第一篇：油田聯(lián)合站注水系統(tǒng)實時監(jiān)測與控制

油田聯(lián)合站注水系統(tǒng)實時監(jiān)測與控制

作者：北京理工大學化工與材料學院（１０００８１）陳祥光 來源：《電子技術應用》

摘要：為了提高油田聯(lián)合站的自動化管理水平，確保注水系統(tǒng)的安全性和可靠性 采用ＰＣ－工業(yè)控制計算機和ＡＤＡＭ ４０００系列及ＡＤＡＭ ５０００系列智能模塊，對油田聯(lián)合站注水系統(tǒng)進行自動化控制，對污水罐液位、注水泵和電機的溫度、輸出水壓力和流量以及潤滑油壓力和流量進行實時檢測與控制。檢測與控制信號通過ＲＳ４８５總線與工控主機連接，研制完成的多功能管理軟件已成功地應用在注水過程的自動控制系統(tǒng)中。關鍵詞：注水系統(tǒng) 過程控制 智能模塊 ＡＤＡＭ系列 ＰＣ－工控機 油田注水是采油生產(chǎn)中最重要的工作之一，但它是油田耗電大戶，一般占油田生產(chǎn)耗電的３０～４０％。在油田聯(lián)合站的注水系統(tǒng)中，注水泵機組是采油生產(chǎn)過程中的主要設備，是保證原油高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的關鍵設備。目前的一些聯(lián)合站注水泵機組均無監(jiān)控系統(tǒng)，致使水泵抽空、電機和泵軸承以及軸瓦過熱燒損、泵體振動過大等事故時有發(fā)生，影響了正常生產(chǎn)。因此研制注水過程自動控制系統(tǒng)、推廣應用注水系統(tǒng)的自動監(jiān)控技術對于提高注水效率、保證安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。

１ 注水系統(tǒng)工藝流程及監(jiān)測點的確定

某油田聯(lián)合站注水系統(tǒng)工藝流程圖（總控圖）如圖１所示。

其工藝流程為：來自新、老聯(lián)合站的污水，經(jīng)過沉降過濾處理后，用泵打入污水儲罐，依據(jù)生產(chǎn)指標要求，來水經(jīng)高壓注水泵增壓后，通過干線輸至配水間，再經(jīng)控制、計量后分配至各注水井。系統(tǒng)主菜單如下所示： 系統(tǒng)設置 儲水罐監(jiān)測 注水泵電機控制 報表輸出 數(shù)據(jù)管理 數(shù)據(jù)通訊 系統(tǒng)幫助 退出系統(tǒng) 根據(jù)現(xiàn)場運行的實際情況，以及生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的問題，選取以下各參數(shù)進行實時監(jiān)測與控制：

（１）污水儲罐

①１號儲罐液位實時監(jiān)測及上、下限報警； ②２號儲罐液位實時監(jiān)測及上、下限報警； ③３號儲罐液位實時監(jiān)測及上、下限報警。（２）注水電機

①電機前后軸承溫度； ②電機定子（機身）溫度。（３）注水泵

①注水泵前后軸承溫度； ②注水泵進出口壓力。（４）公共參數(shù) ①匯管壓力、流量； ②潤滑油壓力、流量。

２ 儲水罐液位自動監(jiān)測系統(tǒng)

儲水罐的工藝指標是水位高度保持在５～８米之間，當液位高于８．５米時，發(fā)出上限報警信號；當液位低于４．５米時，發(fā)出下限報警信號。儲水罐液位自動監(jiān)測系統(tǒng)如圖２所示。

３ 注水泵、電機自動監(jiān)控系統(tǒng)

注水泵、電機自動監(jiān)控系統(tǒng)是通過實時檢測泵進出口壓力，泵和電機的軸承、軸瓦溫度，以及潤滑油的壓力、流量來控制電機的正常運行，對溫度、壓力及流量均設有報警信號。注水泵、電機自動監(jiān)控系統(tǒng)如圖３所示。

４ 自動控制系統(tǒng)硬件設計 本自動控制系統(tǒng)硬件采用ＡＤＡＭ ４０００ 系列和ＡＤＡＭ ５０００系列智能模塊，主機選用研華ＰＣ－工業(yè)控制機。該系統(tǒng)連接框圖如圖４所示。

模塊定義如下：（１）“４０８０”計數(shù)器輸入模塊共３塊，每塊具有兩個獨立的３２位計數(shù)器，分別檢測１～５臺污水進口流量計脈沖信號和１臺潤滑流量計脈沖信號。

（２）“５０１７”８通道Ａ／Ｄ轉換模塊共６塊，分別檢測３個儲水罐的上下限檢測信號、每臺注水泵的輸入／輸出壓力信號、注水泵和電機的溫度檢測信號以及潤滑油的壓力信號等。

（３）“５０６８”８通道繼電器輸出模塊共１塊，分別控制５個注水電機的啟停。（４）“５０５１”１６通道數(shù)字量輸出模塊共１塊，１～８通道輸入“４０４８”模塊的報警輸出信號，９～１６通道分別輸入注水泵、電機等的開啟狀態(tài)。

（５）“５０００”可編程控制器共２塊，第１塊包含３塊“５０１７”、１塊“５０６８”；第２塊包含３塊“５０１７”、１塊“５０５１”。其主要功能是將“５０１７”、“５０５１”、“５０６８”的檢測信號通過ＲＳ４８５總線傳送至工控主機。

５ 自動控制系統(tǒng)軟件設計

注水過程自動監(jiān)控系統(tǒng)軟件由主控圖、儲水罐控制圖、注水泵和電機控制圖、系統(tǒng)設置、報表輸出、數(shù)據(jù)通訊、系統(tǒng)幫助、退出系統(tǒng)等８大部分組成，大小畫面共幾十幅，系統(tǒng)軟件結構圖如圖５所示。系統(tǒng)畫面功能大致可歸納為以下幾點：

（１）主控圖

主控圖畫面包括３個儲水罐、５套注水泵和電機以及相應管網(wǎng)、閥門等，實時計量各儲罐進水流量數(shù)值；實時檢測各注水泵進出口壓力、泵和電機各點溫度、以及潤滑油的壓力和流量等；實時顯示各注水泵、電機的的啟停狀態(tài)。在畫面上通過鼠標單擊有關按鈕可對各注水泵、電機進行開關控制。

（２）系統(tǒng)設置

系統(tǒng)設置畫面的主要功能是：操作員登錄、配置用戶及密碼修改，并可對各注水泵、電機的優(yōu)先啟停進行設置，同時還可以設置工藝過程的有關參數(shù)。

（３）儲水罐監(jiān)測

在儲水罐控制畫面上可實時顯示儲水罐的液位狀態(tài)，對１、２、３號儲水罐的液位上、下限設有報警功能。當某儲水罐液位越限時，工控主機將發(fā)出報警信號，畫面上相應位置有報警燈閃爍，以及時提示操作人員采取相應措施。

（４）注水泵、電機控制

注水泵、電機控制畫面顯示５個編號按鈕，單擊其中某一按鈕，即進入到相應的注水泵、電機畫面三級畫面，該畫面顯示注水泵、電機的運行狀態(tài)。正常工況下，注水泵、電機日夜不停地運轉。當溫度信號越限時，工控主機發(fā)出報警信號，如果溫度繼續(xù)上升，直至超過上上限時，主機將輸出信號切斷電機電源。當測到潤滑油流量不足或無流量信號時，主機也發(fā)出相應報警信號，以提示操作人員及時處理。

（５）報表輸出

報表輸出畫面可供選擇的報表打印按鈕有：打印即時數(shù)據(jù)報表、打印歷史數(shù)據(jù)報表、打印單日注水量清單、打印單月注水量清單等。用戶可根據(jù)需要單擊相應的按鈕。

（６）數(shù)據(jù)通訊

用戶通過選擇數(shù)據(jù)通訊畫面上的相應按鈕，可將實時數(shù)據(jù)文件或歷史數(shù)據(jù)文件傳至信息中心或上層計算機管理系統(tǒng)。

（７）系統(tǒng)幫助 系統(tǒng)幫助包括一級畫面、二級畫面及三級畫面的操作說明，以及緊急停機和事故處理操作說明，其目的是幫助用戶盡快掌握和應用該系統(tǒng)軟件的全部操作功能。

（８）退出系統(tǒng)

若用戶要求退出監(jiān)控系統(tǒng)，可進入到退出系統(tǒng)畫面，在單擊退出系統(tǒng)按鈕時，系統(tǒng)將檢查操作員的權限，只有達到退出系統(tǒng)的權限時，才能正確退出系統(tǒng)。

本文在分析研究油田聯(lián)合站注水系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的基礎上，采用ＡＤＡＭ系列智能模塊、ＰＣ－工控機以及美國ＤＥ公司生產(chǎn)的射頻導納物位計等儀表，設計完成了注水過程自動控制系統(tǒng)，并將其應用于油田聯(lián)合站。該系統(tǒng)的主要特點是：操作畫面友好、系統(tǒng)功能強、運行穩(wěn)定可靠，實時監(jiān)控軟件包括有多級操作畫面，可實時動態(tài)地顯示各工藝參數(shù)和綜合信息，并采用ＶＢ５．０編制打印報表軟件，克服了當前工控系統(tǒng)打印輸出報表功能單調、不能滿足用戶要求的缺點。該系統(tǒng)具有實際推廣

第二篇：基于網(wǎng)絡化油田聯(lián)合站安全監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)

基于網(wǎng)絡化油田聯(lián)合站安全監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)

孫天祥1 杜曉毅2 張乃祿3 魏磊3 l延長油田定邊采油廠2大慶油田采油六廠3西安石油大學電子工程學院

摘要：針對延長油田定邊采油廠集輸聯(lián)合站工藝流程和安全生產(chǎn)要求，開發(fā)基于智能網(wǎng)絡化的聯(lián)合站安全生產(chǎn)監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線技術，構成聯(lián)合站生產(chǎn)工藝參數(shù)與設備狀態(tài)監(jiān)控和生產(chǎn)過程實時視頻監(jiān)視系統(tǒng)，實現(xiàn)聯(lián)合站生產(chǎn)過程安全監(jiān)視監(jiān)控和生產(chǎn)事故預警預報。運行表明，系統(tǒng)大大提高了聯(lián)合站生產(chǎn)過程自動化、安全生產(chǎn)保障能力與安全管理水平，具有典型的應用示范作用。

關鍵詞: 聯(lián)合站；安全監(jiān)控；系統(tǒng)開發(fā) 前言

采油廠集輸聯(lián)合站是進行油氣水分離外輸、污水處理、原油含水分析、油田氣處理等的綜合性生產(chǎn)工藝流程樞紐。站區(qū)內壓力容器密布，油氣管道縱橫，生產(chǎn)過程相對復雜，生產(chǎn)和儲運的易燃、易爆物質，及有毒、有害、有腐蝕物質都具有潛在危險，事故風險高，安全生產(chǎn)難度大，一旦發(fā)生事故就會造成巨大的災難和經(jīng)濟損失。隨著“3C”技術的發(fā)展，油田集輸聯(lián)合站生產(chǎn)過程的監(jiān)視監(jiān)控和管理一體化成為油田自動化的發(fā)展方向[1-z]。結合延長油田定邊采油廠集輸聯(lián)合站工藝流程和安全生產(chǎn)要求，采用工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線技術，開發(fā)基于智能網(wǎng)絡化的聯(lián)合站安全監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)，以實現(xiàn)聯(lián)合站生產(chǎn)過程安全監(jiān)視監(jiān)控和生產(chǎn)事故預警預報。聯(lián)合站工藝流程和系統(tǒng)需求分析 2．1工藝流程

聯(lián)合站工藝流程為：單井來油進入翻斗計量分離器一翻斗計量分離器出油進入三相分離器一三相分離器出油進入換熱器一換熱器出油進入沉降罐一沉降罐出油進入儲油罐。

2．2 系統(tǒng)需求

聯(lián)合站站內監(jiān)控的流程主要以原油的輸送、加熱、分離、儲存以及污水處理為主。監(jiān)控的設備主要包括原油儲罐、三相分離器、鍋爐、各類動力泵和管道系統(tǒng)等，各流程監(jiān)控點監(jiān)控溫度、液位、壓力、流量和可燃氣體濃度等參數(shù)，各設備監(jiān)控點主要監(jiān)控電機的啟停及狀態(tài)等。視頻監(jiān)控主要包括整個站區(qū)室內的分離器區(qū)、注水區(qū)、油罐區(qū)、卸油區(qū)、汽車衡區(qū)和辦公區(qū)，人員以及車輛出入等狀況的視頻監(jiān)視。安全監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)組成與實現(xiàn) 3．1系統(tǒng)組成

安全監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)包括生產(chǎn)工藝參數(shù)與設備狀態(tài)監(jiān)控和生產(chǎn)過程實時視頻監(jiān)視，重點監(jiān)控生產(chǎn)工藝流程、裝備和現(xiàn)場環(huán)境。系統(tǒng)整體設計分為監(jiān)控層、控制層和設備層三部分。系統(tǒng)整體組成如圖1

3．2系統(tǒng)實現(xiàn)

(1)監(jiān)控層。監(jiān)控主機選擇2臺研華公司工業(yè)控制計算機IPC一610H，帶有RS一232C標準通訊接口、以太網(wǎng)卡及打印機并行口。利用CP561l網(wǎng)卡提供的Profibus—DP通訊接口，將2臺IPC通過Profibus電纜連接起來。監(jiān)視系統(tǒng)選擇16路數(shù)字硬盤錄像機，6臺帶云臺的El夜型攝像機及控制鍵盤。將2臺監(jiān)控主機與數(shù)字硬盤錄像機用工業(yè)以太網(wǎng)連接，構成基于雙機冗余的監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)。

(2)控制層。選用西門子S7—300系列PLC(CPU314C--2DP)。CPU模塊帶有模擬量和數(shù)字量控制，可以完成儲油罐液位檢測控制，電機、系統(tǒng)啟停操作和狀態(tài)顯示等功能。附加的4個SM331模塊完成了現(xiàn)場各種模擬量信號檢測的功

能，數(shù)據(jù)傳輸信號為4一-．20 mA模擬電流信號。每臺攝像機配備解碼器，完成視頻信號的數(shù)字化轉換及數(shù)據(jù)壓縮。

(3)設備層。選擇智能型傳感器及儀表，完成工藝過程溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)和安全狀態(tài)的檢測與遠傳，是監(jiān)控系統(tǒng)與生產(chǎn)過程的接口。安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計

(1)上位監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用雙機冗余系統(tǒng)，具有工程師站和操作員站。工程師站完成系統(tǒng)組態(tài)、開發(fā)和監(jiān)視功能，操作員站完成系統(tǒng)運行監(jiān)視功能。根據(jù)工藝流程的需要，開發(fā)系統(tǒng)主流程畫面、卸油罐畫面、儲油罐畫面、三相分離器畫面、污水處理和注水畫面、事故預警報警畫面，以及聯(lián)合站的各種生產(chǎn)報表。通過菜單操作，可以任意切換畫面，獲得各個流程更詳細、具體、全面的數(shù)據(jù)和信息。

(2)下位機軟件使用SlEMENS公司S7—300PLC組態(tài)軟件STEP7設計。程序主要由組織塊OB、功能塊FB、功能函數(shù)FC和數(shù)據(jù)塊DB等構成。在程序設計上采用查詢與中斷相結合的方式。模擬量信號采集子程序、控制調節(jié)子程序、預報警子程序都放在主程序模塊OBl中。儲油罐的液位控制由STEP7的一個內部PID功能模塊(FB41CONT—C)分別完成。

(3)數(shù)字硬盤錄像機使用自帶軟件。包括視頻數(shù)據(jù)采集與壓縮錄像、云臺控制、接入報警，同時在原有軟件基礎上作出調整：

①將播放器的快播5倍改為10倍(要求連續(xù)快播。不斷幀)； ②做格式轉換器，將該格式轉換為MPEGl或MPEG2； ③播放器可分三級放大(3個不同大小的圖面)以供選用； ④在播放器中有文件編輯功能，文件名可以自我設定。系統(tǒng)功能與特點 5．1系統(tǒng)功能 該系統(tǒng)功能包括：

①實時動態(tài)地顯示分離器油水界面，以及油罐液位等設備的測量數(shù)據(jù)； ②通過工程瀏覽器可實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳及修改設置參數(shù)等功能； ③檢測參數(shù)實時數(shù)據(jù)趨勢和歷史數(shù)據(jù)趨勢顯示功能； ④生產(chǎn)事故預警和狀態(tài)報警功能；

⑤PID控制器實現(xiàn)緩沖罐液位的自動控制；

⑥手動自動錄像、異動偵測錄像及探頭報警錄像； ⑦視頻監(jiān)視和檢索

同步，以多種方式對錄像文件和圖片進行檢索。5．2 系統(tǒng)特點

該系統(tǒng)特點有：①系統(tǒng)運行安全可靠。雙機冗余、熱機備份，具有工程師站和操作員站功能。故障突發(fā)時，系統(tǒng)會提示操作員并自動切換，提高了系統(tǒng)可靠性。②系統(tǒng)網(wǎng)絡化。監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)視系統(tǒng)網(wǎng)絡互聯(lián)，提供數(shù)據(jù)查詢與信息分析的平臺，及時了解監(jiān)測現(xiàn)場情況。③可維護性強。采用模塊化結構設計，維護時只對相應的模塊進行調整即可，不必改變軟件結構。結語

延長油田定邊采油廠聯(lián)合站安全監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)于2009年10月投入運行。實際生產(chǎn)運行表明，該系統(tǒng)實現(xiàn)了聯(lián)合站生產(chǎn)過程安全監(jiān)視監(jiān)控和生產(chǎn)事故預警預報，大大提高了聯(lián)合站生產(chǎn)過程自動化、安全生產(chǎn)保障能力與安全管理水平，降低了采油廠生產(chǎn)管理成本，具有典型的示范效應和推廣價值。

第三篇：油田聯(lián)合站故障樹評價研究

油田聯(lián)合站故障樹評價研究

張乃祿 趙曉姣 胡長嶺(西安石油大學電子工程學院)

摘要：故障樹分析是在油田桑輸聯(lián)合站安全評價中被廣泛應用的一項重要技術。通過對采油廠集輸聯(lián)合站工藝流程和危險因素的分析，建立采油廠集輸聯(lián)合站的故障樹。采用布爾代數(shù)。求得故障樹的最小割集，給出故障樹頂事件失效概率和底事件結構重要度，進而確定該采油廠集輸聯(lián)合站頂事件的事故概率．得出影響該采油廠集輸聯(lián)合站安全性的重要因素。

關鍵詞：聯(lián)合站；安全評價；事故樹

本文以延長油田股份有限公司某采油廠聯(lián)臺站為背景，對采油廠集輸聯(lián)合站工藝流程和危險危害因素進行分析，并進行故障樹定性定量分析和評價，確定該采油廠集輸聯(lián)合站頂事件的事故概率。

l 工藝流程與危險因素分析

1．1工藝過程危險性特點分析

(1)油氣分離。一般采用多級分離，運行的關鍵是控制分離器的壓力和液面?？刂埔好嬷饕菫榱朔乐乖瓦M入天然氣管道或氣進入油管道。在油氣分離中最易發(fā)生的事故就是分離器跑油u·。

(2)原油加熱。為了提高油溫，降低粘度，需要將原油加熱。完成對原油加熱任務的加熱爐是承受高溫的密閉設備，由于長期在不同的壓力和溫度下工作，具有發(fā)生火災和爆炸的危險性。

(3)原油儲存。原油一般由大罐儲存，由此產(chǎn)生的蒸發(fā)損耗，既增加了環(huán)境污染，又加大了原油的揮發(fā)，而且由于操作不當易引起冒頂和憋壓。

(4)原油外輸。原油外輸主要設施是輸油泵、容器、加熱爐和工藝管線等。泵房內有一定濃度的可燃氣，有可能形成爆炸和火災事故的隱患。輸油系統(tǒng)操作不當易引起憋壓、跑油、抽空等安全事故。

1．2介質危險性分析

集輸聯(lián)合站的工作介質為原油和天然氣。

(1)原油的危險性。易燃性液體，易蒸發(fā)，易產(chǎn)生靜電，易受熱膨脹、沸溢。(2)天然氣的危險性。易燃性，易爆性，毒性。事故樹的建立

根據(jù)對延長油田股份有限公司某采油廠聯(lián)臺站的資料分析和現(xiàn)場調研，建立起聯(lián)合站事故樹因素表和聯(lián)合站故障樹，如表

1、圖1所示。該故障樹共包含了59個基本事件，其中x。，x。，……x。為基本事件代號。事故樹的定性分析

故障樹定性分析的任務就是求出故障樹的全部最小割集。通過對最小割集的分析，可以找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)的可靠性與安全性”。按由上面結果，進行如下分析：

(1)由事故樹可見，或門的個數(shù)很多，而與門個數(shù)較少，根據(jù)或H定義，只要有任意一個基本事件發(fā)生就有輸出，而與門表示只有全部基本事件同時發(fā)生時才有輸出，所以，從與門和或門的數(shù)量比例看，可知該系統(tǒng)的危險較大。

(2)從最小剖集看，由于最小割集共有77組，表明導致該事故發(fā)生共有77種可能途徑。而且基本上每組最小割集都包古X。這個事件，所以這個事件最為關鍵，只要使得這個事件不發(fā)生，聯(lián)合站發(fā)生故障的可能性就會大大減小。另外，可以看到大多數(shù)基本事件只是省略事件，如泄壓裝置失效這一事件叉可包括許多基本事件，所以，實際上造成該事故發(fā)生的可能性很大。事故樹的定量分析

4．1故障樹頂事件發(fā)生概率

由于一般基本事件的發(fā)生概率很小，因此上式取第一項近似計算即可。

4．2基本事件概率重要度的計算

關于基本事件的發(fā)生概率，可采用統(tǒng)計法或者專家主觀判斷法來估算。

4．3教障村基本事件結構重要度分析

如果不考慮基本事件發(fā)生的難易程度，或假設各個基本事件發(fā)生概率相等，僅從故障樹的結構上研究各個基本事件對頂事件的影響程度。稱為結構重要度。

根據(jù)上式定義，進行計算得出各個基本事件的結構重要度順序為：

結構重要度的大小，說明了各基本事件在系統(tǒng)中所占的地位和重要程度，結合客觀實際，抓住主要矛盾，即可制定出相應的預防措施來。事件48的結構重要度最大，那么它對頂事件的發(fā)生影響最大，其他事件的結構重要度低，它們對頂事件的影響相對較小。結論(1)基于資料分析和現(xiàn)場調研結果，建立了集輸聯(lián)合站的故障樹，表明在故障樹的77個基本事件中，造成聯(lián)合站事故的主要原因為通風不良、儲罐密封不良、液體腐蝕、盤管穿孔和人員誤操作等。如果加強這方面的監(jiān)察．提高這些方面的可靠性，及時地處理故障，將可大大提高聯(lián)臺站運行的安全可靠性和生產(chǎn)效率。

(2)運用事故樹評價的定性和定量分析，為事故調查、事故預防和采取措施提供了有效的依據(jù)，要提高集輸聯(lián)合站的安全性，應首先考慮發(fā)生概率較大或危險性較大的一階最小割集，如26個一階最小割集等。

(3)對油田集輸聯(lián)合站安全性進行事故樹評價，可以抓住解決問題的主要矛盾，編制預防事故的安全檢查表，能為系統(tǒng)安全分析創(chuàng)造良好的條件．使人們能全面了解防止事故的要點，促進油氣田安全生產(chǎn)具有重要意義。

第四篇：淺析油田聯(lián)合站設計的分析與研究doc

淺析油田聯(lián)合站設計的分析與研究

【摘要】隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展，科技不管是在開采開發(fā)技術方面還是在油氣集輸方面都有著廣泛的影響。油田聯(lián)合站就是新科技成果之一，它在油田的油氣集輸系統(tǒng)占據(jù)著重要位置,隨著對油田聯(lián)合站的優(yōu)化升級，油田聯(lián)合站在安全控制系統(tǒng)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)的管理上日趨合理，油田聯(lián)合站將消防安全作為其整個安全控制系統(tǒng)的重中之重。本文將從簡析油田聯(lián)合站、簡述油田聯(lián)合站設計的原理、油田聯(lián)合站在遼河油田中的應用、油田聯(lián)合站設計的意義等幾方面入手，旨在了解油氣聯(lián)合站在油氣集輸方面的作用和功效，更好的將其應用于實踐，為生產(chǎn)和生活服務，促進油田油氣集輸系統(tǒng)技術的不斷完善，促進經(jīng)濟的發(fā)展。

【關鍵詞】

油田聯(lián)合站

油氣集輸

計算機監(jiān)控系統(tǒng)一、簡析油田聯(lián)合站

1.簡析油田聯(lián)合站

油田聯(lián)合站作為轉油站的一種，在油田中普遍存在。其原稱為油氣集中處理聯(lián)合作業(yè)站。主要包括油氣集中處理(原油脫水、天然氣凈化、原油穩(wěn)定、輕烴回收等)、油田注水、污水處理、供變電和輔助生產(chǎn)設施等部分。

聯(lián)合站（庫）是油田原油集輸和處理的中樞。在聯(lián)合站（庫）包括：輸油，脫水，污水處理，注水，化驗，變電，鍋爐等生產(chǎn)裝置。其主要作用是通過對原油的處理，達到三脫、三回收、出四種合格產(chǎn)品（天然氣，凈化油，凈化污水，輕烴）以及進行商品原油的外輸。所謂的“三脫”即原油脫水，脫鹽，脫硫；天然氣脫水，脫油；污水脫油。而“三回收”則指回收污油，污水，輕烴。因而站內必須具有相應的處理設備，包括原油處理系統(tǒng)，轉油系統(tǒng)，原油穩(wěn)定系統(tǒng)，污水處理系統(tǒng)，注水系統(tǒng)，天然氣處理系統(tǒng)等。

2.簡述油田聯(lián)合站設計的目的聯(lián)合站是高溫，高壓，易燃，易爆的一級要害場所。又因為其是轉油站的一種，在油氣田集輸過程中擔負著重要作用，直接關系到外輸原油的質量，并且其系統(tǒng)之間關聯(lián)緊密、操作規(guī)程嚴格、系統(tǒng)在運行過程中狀況復雜多變且流程多變。通過對油田聯(lián)合站的設計有助于避免和減少安全事故的發(fā)生、為油田原油集輸處理做好充足的橋梁紐帶作用，更好的為工業(yè)油氣集輸服務、為有效地提高油田的生產(chǎn)率和產(chǎn)量，提高經(jīng)濟效益、促進工業(yè)化和現(xiàn)代化建設服務。

二、油田聯(lián)合站設計的原理及主要崗位

油田原油集輸生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)工藝過程就是集油水分離、污水處理、原油及天然氣集輸?shù)榷鄠€工藝系統(tǒng)為一體的綜合性生產(chǎn)過程，主要包括輸油脫水、污水淺處理、注水、鍋爐和配電等生產(chǎn)崗位或工藝環(huán)節(jié)的油田聯(lián)合站。

1.簡析油田聯(lián)合站設計原理

作為油田原油處理系統(tǒng)中的重要組成部分的油田聯(lián)合站，其過程是原油通過聯(lián)合站使用的脫水、脫氣等處理技術，使原油成為合格的商品原油。原油脫水轉油系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、卸油系統(tǒng)、天然氣凈化系統(tǒng)及其它配套設施成為了油田聯(lián)合站不可缺少的技術設備。

其各技術設備的系統(tǒng)流程為：

a油系統(tǒng) 中轉站來油—進站閥組—游離水脫除器—段加熱爐—沉降罐—含水油緩沖罐

—脫水泵—段加熱爐—脫水器—凈化油緩沖罐—外輸泵—計量—外輸.b.水系統(tǒng)

游離水脫除器—污水站—注水站；沉降罐—污水緩沖罐—污水泵—污水站；

脫水器—污水站

c.天然氣系統(tǒng)

中轉站來氣—收球配氣間—除油器—增壓站—計量—外輸

d.加藥系統(tǒng)

調配罐—加藥罐—加藥泵—閥組匯管

目前，人工監(jiān)測控制、常規(guī)儀表自動監(jiān)測控制、計算機檢測控制等方法是油田聯(lián)合站生產(chǎn)工藝過程中的主要控制方法。其在操作中利用了數(shù)字化與自動化等高科技設計理念，運用科技來發(fā)展生產(chǎn)力。

根據(jù)其操作過程和設備用途來觀測其設計原理：即利用回聲原理工作的聲納裝置可以對聯(lián)合站的大罐原油厚度進行檢測，是利用電力進行水下定位的一種儀器，可以在海上油田的探測、勘探等方面使用。導波液位測量技術能夠提高對原油的測量水平，提高原油的質量、從而提高了原油的利用率和附加值。

2.聯(lián)合站設計主要崗位

聯(lián)合站主要崗位包括：脫水崗（沉降崗）、輸油崗、污水崗、注水崗、集氣崗、化驗崗、儀表崗、變電崗、鍋爐鋼，維修崗等崗位。其中化驗崗又分為了原油化驗崗、污水化驗崗、鍋爐化驗崗三個崗。各個主要崗位之間及其與相關設備在實際運作中相互配合、相輔相成、共同為提高原油質量、處理污染、保護水質服務。

三、簡析油田聯(lián)合站在遼河油田中的應用

遼河油田位于遼河中下游平原、內蒙古東部及遼東灣灘海地區(qū)。30年中該油田建設了聯(lián)合站．計量站、注氣站等轉油站1086座，并利用先進的工程設備、高科技的勘探開發(fā)及煉油技術促進了遼河油田的經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展。

遼河油田采納、借鑒、吸收國外先進的科技，利用油田聯(lián)合站將勘探開發(fā)的稀油、稠油、超稠油、高凝油等經(jīng)過聯(lián)合站設備的處理、系統(tǒng)的轉化使其符合原油的質量標準和安全操作要求，為客戶和用戶提供了優(yōu)質的過程、合格的原油產(chǎn)品、獲得了巨大的社會經(jīng)濟效益的同時，也為該油田樹立了良好的形象，獲取良好的美譽。有效地加強了其開發(fā)企業(yè)或公司在競爭中的優(yōu)勢地位。其公司總部設在在風景秀美的遼寧省盤錦市，包括采油、科研、集輸、銷售等 20 個廠，為油田開發(fā)勘探及聯(lián)合站的建立和發(fā)展提供了良好的支撐，奠定了雄厚的基礎。例如位于油田下游的一石化廠在1997年就通過了ISO9000 質量體系認證。

同時，遼河油田在管理上不斷地借鑒和學習先進的科技及經(jīng)驗，善于在實際運用發(fā)現(xiàn)問題，并及時的解決和處理矛盾、狀況，在油田聯(lián)合站的管理上，不斷的進行科研攻關、不斷地更新設備，優(yōu)化升級相關的配套設施、嚴把產(chǎn)品質量關，并從每個環(huán)節(jié)入手，謹慎細微的做好油田聯(lián)合站的設計和實際應用工作，從而使油田聯(lián)合站的最大作用得到有效地發(fā)揮，在保證原油質量的同時，減少和避免油田經(jīng)濟損失，減少和預防事故發(fā)生的潛在因素、使得企業(yè)整體利益得到最大程度的維護。

四、油田聯(lián)合站設計的意義

油田聯(lián)合站作為新科技的產(chǎn)物，其設計理念在綜合、全面的考慮中使其在實際應用中發(fā)揮更大的功效，提高原油質量的同時，也為能源環(huán)保方面做出了重要貢獻，提高油氣的利用率，減少污染、將經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益有機的協(xié)調起來，從而推動工業(yè)化和現(xiàn)代化建設。同時，油田聯(lián)合站在設計中也要根據(jù)實際的具體情況，不斷地改進和完善，提高新科技的研發(fā)的水平和實際應用標準，更好的為油田開發(fā)和科技創(chuàng)新服務。

五、結語

科技是第一生產(chǎn)力，作為油田轉油站之一的聯(lián)合站也不例外，其設計是在科學、具體、準確和可行性的基礎之上，并能夠在實踐中得到檢驗和完善，降低降低生產(chǎn)成本、提高社會經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]油田聯(lián)合站控制系統(tǒng)的設計 2008年06期

[2] PLC在油田聯(lián)合站消防控制系統(tǒng)中的應用研究 2011年07期 張偉

第五篇：聯(lián)合站生產(chǎn)成本問題與對策分析（模版）

聯(lián)合站生產(chǎn)成本問題與對策分析

劉清富

（集輸大隊信息組）

【摘要】藥劑費、電費和燃料費為聯(lián)合站所消耗的主要生產(chǎn)費用。通過對聯(lián)合站內與此三種費用相關問題的分析研究，指出了影響聯(lián)合站內生產(chǎn)成本的主要因素，并提出一些針對性的改進措施，以達到節(jié)能降耗的目的。

【主題詞】聯(lián)合站 生產(chǎn)費用 節(jié)能降耗

孤東油田已進入高含水開發(fā)階段，平均綜合含水已超過94％，采出液中含水量逐漸增多，造成聯(lián)合站生產(chǎn)形式日益復雜，暴露出眾多的生產(chǎn)和管理問題。與此同時，隨著企業(yè)市場化經(jīng)營的不斷深入，成本管理越來越成為企業(yè)經(jīng)營管理的主要內容。在各項材料費用居高不下、系統(tǒng)改造新增投資和低成本運營難度愈來愈大的情況下，如何解決制約可持續(xù)發(fā)展的效益“瓶頸”，已經(jīng)成為聯(lián)合站研究的難點和重點。

1、聯(lián)合站站內加藥相關問題分析

為實現(xiàn)原油處理和污水處理，各聯(lián)合站一般采用站內現(xiàn)有的工藝流程結合投加化學藥劑的方法。所需化學藥劑費用為聯(lián)合站生產(chǎn)成本的重要組成部分。添加化學藥劑主要為了原油脫水，可對原油脫水困難的原因進行詳細分析，以探尋節(jié)約藥劑成本的可行性。

1.1．脫水難的原因(1)原油品質差

原油中膠質、瀝青質、蠟含量高，由于瀝青質、膠質、石蠟等這些石油中天然的乳化劑的吸附作用，造成原油破乳脫水困難。

(2)原油乳狀液的復雜性

油田最常見的乳狀液為油包水型乳狀液，采出水中還常存在水包油型乳狀液。此外，原油中還含有油包水包油型、水包油包水型等復合乳狀液。原油乳狀液的復雜性是原油脫水困難的另一個原因。

(3)生產(chǎn)用劑的多樣性

在油田生產(chǎn)中加入了大量的清防蠟劑、解堵液等表面活性劑，地層中和原油中含有膠質、瀝青質、樹脂、石蠟等天然表面活性物質和水濕性顆粒。這些表面活性物質在高溫、高壓作用下相互作用、反應，形成吸附性更強的新的表面活性劑，增強了乳化石油的表面張力，導致原油破乳脫水困難。

(4)破乳劑使用不當

由于原油組成和原油乳狀液成分日益復雜，任何單一破乳劑很難適應工況的連續(xù)變化；同時還可能存在破乳劑與原油中化學物質發(fā)生反應，增強了乳化石油的表面張力或破乳劑與原油中化學物質發(fā)生中和反應，削弱了破乳劑的破乳功能，造成原油脫水困難。

(5)脫水設備和脫水工藝落后

目前，孤東油田已經(jīng)進入開發(fā)后期，開采出的原油組分和物性越來越復雜，原有的破乳脫水設備和工藝流程已經(jīng)不能滿足目前原油破乳脫水的需要，這也是造成原油破乳脫水困難的原因之一。

1.2．對策分析

(1)選用合適的破乳劑，加強運行參數(shù)調節(jié)

基于在油田生產(chǎn)中，原油組分不斷變化的實際情況，必須要強化定期篩選破乳劑的工作。通過實踐來驗證某種原油乳化液使用何種破乳劑效果最好，確定破乳使用的最佳溫度、最優(yōu)破乳時間和最佳用量等。溫度升高可以加速原油的破乳速度和效果，但同時也會使原油中某些組分焦化，影響破乳脫水效果，增加能源的消耗。在保證破乳效果、脫水水質和不產(chǎn)生中間乳化層的情況下，應盡量選用破乳溫度較低的破乳劑。

實際生產(chǎn)過程中破乳劑的破乳效果與實驗室的實驗結果往往存在一定的差別，應當定期觀察，將實際

[3][2]

[1]破乳脫水效果與實驗結果進行對比分析，找出差距，根據(jù)生產(chǎn)實際及時調整原油脫水的工藝和參數(shù)。

其中優(yōu)化研究重點在于以下幾點：同一溫度條件下，破乳劑不同用量與破乳脫水效果和時間之間的關系；同一破乳劑用量下，不同溫度與破乳脫水效果和時間之間的關系以及實驗室破乳效果與實際生產(chǎn)破乳效果之間的差距關系。

(2)引進先進技術，改造生產(chǎn)工藝

各聯(lián)合站可積極汲取其他它油田破乳脫水的先進經(jīng)驗，再結合本油田原油的特性、生產(chǎn)的實際情況，選用國內外先進的脫水技術設備。為減少原油破乳脫水過程中，由于長距離輸送的機械作用所造成原油的重新乳化和反復高溫、高壓處理所造成的原油中某些物質焦化所造成的破乳困難，可將電脫水器、油氣分離器、加熱爐、沉降脫水器等設備有機的組合為一體，制成合一設備，縮短了破乳流程，從而最終達到節(jié)約破乳劑用量的目的。

此外，加藥方式可采用PID變頻調節(jié)，根據(jù)來液量自動調節(jié)破乳劑加注量，這樣便能達到一種最佳的加注濃度，一種最佳的平衡狀態(tài)，以實現(xiàn)優(yōu)化運行目的。

應當大力發(fā)展各種油水分離和污水處理等各種機械設備。主張以工藝流程為主，投加化學藥劑為輔。因為化學藥劑不但費用不菲，而且藥劑之間化學反應復雜，可能相互發(fā)生反應，導致產(chǎn)品失效。

2、聯(lián)合站內動力消耗費用相關問題分析

集輸系統(tǒng)聯(lián)合站的動力設備主要是指原油外輸泵、電脫水及污水外輸泵、注水泵等，它們擔負著油田原油及污水的收集、處理和輸送的重任，是油田原油生產(chǎn)、處理和輸送過程中的主要耗能設備之一。目前，孤東聯(lián)合站動力設備運行狀況欠佳，大多存在著設備老化，電機損耗大，泵效率低下，通常不到45％，“大馬拉小車”的問題特別突出，運行效率低；實際運行中，主要靠改變泵出口閥門的開啟度來實現(xiàn)排量的變化，存在節(jié)流損耗大、泵管不匹配、壓差大、管網(wǎng)效率低及電機功率因數(shù)低等現(xiàn)象。對泵機組進行技術改造，提高其運行效率，經(jīng)濟效益非常可觀，節(jié)能降耗潛力巨大。

2.1.使用變頻調速技術

為降低電費成本，聯(lián)合站內變頻裝置的使用應得到推廣。應用變頻技術可實現(xiàn)對流量、壓力等的閉環(huán)控制，保證生產(chǎn)過程的平穩(wěn)、可靠；變頻裝置還可減少對設備的沖擊，減少對機泵及球閥的磨損；變頻技術節(jié)能效果尤為顯著。由于生產(chǎn)負荷變化、生產(chǎn)季節(jié)變化等，機泵負荷也不斷變化，對于流量變化較大的機泵負荷采用變頻調速效果非常明顯，而且負荷變化范圍越大，節(jié)能效果越好。

因此，根據(jù)各聯(lián)合站生產(chǎn)的實際情況，可在站內各泵機組處針對性的使用變頻裝置，通過對電機轉速進行控制，盡量避免“大馬拉小車”現(xiàn)象，實現(xiàn)生產(chǎn)流程平穩(wěn)運行。該舉措可節(jié)約大量的電力費用。

2010年—2012年，集輸大隊共應用變頻器42臺，55kW及以上的電機基本上安裝了變頻器，年節(jié)電總量在130萬kW·h。

2.2.其他優(yōu)化改造措施

可對機泵進行針對性的拆段，減小動力投入；更換機泵葉輪，使動力投入減少；隨著生產(chǎn)量的變化，及時凋整、更換動力設備，避免余量過大；更換新型高效油水泵等。

近兩年東一聯(lián)、東四聯(lián)、東三聯(lián)先后進行了外輸泵改型，例如：東一聯(lián)將功率800kW的油外輸泵更換為600kW的高效泵，東三聯(lián)將110kW老式機泵改為節(jié)能型新泵，大大實現(xiàn)了節(jié)能降耗，年節(jié)約用電70萬kW·h。

[5]

[4]

3、加熱爐燃料費用相關問題分析

加熱爐[1][6]在聯(lián)合站中的耗能占有重要的地位。聯(lián)合站內加熱爐的運行情況通常會隨生產(chǎn)工藝的要求而發(fā)生變化，這種變化對加熱爐的經(jīng)濟運行會帶來不同程度的影響。

3.1.影響加熱爐經(jīng)濟運行的因素(1)加熱爐運行負荷 受油田生產(chǎn)的影響，加熱爐運行負荷經(jīng)常發(fā)生改變。加熱爐運行負荷的波動，對加熱爐經(jīng)濟運行會產(chǎn)生較大的影響。當加熱爐運行負荷在高負荷(70％以上)或接近滿負荷時，其運行效率較高，經(jīng)濟性好；然而國內多數(shù)聯(lián)合站由于受生產(chǎn)工藝和季節(jié)性的變化，加熱爐常處于低負荷運行，從而造成加熱爐熱效率低，經(jīng)濟性較差。

(2)加熱爐被加熱介質的含水率

聯(lián)合站內脫水加熱爐的被加熱介質是油水混合物。由于水的比熱相對較高，被加熱介質中含水率越高，游離水所帶走的熱量就越多。若原油在加熱前仍含有大量的游離水，會造成多余的能量消耗，使燃料費用增多。為節(jié)約加熱爐的燃料費用，必須設法降低脫水加熱爐被加熱介質中的含水率。

(3)加熱爐的排煙溫度

排煙溫度的高低直接影響排煙熱損失率的大小。也是影響加熱爐經(jīng)濟運行的主要因素。排煙溫度每降低12～15℃，加熱爐熱效率提高1％。排煙溫度升高，熱損失增大，熱效率降低，燃料消耗增加，所以在加熱爐運行時應盡量降低排煙溫度。

(4)加熱爐的過量空氣系數(shù)

過量空氣系數(shù)和排煙溫度一樣，直接影響著排煙熱損失。它是影響加熱爐經(jīng)濟運行的一個非常重要的參數(shù)。過量空氣系數(shù)每增加0.1，排煙損失就要增加0.5％左右。過量空氣系數(shù)在1.2左右時，熱效率最大。過量空氣系數(shù)的控制是加熱爐經(jīng)濟運行的關鍵。

目前國內先進的聯(lián)合站采用配有自動配風調節(jié)裝置的高效燃燒器，以代替采用人工調節(jié)檔板方式的老舊設備。此類燃燒器部分采用了變頻調節(jié)技術，可使過量空氣系數(shù)得到有效控制，實現(xiàn)了加熱爐的經(jīng)濟運行。

3.2.加熱爐運行參數(shù)優(yōu)化研究(1)優(yōu)化脫水加熱爐的加熱溫度

國內多數(shù)油田經(jīng)過長期開采，原油含水率不斷增加，原油乳狀液粘度也發(fā)生了復雜的變化。隨脫水溫度的升高，原油粘度下降，油水界面張力下降，有利于脫水質量的提高。若采用高效的低溫型破乳劑，能在加熱爐加熱到較低的溫度下，達到原油脫水目的，因此脫水加熱爐最低溫度的確定還受原油脫水工藝因素的影響。

(2)優(yōu)化外輸加熱爐出口溫度

為了保證原油安全輸送，必須要求原油輸送溫度達到一定數(shù)值。最低原油外輸溫度受原油物性、管道長度、管道保溫情況等多種因素的影響。由于受生產(chǎn)工藝和測量手段的影響，實際的外輸溫度往往大于理論最低外輸溫度，因此加大了加熱爐熱負荷，增加了外輸加熱爐的能耗。為實現(xiàn)外輸加熱爐的經(jīng)濟運行，應在滿足原油安全輸送的前提下，盡量降低加熱爐的外輸溫度，保證加熱爐經(jīng)濟高效運行。

3.3.對策分析

(1)加強脫水前的油氣水分離，選用高效三相分離器，選擇合適的破乳劑，保證脫水前的油氣水分離效果。

(2)選擇高效燃燒器，采用自動配風裝置，實現(xiàn)加熱爐過量空氣系數(shù)自動調節(jié)。

(3)根據(jù)生產(chǎn)工藝實際情況，優(yōu)化加熱爐運行工藝參數(shù)，降低脫水加熱爐和外輸加熱爐加熱溫度，實現(xiàn)加熱爐低耗高效運行。

4、結束語

本文從生產(chǎn)運營，成本控制的角度出發(fā)，主要分析了涉及聯(lián)合站藥劑費、動力費以及燃料費相關的生產(chǎn)工藝和重要設備存在的主要問題，并針對具體問題提出了具體性的舉措，以達到節(jié)能降耗，節(jié)約成本的問題。需要特別的指出的是，涉及到具體的優(yōu)化工藝運行參數(shù)時，必須考慮到整個聯(lián)合站、甚至整個集輸系統(tǒng)的整體效益，需要更進一步的深入研究和詳細論證。

參考文獻：

[1] 馮叔初 郭揆長.油氣集輸與礦場加工.中國石油大學出版社，2006 [2] 趙福麟．油田化學．石油大學出版社，2003 [3] 任卓琳 牟英華 崔付義.原油破乳劑機理與發(fā)展趨勢.油氣田地面工程，2005.7 [4] 錢錫俊 陳弘.泵和壓縮機.石油大學出版社，1989 [5] 李方圓.變頻節(jié)能技術在風機、泵等通用機械中的應用.節(jié)能與安全，2008.6 [6] 鄧壽祿 徐濤.集輸系統(tǒng)加熱爐的經(jīng)濟運行.油田節(jié)能，2006