原油计量计算机自动标定系统

王振彦 山东服装职业学院

原油计量计算机自动标定系统

王振彦 山东服装职业学院

针对原油人工容积式流量计计量精度低、误差大、计量成本高等问题，结合原油标定装置规范要求以及工艺特点，研制一套原油计量计算机自动标定系统。该系统主要由计算机与相应的辅助设备两部分组成。原油计量过程中，通过3个脉冲量、6个开关量、23个模拟量来实现各项参数的实时采集（在人机界面上实时显示）以及工作台的远程监控。胜利油田采用了一套原油计量计算机自动标定系统，在河口采油厂进行了为期10个月的试用，结果表明，该系统稳定可靠，相对于人工计量方式，原油计量精度较高，应用效果显著。

原油计量；自动标定；精度；流量；ACM模块

在我国各大油田，容积式流量计计量仪器采用的比较普遍，在不同的环境以及不同的场地情况下所选取的计量仪器型号、量程范围以及口径要求也不尽相同，往往会遇到在同一口径下，仪器量程范围不等、差异较大的问题，即使采取标准装置标定也会出现效率低下、费时等问题。结合原油标定装置规范要求以及工艺特点，利用计算机技术研发了一套计算机自动标定系统，该系统可以解决计量仪器量程范围以及标定要求不同的问题，利用标定系统自动调整各个计量点流量[1]，准确完成标定任务，操作简便。

图1 原油标定装置工艺结构

1 系统设计

原油计量计算机自动标定系统主要由两部分组成，分别是原油标定装置与计算机自动标定系统。该系统相对于人工计量，在计量精度以及工作时效方面都有很大的提高[2]。

1.1 原油标定装置结构

原油标定装置是根据业内标定标准的规范来设计的，在原油计量计算机自动标定系统中是最基础的部分，该装置保留原来原油计量仪器的特点，对20～100 mm口径范围内原油都能进行标定，精度可靠，原油标定装置工艺结构如图1所示。

1.2 计算机自动标定系统

计算机自动标定系统主要由计算机与相应的辅助设备两部分组成。该标定系统在测量准确度以及可靠性上是值得信赖的，主要是因为该系统在功能结构设计方面，采取了上、下位机模式以及实时多任务系统。在实际应用中，自动标定既可离线操作，又可以在线编辑运行，方式灵活，安全可靠[3]。

（1）上位机组态采用的是组态王5.1软件，可在Win 95/98/NT平台运行，该软件集合有200多种驱动程序，软件兼容性强。具有实时数据调用、报表打印、报警功能、历史曲线、实时曲线制作等功能，以及对检测点采样速度快、性能高等特点，在运行过程中，可以连接EXCEL、VB、VFP等，软件不会造成相互影响。

（2）ACM模块是下位机控制核心，利用MODLBUS软件与上位机进行响应，通过I/O模块将相关的数据信息输入与输出。该系统中设置3个模块架，模块架上面安装有ACM与I/O模块，通过数据总线实现模块架之间的通信。下位机应用软件主要由5个子程序组成，分别是参数超限报警、采集数据、自动计量、计量计误差修正以及在线标定流量计等，这5个子程序在应用软件中的工作流程如图2所示。

（3）原油流量计的脉冲信号读取主要是通过HSC模块来实现。主程序利用DDE来调用原油累积量、瞬时量子程序，以读取的流量计脉冲信号与程序计量出来的流量为基础，分别自动计算出瞬时原油量以及累积原油量[4]。根据原油体积修正系数表库、原油标准密度表库，下位机应用程序可以自动计算出标准的原油密度、体积和修正系数，除此之外，混油量、纯油量、含水量都将自动计算出来，并且将计算结果报表打印。原油计量子程序的工作流程如图3所示。

图2 下位机应用软件程序流程

图3 原油计量子程序工作流程

2 系统功能与特点

2.1 功能

（1）原油计量过程中，通过3个脉冲量、6个开关量、23个模拟量来实现各项参数的实时收集（在人机界面上实时显示）以及工作台的远程监控。

（2）关键参数的越限报警，对因原油计量仪器口径与类型不同，不同的地方计量量程范围的变化引起的越限操作进行及时报警监督。

（3）在人机互动界面，可以将计量参数数据绘制成历史趋势显示图，方便对参数数据的理解以及查询数据的变化点[5]。

（4）该系统在对原油计量完毕后，会直接进行每日报表、每班报表的自动打印，以及工作现场计量参数的整理打印备案。

（5）对原油中含水量、混油量和纯油量的分类自动计量，在自动标定软件中输入视密度，可以自动得到标准密度，以便核对检查结果的准确性。

（6）通过体积管，在线自动进行原油流量计标定，以及在线自动进行读数误差修正，修正最终的原油计量结果。

（7）辅助功能。通过辅助功能可以及时检测计量工作制度是否出现异常情况，同时将异常信号传回中心进行处理，调整计量工作制度。

2.2 特点

（1）该系统具有较高的自动化程度以及计量精度，相比人工计量手段，计量结果可靠性较高，人机互动界面友好，操作使用简单，节约了人力资源成本。

（2）原油计量准确度大幅提高，对石油企业的发展起到了良好的推动作用，对企业安全以及环境污染方面起到了积极作用，为石油企业的的信誉赢得了保障，创造了更大的经济价值。

（3）各子程序的协调工作，实现了原油自动化计量目的，计量环境与过程安全性、可靠性得到极大的提高。

（4）利用自动标定系统调整各个计量点流量，准确完成标定任务，操作简便，提高了标定速度，直接缩短标定花费的时间。避免了人工操作带来的不必要误差，达到了原油精确计量的目的。

3 应用案例

（1）苏丹黑格里油田采用了一套原油计量计算机自动标定系统，经过一段时间的使用，取得了很好的应用效果。在计量设备型号、正确安装和组态质量得到保证的情况下，利用该系统计量原油，计量精度可以控制在±0.2%的范围内。实例应用表明：原油自动标定系统能提高计量精度，对原油生产可以进行良好的管控，原油贸易的精确交接得到了保障，维护了贸易双方的利益。

（2）胜利油田采用了一套原油计量计算机自动标定系统，在河口采油厂进行了为期10个月的试用。试用结果表明，该系统稳定可靠，相对于人工计量方式，原油计量精度较高，应用效果显著，已经在其他采油厂计量单位进行推广使用。

4 结论

原油计量计算机自动标定系统的投入使用，使原油计量进入了一个新的阶段，该系统各子程序的协调工作，自动检测和处理标定点数据，并进行在线修正误差，避免人为操作误差，可确保数据精确可靠。实现了原油自动化计量的目的。该系统相比人工计量手段，计量结果可靠性较高，人机互动界面友好，操作使用简单；可实时监控计量流程，工作效率得到极大的提高，节约了人力资源成本。

[1]潘丕武．石油计量技术基础[M]．北京：北京海洋出版社，2001．

[2]张春涛，穆谦益，程世东，等．橇装式气井井口气液产量标定装置[J]．油气田地面工程，2013，32（6）：128.

[3]杨乐平．质量流量计计算机远程监测系统的设计域实现[J]．微计算机信息，1997，13（4）：68-70．

[4]王争平．国际石油贸易计量方法[J]．油气储运，2000，19（2）：12-14．

[5]谢尧．无人值守集气站油气计量方式优化[J]．油气田地面工程，2014，33（1）：60-61.

（栏目主持关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.4.017