開展數(shù)字化油田建設(shè)， 目的是將油田從沒有圍墻的工廠變?yōu)殡娮泳畧?chǎng)、電子站庫(kù)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)融合、專業(yè)融合和團(tuán)隊(duì)融合，降低操作成本，提高應(yīng)急處理能力和生產(chǎn)效率。 按照中國(guó)石油化工集團(tuán)公司數(shù)字化油田所提出的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模塊化建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)化采購(gòu)和信息化提升的“四化”建設(shè)要求，逐步推進(jìn)生產(chǎn)管控模式變革， 為體制建設(shè)提供信息化、 自動(dòng)化支撐。

 

中國(guó)石化江蘇油田分公司采油一廠 （以下簡(jiǎn)稱采油一廠）目前共有 1 215 口油水井， 32 個(gè)中轉(zhuǎn)站，9 個(gè)集輸站，年生產(chǎn)原油約 70×10 4 t 。 通過數(shù)字化油田建設(shè)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)采集、傳輸和異常報(bào)警，保障流程、設(shè)備在zui佳狀態(tài)下運(yùn)行，改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)效率。作為采集數(shù)據(jù)的終端，各式自控儀表和傳感器的選型、設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、校驗(yàn)（檢定），保障系統(tǒng)可靠運(yùn)行， 降低操作成本是項(xiàng)目后期的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。 目前采油一廠主要自控儀表種類與檢驗(yàn)規(guī)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(shè)、輕選型

1 ）數(shù)字化油田工程在投資建設(shè)中，涉及的自控儀表雖按框架選購(gòu)， 但設(shè)計(jì)和技術(shù)規(guī)格書沒有對(duì)儀表的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性指標(biāo)進(jìn)行約定，存在低價(jià)中標(biāo)現(xiàn)象，導(dǎo)致價(jià)低質(zhì)差的儀表產(chǎn)品進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，質(zhì)量壽命無(wú)法達(dá)到額定周期。

2 ）工程項(xiàng)目中計(jì)量方案與計(jì)量?jī)x表的選型很少與計(jì)量專業(yè)部門結(jié)合， 計(jì)量?jī)x表的質(zhì)量認(rèn)定和準(zhǔn)確度校驗(yàn)與相關(guān)規(guī)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(dòng)化工程涉及到的一次儀表種類多， 如測(cè)定溫度、壓力、液位、流量等參數(shù)，如果測(cè)量數(shù)據(jù)有誤差，就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的分析結(jié)果 [1] 。

 

1.3 重功能、輕校驗(yàn)

隨著技術(shù)發(fā)展，多參數(shù)、智能化、集成化儀表逐步進(jìn)入油田市場(chǎng)，應(yīng)根據(jù)使用要求選擇成熟可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的計(jì)量?jī)x表，避免功能與資金浪費(fèi)，如溫壓示功儀等石油專用器具，檢定與校驗(yàn)技術(shù)相對(duì)滯后，無(wú)法對(duì)其計(jì)量性能進(jìn)行有效的量值評(píng)定。

 

1.4 重維修、輕維護(hù)

油田使用的自控儀表基本是露天安裝， 環(huán)境惡劣，且測(cè)量對(duì)象是高溫、高壓和腐蝕性介質(zhì)，尤其是安全級(jí)別較高的油氣緩沖罐雙法蘭液位計(jì)、 儲(chǔ)油罐液位計(jì)、燃?xì)饬髁坑?jì)等重點(diǎn)儀表，安裝后不易拆卸，出現(xiàn)故障不僅維修與校驗(yàn)難度大，而且費(fèi)用較高。

 

2 自控儀表的在線檢定與校驗(yàn)

自控儀表按照管理等級(jí)，屬于非強(qiáng)檢計(jì)量器具，在保證計(jì)量準(zhǔn)確度前提下， 企業(yè)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和技術(shù)規(guī)范制訂實(shí)用的溯源方法。

 

2.1 壓力變送器的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)

       壓力變送器現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)如圖 1 分為兩種方式，一是按照（ a ）方式在變送器無(wú)法與系統(tǒng)隔離時(shí)，采用并入標(biāo)準(zhǔn)壓力模塊， 在手持式校準(zhǔn)器以數(shù)字或電流信號(hào)方式顯示瞬時(shí)標(biāo)準(zhǔn)值， 與輸入測(cè)定瞬時(shí)壓力 （差壓）值進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算并修正儀表相對(duì)誤差。 此種校驗(yàn)方式無(wú)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(tǒng)隔離，接入壓力模塊和壓力泵測(cè)定多個(gè)壓力（差壓）量程，通過手持式校準(zhǔn)器顯示標(biāo)準(zhǔn)值，與輸入測(cè)定壓力（差壓）值進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算并修正相對(duì)誤差，此方式能夠掌握變送器示值與線性誤差，接近實(shí)驗(yàn)室 JJG 882 — 2004 《壓力變送器檢定規(guī)程》 [2] 檢定效果。

2.2 三相電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)

采油一廠目前有 820 多口油井，按照 GB 17167— 2006 《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》每口井安裝一塊三相電能表來(lái)計(jì)量耗電量 （圖 2 ），三相電能表拆卸校驗(yàn)工作量較大， 只能按照 DL/T826 — 2002 《交流電能表現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀》 [3] 要求現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)電壓、電流、功率、相位、功率因數(shù)、頻率等電參量，可擴(kuò)展分析實(shí)時(shí)矢量圖顯示和諧波分析等功能。 三相電能表經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢定準(zhǔn)確度符合 GB 17167 —2006 規(guī)定的 2.0 級(jí)要求。

2.3 注水流量計(jì)校驗(yàn)

1 ）對(duì)于 DN25 、流量范圍 0.5~10 m 3 /h 井口注水流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)關(guān)閉下游閥門， 打開放空閥門將水排入 50 L 、 0.5 級(jí)便攜式標(biāo)準(zhǔn)量器，控制比對(duì)誤差≤±3% 。

 

2 ）對(duì)于 DN50 以上、流量范圍 5~300 m 3 /h 污水流量計(jì)，必須采用標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行校準(zhǔn)。對(duì)一臺(tái)重復(fù)性誤差 ≥±0.02% 雙向標(biāo)準(zhǔn)體積管進(jìn)行改造，該體積管單向容積 973.43 m 3 ，雙向容積 1 946.86 m 3 ，重復(fù)性誤差 0.08% 。 可根據(jù)流量計(jì)量程選擇標(biāo)準(zhǔn)值累計(jì)方式。根據(jù)污水流量計(jì)輸出流量信號(hào)制式，增加一臺(tái)信號(hào)轉(zhuǎn)換顯示器， 由體積管檢測(cè)開關(guān)控制顯示器流量信號(hào)開啟與停止 [4] 。 通過測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算流量計(jì)相對(duì)誤差（圖 3 ）。 配備熱水置換流程，還可滿足0.5 級(jí)以下生產(chǎn)與能源消耗原油流量計(jì)校準(zhǔn)。

目前溫度變送器、 蒸汽流量計(jì)和天然氣流量計(jì)尚未建設(shè)校驗(yàn)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(jìn)措施與建議

1 ）加強(qiáng)儀表的選型管理。 技術(shù)監(jiān)督部門應(yīng)參與油田數(shù)字化工程在設(shè)計(jì)、建造和驗(yàn)收全過程，自控儀表選用和計(jì)量方案與計(jì)量要求相抵觸時(shí)， 由計(jì)量專業(yè)部門提出處理意見。在性價(jià)比相當(dāng)情況下，優(yōu)先選用列入油田自控儀表選型目錄中的產(chǎn)品。

2 ）加強(qiáng)自控儀表的校驗(yàn)管理。 在建設(shè)中應(yīng)預(yù)留現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)通道和電氣接口， 實(shí)現(xiàn)自控儀表現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)和比對(duì)，確保測(cè)量數(shù)據(jù)處于受控狀態(tài)。根據(jù)自控儀表的種類和規(guī)模配備校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，制訂校驗(yàn)方法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用量較大的自控儀表， 要求廠方配備相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)裝置，能夠溯源至國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。對(duì)石油石化專用計(jì)量器具，依據(jù)專業(yè)化特性，制訂實(shí)用量值溯源方法與手段， 確保自控儀表的使用率、 準(zhǔn)確率、完好率符合技術(shù)要求。

 

3 ）加強(qiáng)自控儀表的質(zhì)量管理。 一是建立專業(yè)化隊(duì)伍，加強(qiáng)操作維護(hù)人員培訓(xùn)；二是保障維修資金和配件供應(yīng)，保障儀表完好運(yùn)行。

 

4 ）加強(qiáng)自控儀表維修管理。 一是從報(bào)廢儀表中篩選有價(jià)值的核心部件，如壓力變送器中的模盒、智能流量計(jì)的主板等進(jìn)行儲(chǔ)備；二是組建一支會(huì)操作、有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)維修隊(duì)伍，實(shí)施激勵(lì)機(jī)制，根據(jù)成果和績(jī)效進(jìn)行考核。