王磊

（大慶油田有限責任公司第十采油廠規(guī)劃設計研究所，黑龍江 大慶 163000）

現代工業(yè)領域廣泛應用自動化技術手段，工業(yè)部門高度重視自動化改造和優(yōu)化傳統(tǒng)生產流程、工作方式，不斷提升工業(yè)化生產效率和質量。油田是重要的石油生產基地，完成自動化改造是必然發(fā)展趨勢。開發(fā)石油作業(yè)進行中，通過實時掌握油井的三相參數，即油、氣、水方面，切實把握油井狀態(tài)，支持油井進一步開發(fā)。積極引進自動式油井計量站系統(tǒng)，能夠良好構建出安全、精準、實時、網絡化、智能化的全生產監(jiān)控平臺，從而支持油氣田生產活動的順利實施。

1 移動式油井計量站系統(tǒng)的重要性

當前，較多油田開采作業(yè)中還是用半自動計量方式、人工方式完成油、氣、水三相參數的計量工作，不僅計量次數較少，間歇性大，還會消耗較大勞動強度，持續(xù)時間較短，且所獲取的參數數據準確性不夠高，導致數據不具備代表性?，F代自動化技術的不斷更新和進步，給油田開采工作提供了良好前提條件。計量站作為油田的重要組成部分，承擔起液、油、氣方面的計量任務，給油田地質部門提供準確可靠的油井工程資料。

相較于傳統(tǒng)計量方式的應用，計量站控制系統(tǒng)可以有效應對高含水油井、間歇出油井方面的計量工作，還能夠準確計算出混串井、低含氣井的產量。使用車載式油井計量站系統(tǒng)，具備較強的流動性，能夠重復利用這一計量站，操作簡便。可編程控制器（PLC）積極應用在油井計量站系統(tǒng)中，可以全自動實施油、氣、水計量監(jiān)測工作，還能夠良好引進TCP/IP技術手段、4G網絡技術，從而保持著雙向通信功能，完成服務器PC和控制終端PLC之間的有效聯(lián)系。在PC機基礎上，用戶可以采用瀏覽器訪問好油井計量站系統(tǒng)的網站，采用遠程化方式管控好終端系統(tǒng)計量裝置。

2 移動式油井計量站系統(tǒng)內在運行原理

移動式油井計量站系統(tǒng)良好適應了當前計量工作的開展需求，可以有效支持計量活動的順利實施。該系統(tǒng)運行中目的在于檢測油中含水計量，完成氣液高效分離。移動式油井計量站系統(tǒng)具體應用過程中，首先，通過各個油井管線，開展采油作業(yè)，在匯集好后進入總進管中；其次，在一級分離器的作用下，總進管石油可以獲取到氣、液兩相，經過分離處理好的液相將會參與二級分離器中，通過二級分離手段的有效應用，氣、液兩相也會被獲得；再者，全面集合、合并好由分離獲取到的氣相和液相，在控制系統(tǒng)支持下，發(fā)揮液體流量計、氣體流量計的作用，開展綜合計量工作，完成總出管線的匯集工作；最后，重新輸送氣相、液相，將其運輸到輸送管線中，完成整個測量工作。各項流程進行中，計量工作基本可以達到無損狀態(tài)。在分離油氣后，氣體流量計、質量流量計能夠有效實施計量活動，推進氣、油、水的密度測試工作穩(wěn)步實施，從而結合測試得到的密度數據、體積流量數據，可以獲取油井含水量、產量情況，完成計量產油單量的工作。

3 移動式油井計量站系統(tǒng)的研制工作

油井計量工作進行中，移動式油井計量站系統(tǒng)發(fā)揮著積極作用，能夠得到寬泛的操作范圍，精確的測量結果，且操作環(huán)節(jié)較為簡便，要想不斷提升該計量站系統(tǒng)的應用效果，需要注重科學開展研發(fā)和設計工作。

3.1 組成部分

在移動式油井計量站系統(tǒng)設計過程中，主要包含以下幾個部分：（1）計量傳感器。其中有質量變送器、壓力變送器、溫度變送器以及氣體流量計等。（2）PLC采集終端。HMI液晶屏、DVP-ES2型PLC控制器是主要組成部分，可以完成采集數據、處理數據以及顯示數據的工作。（3）4G網絡。這是指網絡系統(tǒng)，包含4G上網卡和4G網絡模塊，網絡通信功能快速顯著。（4）PC機服務器。組成部分主要包含打印設備、可用網絡、以PC機為基礎的C#軟件，可以采集數據、查詢數據，還支持打印系統(tǒng)。

3.2 PLC采集終端

PLC控制系統(tǒng)在移動式油井計量站系統(tǒng)中占據重要地位，針對進出口壓力、進出口溫度、瞬時和累計分離液相流量、瞬時和累計分離氣相流量、計量裝置可燃氣體濃度檢測、環(huán)境溫度、報警輸出以及旁通管線緊急打開電動閥開關狀態(tài)等數據進行采集和分析。同時，還要能夠面向多種運行參數進行總結，包含日產液量、日產油量、流量、求產時間、求產日期、含水率、設備運行壓力等方面。在處理各項控制參數的過程中，都能夠使用遠程方式，推進修改活動順利實施，但其中需要保證連續(xù)性處理好MODBUS地址。整個PLC控制系統(tǒng)顯現出報警功能和聯(lián)鎖控制功能，集中體現在：

（1）PLC控制系統(tǒng)高度重視環(huán)境溫度，針對溫度的上限和下限，為保證聯(lián)鎖效果，需要使用儀表電伴熱和啟停計量裝置管線；

（2）超高限遠程聲光報警手段是遠遠小于進口壓力的，通過本地處理或者遠程管控方式，可以修改好實際報警值，使其更好地適應實際運行需求，滿足報警的要求。而對于報警活動，需要在完成現場確認后及時取消。

（3）聯(lián)鎖控制活動進行中，需要擁有自動切換功能、手動切換功能，包含本地和遠程兩個方面。

PLC控制系統(tǒng)運行中，首先，經由質量變送器、壓力變送器、溫度變送器以及氣體流量計等傳感器收集到各項信息和數據；其次，傳輸到PLC控制器中，在此基礎上，給4G模塊、人機HMI發(fā)送相應的信號，支持后續(xù)測量活動的順利實施，同時，還能夠按照既定標準，支持蜂鳴器、報警燈的工作。整個PLC采集終端應用中的功能情況如下圖1所示。

圖1 PLC采集終端的功能圖

3.3 4G網絡和服務器

4G下載速度顯著，可以滿足用戶在無線服務方面的基本要求，如在DSL和有線電視調制解調器沒有做好全面覆蓋的區(qū)域實施部署活動，在此基礎上，推進整個地區(qū)擴展活動的有效實施。4G應用效果良好，將其應用在移動式油井計量站系統(tǒng)之中，確保4G模塊能夠覆蓋在每個PLC采集終端中，遠程傳輸好數據，同時，完成遠程控制參數的目標。監(jiān)控服務器在整個系統(tǒng)運行環(huán)節(jié)中發(fā)揮著積極優(yōu)勢，可以開展整體性協(xié)調規(guī)劃工作，支持遠程服務活動的順利實施。對于服務器的運行功能結構來說，其和下位PLC構建起通信連接，發(fā)揮多線程技術的優(yōu)勢和作用，在單獨線程通道中，連接好各個油井，將其寫入操作中，并完成數據庫存儲工作。

4 結語

移動式油田計量站控制系統(tǒng)設計中，充分結合自動化技術和油田生產過程，傳統(tǒng)工作人員抄表和專人巡檢的方式，轉變?yōu)閿祿杉头治鎏幚淼淖詣踊绞?，面向生產全過程，構建起安全性、實時性、精準性、網絡化以及智能化的綜合監(jiān)控平臺。在這一監(jiān)控平臺上，工作人員工作量減少，還能夠縮減人員配置，合理降低生產成本，相應地，提升油氣田的生產效益。發(fā)揮移動式油井計量站系統(tǒng)的應用優(yōu)勢，能夠支持油田開采作業(yè)取得良好成效，實際設計和研發(fā)過程中，要注重掌控計量站系統(tǒng)組成部分，把握好PLC采集終端和4G網絡與服務器的設計環(huán)節(jié)。