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基于TRIZ理论降低原油粘度

发表时间：2020/10/19 来源：《基层建设》2020年第19期作者：陈彦军1陶帅2米立和3唐辉1樊庆伟1

[导读] 摘要：在石油系统当中，采油计量站都是利用分离器量油进行单井产液量。

        （1.华北油田公司第一采油厂河北任丘 062552
        2.华北油田公司第二采油厂河北霸州 065799
        3. 华北油田公司第四采油厂河北廊坊 065000）
        摘要：在石油系统当中，采油计量站都是利用分离器量油进行单井产液量。随着工图算产不断应用到石油系统当中，工程技术人员仍然需要通过分离器量油来对软件的准确性进行校准。因为软件、传感器的一些故障出现，致使参数精准度比较差。然而，分离器量油用肉眼观察液位存在一定的视觉误差。对着这个问题，本文研究了分离器量油计时装置。
        关键词：石油系统；分离器量油；计时装置
        引言
        在石油系统当中，每口油井的产液量能够反映出油层中油水的变化规律等情况，是检验生产管理措施分析油层动态变化的重要依据。每口单井的日产液量是油田计算每口单井产液量的重要内容。我们能够按照每口单井产出预设液量所需要的时间以及预先标定的参数计算出每口单井的日产液量。随着工图算产的应用，工程技术人员仍然要靠分离器量油来对软件的准确性进行校准并且对其进行补充。因为软件或者载荷传感器故障，所以造成了参数精准度下降。过去，值班室和计量之间存在一扇窗户，员工能够透过窗户对计算间磁翻板液位计显示液位高度进行观察，并且能够对量油进行操作，同时值班人员还能够兼做一些其他工作。因为安全的要求值班室和计量间的窗户进行了封堵，并且工作人员不允许在计量间进行长时间的停留。所以，要安全的将每口单井量油的计量工作完成，工作人员就需要在值班室以及计量间之间频繁的穿行观察液位，大大增加了员工了劳动强度以及责任心。本文对于这些问题研制了分离器量油计时装置。
        1.设计方案
        油井分离器量油计时装置设计方案为：该装置由下面几部分组成，分别为磁控传感器、信号变送器、可编程逻辑控制模块、触摸屏、以太网通讯模块、固态继电器、高音报警装置、低音报警装置、24V直流电源等。磁控传感器和信号的变送器紧密连接到一起。其工作原理为：当磁控传感器收到分离器内液位高度信号之后，将信号传输到变送器，然后通过变送器将采集到的信号转变成4-20毫安的电流信号，然后将电流信号传递到PLC模块当中，通过可编程逻辑控制器模块的内部程序对信号进行运算，最终得到每口油井日产液量以及日产油量并且对其进行保存。也可以通过触摸屏实时修改有关数据，因为可编程逻辑控制器集成了以太网模块，所以能够对计时装置实现了远程控制。
        安全性问题：所有的元件以及模块装置都符合国家标准。可实施性问题：此装置由专业的厂家进行安装施工。经济性：制作具有一定的技术含量需要编写复杂的程序，安装起来比较方便，经市场调研后每套安装调试费为7500元，总成本不超8000元；操作性：使用方便傻瓜式操作几乎不用培训、时间性：11个月以内完成。
        2.所需器件选型
        2.1 可编程逻辑控制模块
        （1）该可编程逻辑控制器核心是利用了32位MCU的控制器。
        （2）该可编程逻辑控制器带有4路16位的模拟量采集通道以及开关量输出通道。同时，还有2路独立的RS485通讯通道，支持各种不同的地址以及波特率。
        （3）其内置300字节，参数存储空间专用，对各口井的标高以及含水值进行存储，实时的管理各井参数，以实现精细化管理。
        （4）可编程逻辑控制器内置100字节，公用的参数存储空间，对分离器液位计量程以及不同的量油标高系数、高低报警值等进行存储，能够按照不同的容积分离器以及不同产液量的油井实际工作状况对参数进行不同的设置，以此来提高该装置不同工作状况的适应性。
        （5）该逻辑控制器支持开关量的报警输出，支持通讯报警输出。

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        （6）能够进行自动的计算量油时间。
        2.2触摸屏
        该计时装置的触摸屏利用了七寸电阻屏，分辨率为800*480。该触摸屏的特点为：
        （1）该电阻屏画面编辑的简洁以及明朗，操作简单、通俗易懂，适合基层员工操作，对其进行简单培训就能够进行操作。
        （2）傻瓜式操作模式。该电阻屏可以对界面进行无固定的顺序操作，首先需要点击“开始计量”。
        （3）该电阻屏有着量油记录功能，能够存储一个月的量油结果,以利于方便生产操作以及监督管理。
        （4）有着报警提醒功能以及画面亮度的闪烁功能。更方便员工对量油的情况进行了解，精简了过去的量油工作人员。通过中控室对其进行监督和管理，大大节省了人力和物力。
        2.3通信模块
        （1）该控制器有一个RJ45接口、一个RS232接口，支持以太网到串口透明传输；以太网Modbus TCP转Modbus RTU；支持以太网server模式，支持以太网client模式。
        （2）可对接多种组态软件，为将来无纸化办公、合并岗位、减员增效提供了有力的基础。
        3.与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较
        一般来说，分离器外壁上设置有利用四分管和分离器进行连接的液位计。液位计中设置了沿液位计高度方向分布的刻度值。液位计设有浮球以及滚动件。这个分离器在运行当中，单井产液从分离器的进液口进入到了分离器的内腔。在分离器内腔产液的作用之下，液位计浮球漂浮在分离器的液面上。按照液位计上刻度对液位进行显示。其中，工作人员可以通过观察液位计指示的刻度，在液位计指示第一刻度时开始计时，此时的时刻可以为第一时刻，在液位计指示第二刻度时结束计时，此时的时刻可以为第二时刻，然后根据第二刻度和第一刻度确定预设液量，根据第二时刻和第一时刻确定单井产出预设液量耗用的时间，也即是，相关技术中采用人工的方式进行分离器量油计时。
        4 技术经济指标及效益情况
        4.1技术经济指标
        （1）在保证安全生产的基础上精简了一名专门操作分离器量油的员工。
        （2）降低了员工的劳动强度，分离器量油时不再向以前那样员工不停的在计量间与值班室之间穿梭，甚至有可能发生分离器溢流事故。
        （2）提高了劳动效率，不用专门配备单井分离器原油记量人员，可由中控室值班人员监管。
        4.2应用推广及效益情况
        本装置在原有的技术基础上进行了技术升级，在华北油田公司第一采油厂区25计量站、34计量站、32计量站、31计量站、38计量站推广应用了5套，本装置采用了模块化设计，自动化程度高、直观，操作简单安装方便成本底，精简了5名专门操作量油的员工，按照每名员工年收入平均8.5万元计算，年创经济效益42.5万元，达到了减员增效，提高了生产效率，确保安全生产，为同行业的原油计量和管理起到了引领和推动作用。
        参考文献：
        [1] 冯叔初.油气集输与矿场加工[M].中国石油大学出版社,2005.
        [2] 郭红伟，蔚刚，王小华.三相在线自动计量检测技术在油田生产中的应用[J].石油工业技术监督，2004，（4）,31-34.