原油計量站作為油井原油計量和匯集的樞紐，在油田的生產(chǎn)中扮演十分重要的角色。實現(xiàn)原油計量站的自動化計量與監(jiān)控，對于實現(xiàn)整個油田系統(tǒng)的自動監(jiān)控，提高原油計量的準(zhǔn)確性和生產(chǎn)效率等都具有十分重要的意義。

    基于和利時公司HOLLiAS LK系列PLC的油田自動化計量系統(tǒng)是集組態(tài)數(shù)據(jù)軟件、數(shù)據(jù)庫管理、計算機網(wǎng)絡(luò)、信息通訊技術(shù)、現(xiàn)場采集、控制技術(shù)等多項先進技術(shù)于一體的綜合控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了油田實時過程數(shù)據(jù)的采集，使操作人員在控制室內(nèi)就可以了解全部計量間區(qū)域的生產(chǎn)情況，進行調(diào)度管理。該系統(tǒng)具有良好的開放性，規(guī)模可以自由伸縮，系統(tǒng)可以隨時擴容。

    工藝流程概述

    簡要工藝流程如圖1所示。系統(tǒng)主要由計量用三通閥、分離器、平衡罐和原油伴熱等部分組成。

                        

    工作流程描述

    油井原油通過輸油管道被輸送到計量站。在非計量狀態(tài)下，對應(yīng)每口油井的三通閥都指向工作匯管方向，原油直接通過工作匯管被輸送出去。當(dāng)需要對某一口油井原油進行計量時，則將此口油井對應(yīng)的三通閥指向計量匯管方向。原油由計量匯管進入分離器，在分離器中開始對原油進行計量。計量后的原油經(jīng)平衡罐流入輸出匯管被輸送出去。

    計量原理

    對油井原油的計量包括混合液的產(chǎn)量（M³）和體積含水率（%）計量兩部分。混合液產(chǎn)量V是通過計量油井完成設(shè)定的分離器高度（50cm）所需要的時間T，并由公式：V = δ / T得到。其中，δ=15564，計量系數(shù)（可修改）。

    由上面計量得到的產(chǎn)量并不能直接得出油井的原油產(chǎn)量τ（噸），因為其中還有相當(dāng)一部分是水。所以要計量原油產(chǎn)量，還需要得到對應(yīng)于每口油井的原油體積含水率（%）。原油體積含水率ξ（%）是由安裝在分離器油出口管道上的含水分析儀測量含水率的瞬時值，并通過PLC對得到的含水率瞬時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計加權(quán)平均而得到。即ξ=（V-τ/ρ）/ V。

    最后由公式：τ =（1-ξ）Vρ，得到油井的原油產(chǎn)量τ（噸）。其中，ρ為原油密度。

    系統(tǒng)方案設(shè)計

    根據(jù)系統(tǒng)的控制要求和現(xiàn)場的實際情況，對系統(tǒng)做如下設(shè)計：

    系統(tǒng)設(shè)中央控制室和現(xiàn)場計量站，以分別實現(xiàn)系統(tǒng)的集中控制管理和現(xiàn)場就地操作。

    中央控制室主要設(shè)監(jiān)控計算機，監(jiān)控計算機上運行和利時公司的FacView監(jiān)控軟件，完成對整個系統(tǒng)的監(jiān)控管理。

    在現(xiàn)場計量站設(shè)PLC系統(tǒng)，以完成對整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和程序控制。PLC系統(tǒng)選擇和利時公司的HOLLiAS LK系列PLC，LK具有完善的模塊種類和靈活、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)通訊功能。另外，為了實現(xiàn)對系統(tǒng)的就地操作，在現(xiàn)場計量站還設(shè)有觸摸屏。通過觸摸屏，用戶可以在計量站內(nèi)完成對系統(tǒng)的監(jiān)控。

                   

    由于現(xiàn)場站和中央控制室之間的距離較遠(yuǎn)，考慮到搭建無線通訊網(wǎng)絡(luò)的可行性，在各現(xiàn)場計量站和中央控制室之間搭建了GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)，通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)現(xiàn)場站與中央控制室之間的通訊。

    系統(tǒng)功能

    生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時顯示功能

    根據(jù)用戶的需要創(chuàng)建總貌圖、流程圖、工況圖、趨勢曲線圖、儀表棒圖、報警畫面，實時顯示現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)，且各畫面之間可方便的進行切換。另外，可以對現(xiàn)場原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計計算，并實時顯示。

    報警功能

    輸油過程中出現(xiàn)意外情況，或有人非正常進入計量間時，系統(tǒng)自動向控制室發(fā)出聲音、圖像等報警信號，通知控制室內(nèi)人員，起到安全保護的作用。

    通訊狀態(tài)檢測與監(jiān)視功能

    系統(tǒng)實時診斷通訊狀態(tài)和線路連接情況，以提高通訊可靠性。

    線路自動恢復(fù)處理

    通訊線路出現(xiàn)中斷現(xiàn)象時，系統(tǒng)的自動恢復(fù)功能會保證線路中斷時發(fā)送的報文不被丟失。

    查詢、打印功能

    根據(jù)用戶需要對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時數(shù)據(jù)庫進行分類查詢，如單元數(shù)據(jù)查詢、歷史報警查詢等；還可以自動生成和打印各種報表。

    系統(tǒng)特點

    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定可靠；

    采用GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)，通訊距離遠(yuǎn)，且不受建筑物的阻擋；

    實現(xiàn)了無人化自動計量，計量精度高；

    遠(yuǎn)程、現(xiàn)場可控的兩級控制方案，可以靈活地滿足用戶的實際需求；

    簡潔、生動的監(jiān)控畫面顯示，可以方便用戶隨時掌握系統(tǒng)的運行狀況；

    系統(tǒng)維護簡單、具有良好的可擴充性。