原油计量自动化标定系统设计与应用

解雷（新疆石油勘察设计研究院（有限公司）， 新疆 克拉玛依 834000）

原油计量自动化标定系统设计与应用

解雷（新疆石油勘察设计研究院（有限公司）， 新疆 克拉玛依 834000）

针对人工容积式流量计方式原油计量精度低、误差大、人工计量的成本高等问题，结合原油标定装置规范要求以及工艺特点，研制了一套原油计量计算机自动标定系统，该系统主要由原油标定装置结构与计算机自动标定系统组成，各子程序的协调工作，实现了原油计量的自动化计量目的，能够解决计量仪器量程范围以及标定要求不同的问题，利用自动标定系统在线自动调整各个计量点流量误差，修正计量结果，计量环境与过程安全性、可靠性得到极大的提高，为企业取得了更大的经济效益。

原油计量；计算机；自动标定；系统

原油计量的准确与否，直接关系到石油企业的经济利益，从深层次来讲，原油计量偏差还会影响石油企业的信誉，缺斤少两又会导致石油企业客户的满意程度下降。在我国各大油田，容积式流量计计量仪器采取的比较普遍，在不同的环境以及不同的场地情况下，所选取的计量仪器型号、量程范围以及口径要求也不尽相同，往往会遇到在同一口径下，仪器量程范围不等，差异较大的问题，而且，即使采取标准装置标定也会出现效率低下、费时等问题。基于以上几点，结合原油标定装置规范要求以及工艺特点，利用计算机技术研发了一套计算机自动标定系统，该系统可以很好的解决计量仪器量程范围以及标定要求不同的问题，利用自动标定系统自动调整各个计量点流量，准确完成标定任务，操作简便，避免了人工操作带来的不必要误差，达到了原油精确计量的目的［1-3］。

1　计算机自动标定系统设计

原油计量计算机自动标定系统主要由两部分组成，分别是原油标定装置结构与计算机自动标定系统，这种系统可以实现原油自动计量，相对于人工计量，在计量精度以及工作时效方面有了很大的提高，下面详细介绍两部分组成结构［3］。

（1）原油标定装置结构 原油标定装置是根据业内标定标准的规范来设计的，在原油计量计算机自动标定系统中是最基础的部分，该装置保留有原来原油计量仪器的特点，对20～100 mm口径范围原油都能进行标定，精度可靠，原油标定装置工艺结构图如图1所示。

图1　原油标定装置工艺结构图

（2）自动化标定系统 计算机自动标定系统主要由两部分组成，分别是计算机与相应的辅助设备。该标定系统在测量准确度以及可靠性上是值得信赖的，主要是因为该系统在功能结构设计方面，采取了上、下位机模式以及实时多任务系统，该系统在组态方面，主要由流量计算机和人机界面两部分组态构成。在实际应用中，自动标定既可离线操作，又可以在线编辑运行，方式灵活，安全可靠［3-5］。

①上位机组态：采用的是组态王5.1软件，在win95/98/ NT 平台可以灵活运行，该软件集合有200 多种驱动程序，软件兼容性强。具有实时数据调用、报表打印、报警功能、历史曲线、实时曲线制作等功能，对检测点采样速度快、性能高等特点，在运行过程中，可以连接EXCEL、VB、VFP 等，软件不会造成相互影响。

②ACM模块是下位机控制核心，利用MODLBUS软件来与上位机进行响应，通过I/O输入输出功能模块将相关的信号数据信息输入输出，该系统中设置有3个模块架，模块架上面安装有ACM与I/O模块，通过数据总线实现模块架之间的通信。原油计量自动标定系统还包括SDM标准离散量模块、EAM增强的模拟模块、RTM温度模块、SAM标准模拟量模块以及MBI接口卡等功能模块，原油计量自动标定系统采用了18块模块，主要包括EAM模块1块、SDM模块7块、SAM模块6块以及RTM模块4块。

③原油流量计的脉冲信号的读取主要是通过HSC 模块来实现，根据程序分工，主程序利用DDE，来调用原油累积量、瞬时量子程序，以读取的流量计脉冲信号与程序计量出来的流量为基础，分别自动计算出瞬时原油量以及累积原油量。根据原油体积修正系数表库、原油标准密度表库，下位机应用程序可以自动计算出标准的密度、体积和修正系数，除此之外，混油量、纯油量、含水量都将自动计算出来，并且将计算结果报表打印。

2　系统功能与特点

（1）系统功能［3-5］①原油计量过程中，通过3 个脉冲量、6个开关量、23个模拟量来实现各项参数的实时收集，在人机界面上实时显示以及工作台远程监控。②关键参数的越限报警，原油计量仪器口径与类型的不同，不同的地方计量量程范围的变化引起的越限操作，进行及时报警监督。③在人机互动界面，可以将计量参数数据绘制历史趋势显示图，方便对参数数据的理解以及查询数据的变化点。④该系统在对原油计量完毕后，会直接进行每日报表、每班报表的自动打印，以及工作现场计量参数的整理打印备案。⑤对原油中含水量、混油量和纯油量的分类自动计量，在自动标定软件中输入视密度，可以自动得到标准密度，以便核对检查结果的准确性。⑦通过体积管，在线自动进行原油流量计标定，以及在线自动进行读数误差修正，修正最终的原油计量结果。

（2）系统特点 ①该系统具有较高的自动化程度以及计量精度，相比人工计量手段，计量结果可靠性较高，人机互动界面友好，操作使用简单，实时监控计量流程，工作效率得到极大的提高，节约了人力资源成本［3-5］。②原油自动计量控制系统在石油企业的应用，在原油计量准确度方面的大幅提高，对石油企业的发展起到了良好的推动作用，对职工的身心健康、安全、以及企业环境保护方面起到了良好的积极作用。③各子程序的协调工作，实现了原油计量的自动化计量目的，计量环境与过程安全性、可靠性得到极大的提高，为企业取得了更大的经济效益。④利用自动标定系统自动调整各个计量点流量，准确完成标定任务，操作简便，提高了标定速度，直接缩短标定花费的时间，达到原油精确计量的目的。

3　应用案例

（1）苏丹黑格里油田引进了一套原油计量计算机自动标定系统，经过一段时间的使用，取得了极大的应用效果。在计量设备型号、正确安装和组态质量得到保证的情况下，进行了应用，利用该系统自动计量的原油测量精度，可以控制在±0.2 %的有效范围内，实例应用表明：原油自动标定系统流能提高计量精度，对原油生产管控可以进行良好的管控，原油贸易的精确交接得到了保障，维护了贸易双方的利益。

（2）胜利油田购买了一套原油计量仪表的计算机自动标定系统，在河口采油厂进行了为期10个月的试用，试用结果表明，该系统稳定可靠，相对于人工计量方式，原油计量具有较高的精确度，应用效果显著，已经在不少的采油厂计量单位进行推广使用。

4　结语

原油计量仪表自动标定系统的投入使用，使原油计量进入了一个新的阶段，该系统各子程序的协调工作，自动检测和处理标定点数据，并进行在线修正误差，避免人为操作误差，确保数据精确可靠。实现了原油计量的自动化计量目的。相比人工计量手段，该计量过程实现了自动化，计量结果可靠性较高，人机互动界面友好，操作使用简单，节约了人力资源成本。该系统长期稳定安全运行是石油工业能够科学、快速、高效发展的需要，原油计量仪表自动标定系统研究工作具有重要意义。

［1］潘丕武.石油计量技术基础［M ］，北京：北京海洋出版社，2001.

［2］涂乙，吴萌，管丽等.新型结垢量测定装置的建立与实验［J］.油气田地面工程，2011，30（9）：10-11.

［3］杨乐平.质量流量计计算机远程监测系统的设计域实现［J］.微计算机信息， 1997，13（4）：68-70.

［4］王争平.国际石油贸易计量方法［J］.油气储运，2000，19（2）：12-14.

［5］姜学军.计算机控制技术［M］.北京：清华大学出版社，2005.

解雷（1988- ），男，黑龙江省佳木斯市人，助理工程师，2012年毕业于东北石油大学自动化专业，主要从事国内外油气田自动化仪表设计。