【正文】 近期大量實(shí)施的功圖法量油，采用環(huán)形工藝，不再建設(shè)計(jì)量間。一般是國(guó)內(nèi)產(chǎn)品借鑒國(guó)外技術(shù)，改造后在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，相比而言國(guó)內(nèi)油井計(jì)量技術(shù)分類更加繁多。計(jì)量設(shè)備一次到位，后期改造很少，設(shè)備造價(jià)較高，很難直接引進(jìn)。（4）分離器壓油比較困難。（2）所用檢測(cè)液位儀表易發(fā)生掛料、卡死現(xiàn)象，造成電動(dòng)閥誤動(dòng)作，計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。盡管國(guó)內(nèi)很多油田在油井計(jì)量方面做了大量研究，實(shí)現(xiàn)了油井自動(dòng)計(jì)量。（3）油井產(chǎn)液含水率高，人工取樣隨機(jī)性很強(qiáng)，很難取準(zhǔn)，無(wú)法得到真實(shí)、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的含水率值。目前國(guó)內(nèi)油田計(jì)量站普遍采用玻璃管人工量液，這種計(jì)量方式存在以下主要問(wèn)題：（1）工作量大，效率低。但油井計(jì)量結(jié)果差別很大，含水率變化從0到100%變化，油氣比變化從不含氣到氣油比達(dá)到80%甚至更高，準(zhǔn)確的計(jì)量油井產(chǎn)量一直是工程技術(shù)人員面臨的一個(gè)難題。關(guān)鍵詞 檢測(cè)模塊 低產(chǎn)油井 自動(dòng)計(jì)量 PROFIBUS總線技術(shù) 工業(yè)以太網(wǎng)1 緒論 選題背景油井產(chǎn)量的計(jì)量是油田生產(chǎn)管理中的一項(xiàng)重要工作，對(duì)油井產(chǎn)量進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)的計(jì)量，對(duì)掌握油藏狀況、制定生產(chǎn)方案，具有重要的指導(dǎo)意義。實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)油井計(jì)量信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在實(shí)際生產(chǎn)中獲得了成功的試用。基于PLC控制的油田自動(dòng)化計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要在分析了低產(chǎn)油井常用的玻璃管人工量液技術(shù)與裝置中所存在的問(wèn)題的基礎(chǔ)上，介紹了如何將PLC用于一種新型的油井自動(dòng)計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)思路和實(shí)施方案等。對(duì)于從站應(yīng)用S7200型可編程控制器，通過(guò)自動(dòng)切換模塊、檢測(cè)模塊、控制模塊和報(bào)警處理模塊，解決了油井生產(chǎn)過(guò)程中低產(chǎn)間歇出油情況下的計(jì)量問(wèn)題，并用S7300作為主站通過(guò)PROFIBUSDP總線實(shí)時(shí)采集各個(gè)油井的計(jì)量信息并將這些信息經(jīng)過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)傳給上位機(jī)，經(jīng)過(guò)上位機(jī)的處理把相關(guān)信息在WinCC組態(tài)畫(huà)面中顯示出來(lái)。實(shí)現(xiàn)了油井計(jì)量自動(dòng)化，提高了計(jì)量精度。目前國(guó)內(nèi)各油田采用的計(jì)量方法多種多樣，基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)量?，F(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量裝置雖然形式各異，但很難有一種計(jì)量方式能夠滿足油田全部油井計(jì)量的需要，所以對(duì)各種計(jì)量形式進(jìn)行對(duì)比，找出各種計(jì)量方式各自的適應(yīng)性及適用范圍，將為油田自動(dòng)計(jì)量裝置的現(xiàn)場(chǎng)使用提供可靠的技術(shù)保證。（2）低產(chǎn)油井存在產(chǎn)液間歇現(xiàn)象，間歇時(shí)間長(zhǎng)短不一．短時(shí)計(jì)量很難得出真實(shí)的產(chǎn)量。在某些油田，玻璃管人工量液的計(jì)量方法已使一些油區(qū)的產(chǎn)量計(jì)量誤差達(dá)到20％的程度。但仍存在以下問(wèn)題：（1）由于采用單罐計(jì)量，不能真正實(shí)現(xiàn)24h連續(xù)計(jì)量。（3）在線含水分析儀現(xiàn)場(chǎng)使用效果不理想。 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展概述國(guó)外油田油井產(chǎn)量的計(jì)量自動(dòng)化程度高，前端采用多通閥或三通閥自動(dòng)選井，計(jì)量設(shè)備多采用臥式分離器或不分離式多相流量計(jì)計(jì)量。國(guó)外油田生產(chǎn)管理中對(duì)檢測(cè)結(jié)果要求不高，油井產(chǎn)量穩(wěn)定，測(cè)量周期長(zhǎng)，與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)組織方式存在較大差別。工程師站W(wǎng)inCC主站S73001號(hào)從站S72002號(hào)從站S72003號(hào)從站S72004號(hào)從站S7200n號(hào)從站S72001號(hào)油井2號(hào)油井3號(hào)油井4號(hào)油井n號(hào)油井PROFIBUSDP工業(yè)以太網(wǎng)圖11系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖國(guó)內(nèi)油田油井自動(dòng)化水平參差不齊，一個(gè)油田內(nèi)部各采油廠之間從自動(dòng)化實(shí)施程度和具體的技術(shù)應(yīng)用差別較大，總體上講還是向自動(dòng)化水平逐步提高的方向發(fā)展，以不分離三相流量?jī)x、兩相分離撬裝計(jì)量站、旋流分離質(zhì)量流撬裝設(shè)備以及功圖量油為代表的各種量油技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)得到了一定成都的應(yīng)用。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概要本系統(tǒng)為油井的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，它采用S7200作為從站的核心控制器對(duì)單個(gè)油井的采油量信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將采集到的信息傳給主站，經(jīng)過(guò)主站的處理再傳給上位機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖11. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想對(duì)于每個(gè)從站，整個(gè)裝置采用兩個(gè)相同的分離器，高6000mm、直徑400mm的分離器由調(diào)節(jié)閥分成緩沖室和量油室。一個(gè)進(jìn)油計(jì)量，一個(gè)壓油(利用進(jìn)油分離器分離出的氣及自身高度)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)和計(jì)量；利用連通器原理，根據(jù)油、水密度差間接計(jì)算含水，從而實(shí)現(xiàn)液量和含水的準(zhǔn)確計(jì)量。上下位射頻導(dǎo)納液位控制器探頭之間的距離為S，容積為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量容積Q，油水混合液從下位射頻導(dǎo)納液位控制器到上位射頻導(dǎo)納液位控制器的時(shí)間為T(mén)1，磁伸縮液位計(jì)計(jì)量的水的高度為L(zhǎng)(L=L2L1)。則： (1)得： (2) (3) (4) (5)代入 (6)得 (7)兩臺(tái)分離器依次循環(huán)計(jì)量N次，最終得出產(chǎn)量 (8)含水比率 (9)主站實(shí)時(shí)采集從站的計(jì)量信息，并將采集到信息傳給上位機(jī)，通過(guò)上位機(jī)的處理在WinCC組態(tài)畫(huà)面中將各個(gè)從站的信息顯示出來(lái)。選用S7200型可編程控制器作為本系統(tǒng)控制的核心。整個(gè)從站的硬件組成如圖21所示：從站控制器S7200自動(dòng)切換模塊檢測(cè)模塊報(bào)警處理模塊顯示模塊圖21從站的硬件組成在從站系統(tǒng)中：自動(dòng)切換模塊用于手/自動(dòng)計(jì)量方式的切換，系統(tǒng)操作方式分為2種：手動(dòng)操作方式，自動(dòng)操作方式。（1）手動(dòng)控制方式 手動(dòng)控制方式通過(guò)觸摸屏來(lái)完成，一般用于系統(tǒng)檢修狀態(tài)下的“單步操作”；閥件的閥位狀態(tài)；特定功能的管路通路閥位選擇，如回料、清洗、吹干管路等環(huán)節(jié)，可以遵守原有生產(chǎn)習(xí)慣選擇手動(dòng)進(jìn)行；控制電機(jī)啟停等。自動(dòng)化生產(chǎn)可以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，并且操作方便，可基本不需要人工干預(yù)。 主站PLC的硬件組態(tài) 主站PLC的硬件組態(tài)過(guò)程雙擊桌面上的圖標(biāo)打開(kāi)STEP7，單擊File New，在Name一欄中輸入工程名如“主站PLC硬件組態(tài)”，Storage一欄為存儲(chǔ)路徑，可自行改動(dòng)如“G:\我的設(shè)計(jì)\plc 設(shè)計(jì)”，點(diǎn)擊OK按鈕。雙擊然后雙擊進(jìn)入硬件組態(tài)畫(huà)面，我們先選擇SIMATIC 300中的機(jī)架RACK300然后雙擊Rail進(jìn)入。點(diǎn)擊New按鈕進(jìn)入PROFIBUS DP屬性對(duì)話框，設(shè)置如圖所示參數(shù)然后點(diǎn)擊OK按鈕，進(jìn)入。點(diǎn)擊OK按鈕進(jìn)入圖21所示畫(huà)面，然后根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置進(jìn)行其他設(shè)備的組態(tài)。CP3431的15針D形插座用于連接工業(yè)以太網(wǎng)，允許AUI和雙絞線接口之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。CP3431在工業(yè)以太網(wǎng)上獨(dú)立處理數(shù)據(jù)通信，有自己的處理器。圖22主站系統(tǒng)硬件組態(tài)圖 整個(gè)系統(tǒng)硬件的上位機(jī)組態(tài)圖由于石油為易燃易爆行業(yè)，對(duì)安全性的要求很高，故在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮足夠的冗余。在整個(gè)系統(tǒng)中工程師站用于監(jiān)控各個(gè)油井的計(jì)量信息并擁有對(duì)各個(gè)從站進(jìn)行遠(yuǎn)程操控的權(quán)限。若達(dá)到500KP則高氣壓井壓油閥關(guān)閉，進(jìn)油閥、隔離閥打開(kāi)，根據(jù)連通器的原理知：計(jì)量室內(nèi)的油面將和緩