计量站多通阀自动控制的研究和应用

郭振杰，赵忠富，吕旭元，李 峰

（新疆油田公司石西油田作业区，新疆克拉玛依 834000）

计量站多通阀自动控制的研究和应用

郭振杰，赵忠富，吕旭元，李 峰

（新疆油田公司石西油田作业区，新疆克拉玛依 834000）

介绍了多通阀实现计量站自动计量控制。本次计量站改造主要是用新型数控多通阀替换原有三通阀，把多通阀数据接入计量站现有远程控制终端（RTU）。改造分SCADA系统调试和多通阀自动控制两大部分，通过硬件改造和软件控制实现新型数控多通阀单井的计量。

多通阀；SCADA；自动计量

Abstract：This paper introduces how to use metering valve to realize metering station automatic metering control.The metering station is mainly used to replace the new CNC multi-way valve with the original three-way valve，the multi-valve data access to the existing remote control terminal（RTU）.Transformation of the SCADA system debugging and multi-valve automatic control of the two parts，through the hardware transformation and software control to achieve a new CNC multi-pass valve single well measurement.

Key words：multi-pass valve；SCADA；automatic measurement

1 概述

石西油田作业区计量站从2007年底因为管线老化、腐蚀严重等原因进行了共9座计量站多通阀工艺改造。由于多通阀连同程序控制器只具有现场人工手动计量功能，而石西油田全部计量站采用的都是自动化控制计量。如何使多通撬与现有各种RTU进行软硬件衔接成为一个需要迫切解决的问题。

2 改进思路

本次计量站采用多通阀替换原有三通阀。为了实现多通阀自动控制计量，就必须根据实际情况将计量站原有RTU硬件与多通阀控制器连接，自动控制程序都需要重新设计和编写。

此次工作主要分SCADA系统调试和多通阀自动控制两大部分。这次计量站的改造工作的难点就是将新型数控多通阀与现有RTU实现无缝连接，实现多通阀自动控制各单井的计量和数据的采集、上传，通过程序改动来适配多通阀自动控制。

3 具体实施

3.1 基本情况

改造的9座计量站基本情况见表1：

表1 计量站改造信息表

3.2 多通阀自动控制的状况分析

为了实现多通阀的自动控制，必须对硬件设备进行改造，重新安装和调试，同时对自动控制的程序进行调试和改进。3.2.1 对硬件设备的改造和安装

将多通阀的组成部件进行改造处理，包括多通阀体、电动执行器及多通阀控制器的改造升级。对硬件设备进行重新安装，正确的接线，是设备安装的关键，到生产现场，进行多通阀体的安装，并调试多通阀控制柜，实现对多通阀本体的控制和管理，达到最佳的安装调试效果，实现多通阀的自控功能。经过改造安装，使多通阀转动自如，返回正常的控制信号；保证多通阀控制箱体的运行可靠，避免发生故障状态。观察多通阀现场的指示和数据远传的指示，均处于正常状态。并检查验收多通阀控制器的运转情况，使各个接线标志清楚简明，为更好地控制和管理多通阀提供依据。

3.2.2 多通阀自动控制程序的研究

程序软件是对BAKER 6532、ECHO5401和ECHO5406三种RTU软件进行调试和控制的软件系统。当多通阀的自动化控制系统的接线完毕后，对自控程序进行调试和改造，各个站的多通阀的数量和作用不同，达到的控制效果也不同。将控制程序进行改进，达到自动控制的程度，实现单井的自动控制和管理，计量单机的产量和含水等生产数据资料，并实现远程传输功能，解决多通阀的自控问题，使其满足生产现场的自动化要求。

数控多通阀计量控制及原理：多通阀的计量选井功能，是通过控制器软件的作用，达到选井的目的，当控制器发出选井计量的指令后，电动执行器进入到执行程序，开始带动多通阀发生转动的状态，当转动到选井指令要求的特殊井号时，多通阀立即停止转动，被选定的油井来油，就会通过多通阀的开关，从计量出口流出，实现了该井的计量，达到选井计量的目的。而没有被选中的油井的来油汇聚，会从集输出口流出系统。

对多通阀控制系统的改进措施是在现有RTU和多通阀控制器之间，安装4个无源触点的接通、断开来实现命令发送功能，4个无源触点的通、断是由数字输出模块的4路DO通道间控制的，然后由4个24V DC继电器完成操作，这4个24V DC继电器分别代表8、4、2、1码；再通过多通阀的4个光电开关的作用，将其反馈DI状态点，让RTU来识别阀位的开关状态。实现RTU自动选井计量的工作过程，并且在程序的运行过程中，设定寄存器来存储计量的数据，通过电台上传给控制中心，得到被测井的产能数据资料，满足油田开发的需要。

4 技术改进后的经济效益评价

通过对多通阀自动控制技术的现场实验，达到自动控制的效果，降低岗位员工的劳动强度，保证多通阀的安全有效运行，达到多通阀的调节和控制作用。该技术解决了RTU MODBUS协议与多通撬控制器8421码在程序和控制上的无缝衔接，并确保了自动计量、数据传输的安全性和可靠性。

5 结论

计量站多通阀自动控制技术，设备安装方便，控制简单，具有良好的人机交互功能，操作人员劳动强度小，优化了计量流程，提高了计量效率，保证了安全生产和计量的完成，具有良好的应用前景。

Research and Application of Multi-pass Valve Automatic Control in Metering Station

Guo Zhen-jie，Zhao Zhong-fu，Lv Xu-yuan，Li Feng

F270.2

B

1003–6490（2017）09–0131–02

2017–06–25

郭振杰（1981—），男，河南安阳人，工程师，主要从事油气田开发工作。