳統(tǒng)計(jì)量引發(fā)的產(chǎn)量低和間歇性出油的問(wèn)題，從而對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行計(jì)量，而且還能對(duì)每個(gè)油井中的計(jì)量信息進(jìn)行采集與統(tǒng)計(jì)，對(duì)油井計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)高效的監(jiān)控。目前而言，磁翻柱液位計(jì)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，主要是借助磁翻柱液位計(jì)罐和 PLC 磁翻柱液位計(jì)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在當(dāng)前油田企業(yè)低滲透高含水的現(xiàn)狀下，加強(qiáng)磁翻柱液位計(jì)技術(shù)的應(yīng)用顯得更加必要。因?yàn)榇欧何挥?jì)技術(shù)可以結(jié)合預(yù)設(shè)的順序來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化地循環(huán)和計(jì)算與控制，促進(jìn)油田生產(chǎn)裝置工作的連續(xù)性提升，在保證測(cè)量精度的同時(shí)促進(jìn)作業(yè)效率的提升[1]。

 

    2 基于自動(dòng)計(jì)量罐的油田生產(chǎn)磁翻柱液位計(jì)技術(shù)的分析 

    自動(dòng)計(jì)量罐是較為傳統(tǒng)的磁翻柱液位計(jì)技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。由于不同的自動(dòng)計(jì)量罐采用的計(jì)量技術(shù)不同，所以其計(jì)量的原理也不同，在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要切實(shí)掌握其應(yīng)用原理，才能更好地促進(jìn)其作用的發(fā)揮。而在自動(dòng)計(jì)量罐中，液位法和靜壓法的應(yīng)用zui為廣泛，以下筆者就此進(jìn)行分析。

 

    2.1 液位法在自動(dòng)計(jì)量罐中的應(yīng)用要點(diǎn)

    這一方法的原理就是借助液位傳感，對(duì)罐內(nèi)油的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，再將所收集的油溫與密度來(lái)?yè)Q算容積與質(zhì)量。但是其測(cè)量方式存在差異，所以可以將其分成接觸類(lèi)與非接觸類(lèi)的液位法。就接觸類(lèi)的而言，主要是借助傳感器對(duì)罐內(nèi)存儲(chǔ)的油進(jìn)行直接接觸，并測(cè)試相關(guān)參數(shù)后得到的技術(shù)。而非接觸類(lèi)則是借助液位測(cè)量?jī)x表，借助聲、光、射線等來(lái)測(cè)量能量，因此可以在腐蝕性較強(qiáng)、粘度較高和污染性較強(qiáng)以及容易結(jié)晶的介質(zhì)測(cè)量中應(yīng)用。以超聲波液位計(jì)為例，其可以借助聲音測(cè)量。

 

    2.2 靜壓法在自動(dòng)計(jì)量罐中的應(yīng)用

    這一方法的原理就是借助壓力傳感器對(duì)罐內(nèi)油品的靜壓力進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)結(jié)合油罐的技術(shù)參數(shù)，借助計(jì)算機(jī)和顯示儀表將計(jì)量的容積、質(zhì)量顯示出來(lái)。常見(jiàn)的主要有壓阻類(lèi)、電容類(lèi)和諧振類(lèi)三種技術(shù)。

 

    2.3 注意事項(xiàng)

    因?yàn)橛吞锷a(chǎn)過(guò)程具有較強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性，相較于油庫(kù)成品的儲(chǔ)油罐，油田生產(chǎn)時(shí)，需要在聯(lián)合站對(duì)原油進(jìn)行脫水處理，而這一過(guò)程中的儲(chǔ)油罐參數(shù)會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化，因此其動(dòng)態(tài)性較強(qiáng)。而為了在線實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)罐的油量，就必須結(jié)合石油生產(chǎn)工藝流程和油罐的實(shí)際，針對(duì)性的選取檢測(cè)儀表與磁翻柱液位計(jì)技術(shù)。常見(jiàn)的情況及其磁翻柱液位計(jì)技術(shù)分析如下。

 

    一是對(duì)于沉降罐的自動(dòng)化油量技術(shù)而言，主要是從油井中排出的原油中含水量較高，就需要利用沉降罐來(lái)對(duì)其沉降處理，借助沉降罐上部設(shè)置的溢流槽，及時(shí)地把油層上部的低含水原油從此排出，而在罐底沉降的主要是污水，污水和油層間的油水界面就是乳化層，所以必須對(duì)乳化層的位置和原水的液面進(jìn)行計(jì)量的基礎(chǔ)上，將油罐的儲(chǔ)量進(jìn)行計(jì)算。而在此基礎(chǔ)上，就需要對(duì)不同高度油層的含水率進(jìn)行測(cè)量，從而實(shí)時(shí)在線的對(duì)油罐儲(chǔ)量進(jìn)行計(jì)量。

 

    二是對(duì)于毛油罐的自動(dòng)化油量技術(shù)而言，主要是將沉降罐溢流的含水原油進(jìn)入毛油罐之后，因?yàn)槠浜蚀螅詰?yīng)進(jìn)一步做好對(duì)其的沉降排污，這就需要對(duì)油罐內(nèi)的油水界面和油面高度進(jìn)行檢測(cè)，借助實(shí)時(shí)在線計(jì)量系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。

 

    三是對(duì)于凈油罐的自動(dòng)化油量技術(shù)而言，主要是將來(lái)源于二次沉降罐的原油進(jìn)行計(jì)量，一般而言，這些原油的含水率大都低于 5%，所以利用凈油罐對(duì)其進(jìn)行處理，能達(dá)到 1%以下的外輸目標(biāo)。在對(duì)其金屬計(jì)量時(shí)，主要是采用該原理來(lái)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，能有效的將其測(cè)量精度提升[1]。

 

    3 基于 PLC 的油田生產(chǎn)磁翻柱液位計(jì)技術(shù)的分析 

    3.1 應(yīng)用思路

    基于 PLC 的磁翻柱液位計(jì)技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用，主要是借助 PLC 自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)中的八個(gè)模擬輸出點(diǎn)與十二個(gè)開(kāi)關(guān)點(diǎn)輸出，采取報(bào)警檢測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)控以及有效檢測(cè)與數(shù)據(jù)切換這四個(gè)模塊來(lái)工作。當(dāng) PLC 自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)運(yùn)行后，油井選井信號(hào)借助多通閥向 PLC 系統(tǒng)中反饋，此時(shí)計(jì)算機(jī)就會(huì)將液位開(kāi)關(guān)處的相關(guān)液位數(shù)據(jù)，同時(shí)還能實(shí)時(shí)更新，當(dāng)計(jì)量次數(shù)和設(shè)定次數(shù)相吻合時(shí)，就會(huì)對(duì)液量進(jìn)行計(jì)算。而且為確保生產(chǎn)安全，還能對(duì)生產(chǎn)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行報(bào)警。例如液體位置大于警戒值時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)切換至報(bào)警模式，并應(yīng)急處理。再如在系統(tǒng)緊急停電時(shí)，能將報(bào)警裝置處罰，從而確保生產(chǎn)安全。

 

    在實(shí)際運(yùn)行中，PLC 系統(tǒng)可以對(duì)溫度和壓強(qiáng)以及液位等傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且 PLC 還會(huì)與工控機(jī)交換信號(hào)，在傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)精準(zhǔn)計(jì)量?jī)x器中的液量。而利用 PLC 來(lái)控制加熱源與加熱泵時(shí)，主要是利用工控機(jī)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)，在設(shè)定的算法下進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，進(jìn)而高精度的得出油井的累計(jì)產(chǎn)量，并對(duì)流量值順勢(shì)采集，從而及時(shí)地掌握現(xiàn)場(chǎng)的zui新生產(chǎn)信息。

 

    3.2 應(yīng)用原理

    PLC 自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的組成詳見(jiàn)圖 1 所示，采用的 PLC 應(yīng)具有性能穩(wěn)定和可靠的特點(diǎn)，尤其是具有較強(qiáng)的抗干擾能力，便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)與管理，其實(shí)用性較強(qiáng)。主要是利用其對(duì)溫度變化進(jìn)行檢測(cè)和控制，通過(guò)感受壓力躍動(dòng)的幅度來(lái)監(jiān)測(cè)液位，并對(duì)電動(dòng)閥所處狀態(tài)進(jìn)行控制，在現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)時(shí)，主要是將主機(jī)和工控機(jī)連接起來(lái)，借助 TCP/IP 協(xié)議與無(wú)線微波網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連通，從而達(dá)到數(shù)據(jù)交換的目的。在油田計(jì)量過(guò)程中，能結(jié)合預(yù)先設(shè)定的順序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)循環(huán)和控制與計(jì)算，同時(shí)還能結(jié)合實(shí)際需要采取人工的方式來(lái)干預(yù)和調(diào)整。在計(jì)量控制中，主要有自動(dòng)和指定以及停止三個(gè)環(huán)節(jié)。

 

    在磁翻柱液位計(jì)過(guò)程中，首先需要對(duì)程序進(jìn)行初始化設(shè)定，將預(yù)期值輸入系統(tǒng)之中，比如單井選擇、處罰時(shí)間，若液位達(dá)到所設(shè)定液位數(shù)值之后，能自動(dòng)化實(shí)施倒閥門(mén)排液，當(dāng)液體位置比設(shè)定zui低限度時(shí)，又能及時(shí)地停止自動(dòng)排液。而這一排液過(guò)程的相關(guān)數(shù)據(jù)（出油時(shí)間、出油口徑）向中控機(jī)返回，并統(tǒng)計(jì)和測(cè)算數(shù)值，從而將當(dāng)日產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算。采取這樣的方式來(lái)計(jì)算時(shí)，不僅速度較快，而且自動(dòng)循環(huán)，能結(jié)合油井編號(hào)來(lái)輪流自動(dòng)進(jìn)行。而當(dāng)油井產(chǎn)量較低時(shí)，還會(huì)對(duì)其實(shí)施特殊標(biāo)記和特殊計(jì)量，預(yù)防因?yàn)閿?shù)值冗余而形成計(jì)算錯(cuò)誤的問(wèn)題。此外，還能隨時(shí)將計(jì)量工作停止，只要工作人員通過(guò)中控機(jī)發(fā)出停止的命令，整個(gè)計(jì)量過(guò)程均能馬上終止，當(dāng)設(shè)備在此時(shí)進(jìn)行初始化處理后，所有設(shè)備又會(huì)處于待命階段，隨時(shí)可以從新計(jì)量。圖 1 PLC 自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的組成 

 

 

 

    3.3 應(yīng)用要點(diǎn)

    在 PLC 自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，主要是借助傳感器的拉力數(shù)值和料斗中的原油總量值相加之后進(jìn)行等量換算的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)量。當(dāng) 50%的料斗處于計(jì)量狀態(tài)時(shí)，而剩下的50%的料斗則空閑，當(dāng)前一半料斗的容量在不斷積累的同時(shí)，其平衡狀態(tài)就會(huì)出現(xiàn)變化。當(dāng)兩部分的料斗翻轉(zhuǎn)時(shí)，翻轉(zhuǎn)瞬間就能將不同感壓器中的數(shù)值進(jìn)行讀取，并在中控機(jī)上記錄，將其與預(yù)設(shè)的數(shù)值進(jìn)行比較，將料斗自身重量去除之后，余下的則是前半部分料斗中所累計(jì)下來(lái)的油量。采取這樣的方式來(lái)計(jì)算時(shí)，不僅能zui大限度的降低誤差，而且還能提高生產(chǎn)效率。

 

    3.4 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

    相較于傳統(tǒng)的計(jì)量方式，這一計(jì)量技術(shù)的應(yīng)用有著諸多優(yōu)勢(shì)。一是能長(zhǎng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量，zui高可以長(zhǎng)達(dá) 24 小時(shí)。二是有著豐富完善的功能，在單井計(jì)量、定次計(jì)量等傳統(tǒng)的方式上，還能實(shí)現(xiàn)排序計(jì)量與定時(shí)計(jì)量，這樣在完善計(jì)量方式的同時(shí)，還能新增計(jì)量的指標(biāo)，借助水與原油之間的密度差，能對(duì)不同產(chǎn)油地中的原油的含水量進(jìn)行計(jì)算。三是其報(bào)警機(jī)制較為完善，不管是機(jī)械故障、緊急停電，還是液壓異常等，都能及時(shí)地報(bào)警，同時(shí)自動(dòng)將應(yīng)急機(jī)制啟動(dòng)，確保生產(chǎn)安全。尤其是其設(shè)置的冗余主站，即便是運(yùn)行中的主站出現(xiàn)了故障，但是其也能快速地轉(zhuǎn)接到冗余主站，從而確保計(jì)量過(guò)程的安全性、精準(zhǔn)性和高效性，所以我們需要加強(qiáng)對(duì)其的應(yīng)用[3]。

 

    4 結(jié) 語(yǔ) 

    綜上所述，在油田生產(chǎn)計(jì)量中，磁翻柱液位計(jì)技術(shù)的應(yīng)用有著十分重要的意義，為強(qiáng)化對(duì)其的應(yīng)用，需要我們加強(qiáng)對(duì)其技術(shù)原理的掌握，并結(jié)合實(shí)際需要，確定針對(duì)性的應(yīng)用方案和技術(shù)類(lèi)型。尤其是基于 PLC 的自動(dòng)計(jì)量技術(shù)具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，需要強(qiáng)化對(duì)其的應(yīng)用和維護(hù)，才能更好地促進(jìn)其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。