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论
文

基于PLC控制的油田自动化计量系统设计
摘要
在分析了低产油井常用的玻璃管人工量液技术与装置中所存在的问题的基础上,介绍了如何将PLC用于一种新型的油井自动计量装置的设计思路和实施方案等。
对于从站应用S7-200型可编程控制器,通过自动切换模块、检测模块、控制模块和报警处理模块,解决了油井生产过程中低产间歇出油情况下的计量问题,并用S7-300作为主站通过PROFIBUS-DP总线实时采集各个油井的计量信息并将这些信息经过工业以太网传给上位机,组态画面中显示出来。实现了对各个油井计量信息的实时监控,并在实际生产中获得了成功的试用。实现了油井计量自动化,提高了计量精度。
关键词检测模块低产油井自动计量 PROFIBUS总线技术工业以太网
1 绪论
选题背景
油井产量的计量是油田生产管理中的一项重要工作,对油井产量进行准确、及时的计量,对掌握油藏状况、制定生产方案,具有重要的指导意义。目前国内各油田采用的计量方法多种多样,基本实现了自动计量。但油井计量结果差别很大,含水率变化从0到100%变化,油气比变化从不含气到气油比达到80%甚至更高,准确的计量油井产量一直是工程技术人员面临的一个难题。
现场自动计量装置虽然形式各异,但很难有一种计量方式能够满足油田全部油井计量的需要,所以对各种计量形式进行对比,找出各种计量方式各自的适应性及适用范围,将为油田自动计量装置的现场使用提供可靠的技术保证。
目前国内油田计量站普遍采用玻璃管人工量液,这种计量方式存在以下主要问题:
(1)工作量大,效率低。
(2)低产油井存在产液间歇现象,。
(3)油井产液含水率高,人工取样随机性很强,很难取准,无法得到真实、稳定、准确的含水率值。
在某些油田,玻璃管人工量液的计量方法已使一些油区的产量计量误差达到20%的程度。尽管国内很多油田在油井计量方面做了大量研究,实现了油井自动计量。但仍存在以下问题:
(1)由于采用单罐计量,不能真正实现24h连续计量。
(2)所用检测液位仪表易发生挂料、卡死现象,造成电动阀误动作,计算结果不准确。
(3)在线含水分析仪现场使用效果不理想。
(4)分离器压油比较困难。
国内外相关技术发展概述
国外油田油井产量的计量自动化程度高,前端采用多通阀或三通阀自动选井,计量设备多采用卧式分离器或不分离式多相流量计计量。计量设备一次到位,后期改造很少,设备造价较高,很难直接引进。国外油田生产管理中对检测结果要求不高,油井产量稳定,测量周期长,与国内生产组织方式存在较大差别。一般是国内产品借鉴国外技术,改造后在现场应用,相比而言国内油井计量技术分类更加繁多。
主站S7-300
1号从站
S7-200
2号从站
S7-200
3号从站
S7-200
4号从站
S7-200
n号从站
S7-200
1号油井
2号油井
3号油井
4号油井
n号油井
PROFIBUS-DP
工业以太网
图1-1系统结构图<br参差不齐,一个油田内部各采油厂之间从自动化实施程度和具体的技术应用差别较大,总体上讲还是向自动化水平逐步提高的方向发展,以不分离三相流量仪、两相分离撬装计量站、旋