油田集输站自动控制系统硬件设计

油田集输站自动控制系统硬件设计

油田集输站自动控制系统硬件设计 2011： 中石化胜利油田有限公司孤岛采油厂 张绍东 隋迎章 魏有国黑龙江省科学院自动化研究所 张文焱 李喜东 刘庆滨　1概述 油田集输站是油田采油厂的重要组成部分，是对原油进行油、气和水的分离，达到合格的原油。集输站对原油处理的好坏，对采油厂的效益和质量影响极大。目前，我国大多数油田集输站的自动化水平很低，基本停留在人工手动状态，对于物位、质量、压力、含水率和温度等过程参数都需要靠人工检测，人为误差较大，并且现场检测人身安全无法保证，严重的影响了生产效率及产品质量。为了节能增效，提高产品质量和安全性，有必要对油田集输站实施自动控制系统。2系统设计 所谓油气集输是将油井生产的含水原油和伴生气体收集起来，进行处理并输送出去的过程。主要内容有油气的收集与分离、原油脱水、原油外输、油气计量、天然气净化及污水处理等。随着油田的开发，我国的大部分油田都进入中后期开采，综合含水上升，有的甚至高达90%以上。为提高集输站自动化程度，节能降耗，根据集输站现场，工艺流程和参数进行自动化系统设计：2.1联合站工艺流程 油井和计量站来液，现经过阀组汇集后，进行油气分离，把天然气从油水混合物中除去，然后对原油进行沉降脱水处理。通常采用化学脱水方法，提高油水分离效果，在含水原油进一次沉降罐前，加入一定比例的破乳剂，使油水乳化也在管道输送过程和沉降过程中充分进行油水分离。接着混合液进入油水沉降罐，进行一次和二次沉降，在油水沉降罐中主要依靠自然沉降的办法将原油中所含的水大部分分离出来。分离出的含油污水进污水处理站进行净化处理。低含水原油进电脱水器进行脱水，在进行电脱前，原料油要首先进入加热炉进行加热，一般加热到七十度左右，这样做有利于对原油进行电脱。原料油在电脱水器高压电场作用下进一步实现油水分离、沉降。合格的原油进入到好油罐，再从好油罐通过外输流量计后进行外输。上述整个过程即为集输联合站对原油进行脱水的整个工艺过程。如图1所示。2.2监测的主要参数 （1）一次沉降罐液面和界面检测，放水过程自动控制。 （2）自动加药过程自动控制，根据三相计量。液量、油量及井排温度以及一次沉降罐出油油中含水实现自动加药过程。 （3）二次沉降罐、好油罐液面检测。 （4）检测天然气流量，二路；燃油量，二路；电能计量（三个变电所），即三路电量检测。 （5）污水缓冲罐液位检测，控制变频器调节液位。 （6）对正在建设中的好油罐进行液位检测。2.3具体控制原理如下 （1）一次沉降罐界面检测，实现自动放水控制。其控制原理如下图2：　 在一次沉降过程中，为保持一次沉降罐内油厚在1～2.5m，通过界面仪检测信号来调整电动调节阀的开度，以保证罐内油层厚度。（注：主管线保持一定开度，用电动调节阀进行精确调节）采用PID控制算法。 （2）自动加药控制系统： 图3所式自动加药控制原理图，井排来油温度升高调节变频器频率降低；检测一次沉降罐界面降低，调节变频器频率降低；检测液量、油量，同时改变加药泵变频器的频率。　3硬件设计 本系统硬件的结构采用了工控计算机、PLC及其配套的检测仪表构成的自动化的监测系统，各种变送器将测得信号通过屏蔽信号电缆从现场传送到接口柜的接线端子板上，参加控制的信号进PLC，再送进工控机。不参加控制的经过A/D转换或硬件计数板送入工控机。由于传感器及执行

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