基于LK的油田自动化计量系统解决方案

                

  　  原油计量站作为油井原油计量和汇集的枢纽，在油田的生产中扮演十分重要的角色。实现原油计量站的自动化计量与监控，对于实现整个油田系统的自动监控，提高原油计量的准确性和生产效率等都具有十分重要的意义。

   　 基于和利时公司HOLLiAS LK系列PLC的油田自动化计量系统是集组态数据软件、数据库管理、计算机网络、信息通讯技术、现场采集、控制技术等多项先进技术于一体的综合控制系统，实现了油田实时过程数据的采集，使操作人员在控制室内就可以了解全部计量间区域的生产情况，进行调度管理。该系统具有良好的开放性，规模可以自由伸缩，系统可以随时扩容。

   　 工艺流程概述

    　简要工艺流程如图1所示。系统主要由计量用三通阀、分离器、平衡罐和原油伴热等部分组成。

                        

   　 工作流程描述

    　油井原油通过输油管道被输送到计量站。在非计量状态下，对应每口油井的三通阀都指向工作汇管方向，原油直接通过工作汇管被输送出去。当需要对某一口油井原油进行计量时，则将此口油井对应的三通阀指向计量汇管方向。原油由计量汇管进入分离器，在分离器中开始对原油进行计量。计量后的原油经平衡罐流入输出汇管被输送出去。

    　计量原理

   　 对油井原油的计量包括混合液的产量（M³）和体积含水率（%）计量两部分。混合液产量V是通过计量油井完成设定的分离器高度（50cm）所需要的时间T，并由公式：V = δ / T得到。其中，δ=15564，计量系数（可修改）。

    　由上面计量得到的产量并不能直接得出油井的原油产量τ（吨），因为其中还有相当一部分是水。所以要计量原油产量，还需要得到对应于每口油井的原油体积含水率（%）。原油体积含水率ξ（%）是由安装在分离器油出口管道上的含水分析仪测量含水率的瞬时值，并通过PLC对得到的含水率瞬时数据进行统计加权平均而得到。即ξ=（V-τ/ρ）/ V。

    　最后由公式：τ =（1-ξ）Vρ，得到油井的原油产量τ（吨）。其中，ρ为原油密度。

    　系统方案设计

    　根据系统的控制要求和现场的实际情况，对系统做如下设计：

    　系统设中央控制室和现场计量站，以分别实现系统的集中控制管理和现场就地操作。

    　中央控制室主要设监控计算机，监控计算机上运行和利时公司的FacView监控软件，完成对整个系统的监控管理。

   　 在现场计量站设PLC系统，以完成对整个系统的数据采集和程序控制。PLC系统选择和利时公司的HOLLiAS LK系列PLC，LK具有完善的模块种类和灵活、优秀的网络通讯功能。另外，为了实现对系统的就地操作，在现场计量站还设有触摸屏。通过触摸屏，用户可以在计量站内完成对系统的监控。

                   

    　由于现场站和中央控制室之间的距离较远，考虑到搭建无线通讯网络的可行性，在各现场计量站和中央控制室之间搭建了GPRS无线通讯网络，通过无线通讯网络实现现场站与中央控制室之间的通讯。

    　系统功能

    　生产数据实时显示功能

    　根据用户的需要创建总貌图、流程图、工况图、趋势曲线图、仪表棒图、报警画面，实时显示现场生产数据，且各画面之间可方便的进行切换。另外，可以对现场原始生产数据进行统计计算，并实时显示。

    　报警功能

    　输油过程中出现意外情况，或有人非正常进入计量间时，系统自动向控制室发出声音、图像等报警信号，通知控制室内人员，起到安全保护的作用。

    　通讯状态检测与监视功能

    　系统实时诊断通讯状态和线路连接情况，以提高通讯可靠性。　

　　线路自动恢复处理　

　　通讯线路出现中断现象时，系统的自动恢复功能会保证线路中断时发送的报文不被丢失。　

　　查询、打印功能

    　根据用户需要对现场生产数据的实时数据库进行分类查询，如单元数据查询、历史报警查询等；还可以自动生成和打印各种报表。

   　 系统特点

   　 系统结构简单，运行稳定可靠；

  　  采用GPRS无线通讯网络，通讯距离远，且不受建筑物的阻挡；

  　  实现了无人化自动计量，计量精度高；

 　   远程、现场可控的两级控制方案，可以灵活地满足用户的实际需求；

   　 简洁、生动的监控画面显示，可以方便用户随时掌握系统的运行状况；

   　 系统维护简单、具有良好的可扩充性。