光纖傳感與控制技術(shù)在油田聯(lián)合站的應(yīng)用

2.4 技術(shù)方案與解決途徑

(1) 將光纖傳感技術(shù)引入聯(lián)合站

將光纖傳感技術(shù)引入聯(lián)合站，就是運(yùn)用光纖傳感技術(shù)具有:實(shí)現(xiàn)非電檢測(cè)，真正本質(zhì)安全、防爆;實(shí)現(xiàn)非接觸式檢測(cè)，無污染、高絕緣性、抗電磁干擾能力強(qiáng)、檢測(cè)精度高等特點(diǎn)，解決原油儲(chǔ)罐液位檢測(cè)和報(bào)警，解決儲(chǔ)罐負(fù)壓檢測(cè)和報(bào)警，解決原油流量檢測(cè)和信號(hào)遠(yuǎn)傳，解決三相分離器油、水液位檢測(cè)與信號(hào)遠(yuǎn)傳。

(2) 研制和開發(fā)相應(yīng)的光纖傳感器

由于光纖傳感產(chǎn)品進(jìn)入油田聯(lián)合站很晚，目前還談不上規(guī)?；?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/應(yīng)用">應(yīng)用，因此現(xiàn)在成熟光纖傳感器無法全面滿足聯(lián)合站檢測(cè)的需要。要完成項(xiàng)目研究的技術(shù)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的總目標(biāo)，就必須結(jié)合聯(lián)合站工藝過程檢測(cè)具體工況，研制和開發(fā)相應(yīng)的光纖傳感器。

(3) 開發(fā)光纖浮球液位變送器

開發(fā)用于油、氣、水三相分離器油、水液位檢測(cè)的光纖浮球液位變送器，用以替代現(xiàn)在用的氣動(dòng)儀表，解決傳統(tǒng)氣動(dòng)信號(hào)在傳輸過程中堵、漏、凍現(xiàn)象，提高控制的快速性、檢測(cè)和控制的可靠性。

(4) 開發(fā)光纖流量計(jì)量儀

應(yīng)用容積式流量檢測(cè)原理采用光纖轉(zhuǎn)換和傳送方式實(shí)現(xiàn)原油流量檢測(cè)與遠(yuǎn)傳，解決傳統(tǒng)電動(dòng)儀表因傳送距離長抗干擾能力低的問題，避免強(qiáng)干擾下，檢測(cè)系統(tǒng)的誤操作。

(5) 開發(fā)儲(chǔ)罐光纖負(fù)壓報(bào)警器

解決原油儲(chǔ)罐負(fù)壓檢測(cè)與報(bào)警問題，可有效預(yù)防因呼吸閥堵塞，造成負(fù)壓癟罐事故的發(fā)生。

(6) 油井摻水系統(tǒng)自動(dòng)控制和原油外輸平穩(wěn)輸油自動(dòng)控制

運(yùn)用變頻器與壓力檢測(cè)構(gòu)成閉環(huán)回路，確保機(jī)泵在高效經(jīng)濟(jì)區(qū)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，降低設(shè)備維護(hù)率，提高設(shè)備使用壽命。

(7) 生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合站生產(chǎn)

采用目前國際上非常流行的分布式控制技術(shù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成先進(jìn)的生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合站生產(chǎn)、安全實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理，并將聯(lián)合站實(shí)時(shí)的生產(chǎn)和安全信息聯(lián)入油田開發(fā)網(wǎng)和安全信息網(wǎng)，為油田經(jīng)營管理層的決策工作提供及時(shí)、全面、準(zhǔn)確的信息資源。

3 光纖傳感與控制技術(shù)在聯(lián)合站的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)組成及特點(diǎn)

在系統(tǒng)組成上，現(xiàn)場一次儀表采用光纖傳感器、本安型壓力變送器和溫度傳感器，控制系統(tǒng)運(yùn)用當(dāng)今較為先進(jìn)的“整體解決方案”技術(shù)，為了進(jìn)一步提高增加系統(tǒng)全面性、可靠性、穩(wěn)定性和安全性，在軟件設(shè)計(jì)上運(yùn)用國際上流行的MVC技術(shù)，即將表示層、控制層、及數(shù)據(jù)層相分離，三層相輔相成，在使用上很直觀地體現(xiàn)出了現(xiàn)場級(jí)、監(jiān)控級(jí)、工程師及操作員級(jí)、企業(yè)管理級(jí)多級(jí)工作方式，實(shí)現(xiàn)真正的工廠綜合自動(dòng)化理想平臺(tái)、真正的流程工業(yè)生產(chǎn)過程的先進(jìn)控制，優(yōu)化調(diào)度和管理模式。

(1) 系統(tǒng)的組成

系統(tǒng)由外輸控制站、內(nèi)輸控制站(三相分離和穩(wěn)定控制站)、總控站、原油罐區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)、事故預(yù)案管理等幾部分組成，其中外輸控制系統(tǒng)、內(nèi)輸控制系統(tǒng)與總控部分以及原油罐區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)具有相對(duì)的獨(dú)立性，又有著密切的聯(lián)系構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體。

事故預(yù)案管理在結(jié)合全站安全管理規(guī)定和以往處理事故的一些經(jīng)驗(yàn)做法的基礎(chǔ)上，以文本文件形式將其安裝在系統(tǒng)畫面中，用來指導(dǎo)和幫助操作工人在緊急狀態(tài)下快速準(zhǔn)確操作處理。

(2) 系統(tǒng)特點(diǎn)

a) 高精度測(cè)量，本安防爆;

b) 開放的體系結(jié)構(gòu)，可以提供多層的開放數(shù)據(jù)接口;

c) 有較高的可靠性、穩(wěn)定性、安全性，維修方便、工藝先進(jìn);

d) 豐富的全漢字圖形

豐富的全漢字圖形,復(fù)雜漂亮的界面，運(yùn)用了動(dòng)畫技術(shù)、圖形縮放技術(shù)、多級(jí)窗口技術(shù)、各種數(shù)據(jù)、曲線、棒圖等的實(shí)時(shí)顯示;

e) 支持各種生產(chǎn)報(bào)表和圖形打印功能;

f) 豐富的歷史記錄、報(bào)警記錄和事故追憶分析功能;

g) 強(qiáng)大的系統(tǒng)逐級(jí)自診斷功能與故障報(bào)警功能;

h) 在管理層采用標(biāo)準(zhǔn)的100Mbps以太網(wǎng)(TCP/IP協(xié)議)，應(yīng)用局域網(wǎng)將聯(lián)合站與油田的開發(fā)網(wǎng)、安全信息網(wǎng)直接相連。

3.2 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

(1) 液位控制精度 ±5 cm;

(2) 壓力控制精度 ±2kPa;

(3) 大罐液位檢測(cè) ±2mm;

(4) 溫度檢測(cè) ±2℃;

(5) 歷史數(shù)據(jù)保留 7天;

(6) 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸差錯(cuò) ∠0.5‰。