智能型原油销售和自动装车控制系统在油田生产中的应用

朱益飞（中国石化胜利油田分公司技术检测中心）

国内油田原油销售大多采用管道输送销售给客户，但仍有部分客户采用原油罐车运输原油，特别是中小客户普遍采用原油罐车运输。而油田原来的原油装车系统多为手动操作，整个过程均为人为控制，装车过载问题突出，故导致原油损耗大，工作效率低，员工劳动强度大和工作环境差，这不仅给企业造成经济损失，而且给员工带来一定的职业健康危害［1］。随着智能化油田建设步伐的推进和数字技术的迅速发展，在油田生产中应用数字信息化和智能化技术，不仅可以提高油气开发生产效率，而且能有效解决传统油气生产中的一些技术难题[2-3]。为此，笔者在调查研究的基础上，提出了《智能型原油销售和自动装车控制系统在油田生产中的应用》这一技术课题，并对该系统的工作原理、组成、特点及其现场应用等做了详述。

1 工作原理

该系统使用美国费希尔—罗斯蒙特公司生产的设备，其由质量流量计、数控电磁阀、批量控制器等组成。它采用IC卡与网络相结合的技术，还应用科里奥利技术。当驱动电压加到传感器中的流量管上的“驱动线圈”时，产生的电磁力驱动震荡管震荡；流体通过传感器时，震荡管产生扭曲，在流量计的入口和出口产生一个相位差，相位差与流过的流体质量流量成正比；流体瞬时密度由仪表同时测得，密度不同时震动频率不同，流体密度与震荡管震荡频率的倒数的平方根成正比，准确度达千分之一。批量控制器和数控电磁阀进行油品装车的批量控制，控制误差为2 kg。工作人员操作计算机，实现油品计量、批量控制，IC卡结算，单据和报表打印等。

2 系统组成

该系统由原油计量系统、自动控制系统和信息管理系统等部分组成。图1为智能型原油销售和自动装车控制系统工艺流程示意图。

图1 智能型原油销售和自动装车控制系统工艺流程示意图

1）原油计量系统。它主要由质量流量计组成，其主要作用是准确无误地完成原油的自动计量。

2）自动控制系统。它由数控电磁阀、批量控制器、信号自动采集等部分组成，其主要作用是自动采集压力、温度和流量信号。根据自动装车系统发出的加油装车指令，由批量控制器打开数控电磁阀开始加油，当加油完成后由批量控制器发出信号自动切断数控电磁阀，完成原油销售和自动装车整个过程。

3）信息管理系统。它具有加油卡信息读取、加油自动装车过程监控、加油完成后报表生成打印、数据管理及数据信息网络远传等功能。

3 系统特点

1）该系统与原来的原油罐车电子汽车衡系统相比，具有计量准确度高的优点，其计量准确度为±0.1%，而电子汽车衡系统的计量准确度仅为±0.5%。

2）该系统采用IC 卡与网络相结合的技术，加油前客户只需将加油车辆停到加油位置，把IC 加油卡插入加油系统输入加油量后，即自动开启原油销售和自动装车控制系统，加油结束系统自动关闭。若客户需要打印票证，点击系统打印功能，即自动打印加油票证，系统智能化和自动化程度高，完全符合当今智能化油田建设发展趋势。操作人员既可在现场进行参数设定、操作和监视，又可集中在油田生产指挥中心进行远程监控和管理，实现管控一体化。

3）该系统与原电子汽车衡系统相比其计量准确度大幅度提高，降低了原油在销售环节中的损耗，减少了原油因计量不准确而造成的损失。

4）采用S7-200系列PLC和PC机实现对整个装车过程的自动控制，通过PC 机与现场仪表的通信实现PC 机对PLC 装车系统的实时控制，系统运行安全可靠[4-5]。装车系统的设计完全能满足原油销售和自动装车的技术要求，能够实时监测和记录装车过程中的运行状况，并具有记录、查询、打印等功能。装车系统结构合理、功能齐全，每一个环节都可以有相应的功能支持。为防止非授权人员操作系统，系统对错误操作有报警提示，以保证系统安全操作。操作自动记录，既可有效防止事故发生，又能防止操作上的人为作弊，使操作和管理变得更好。

5）该系统的智能化和自动化程度较高，致使采油厂油品销售管理更科学、更准确，显著提升工作效率，减轻员工的劳动强度，原来需要2人完成的工作，现在只需要1人就能完成。

6）原系统整个装车过程均人为控制，多为手动操作，装车过载严重、速度慢、劳动强度大、工作环境差，不仅给企业造成经济损失，而且给员工带来一定的职业健康危害，应用该系统可以明显改善员工的工作环境。

4 现场应用及效果

该系统于2013 年11 月在胜利油田孤东采油厂投入应用。经过5 年多的现场运行，其运行正常，通过数据对比，计量准确、精度高。

1）原油装车计量准确度由原来的±0.5%提高到±0.1%。

2）据统计，该系统年销售原油约10×104t，每年减少原油损失达400 t，具有良好的节能效益。以每吨原油节能效益2 500 元计算，则该系统每年可减少因原油损耗而带来的直接经济损失达100万元。

3）该系统自动化、智能化程度高，应用此系统不仅推进了智能化油田建设，而且实现了远程监控和管理，使得原油销售和自动装车控制系统达到管控一体化。

4）该系统的有效应用，不仅使采油厂油品销售管理更科学、更准确，工作效率提高了1倍，而且减轻员工劳动强度，改善了员工工作环境。

5 结束语

实践证明，智能型原油销售和自动装车控制系统技术先进，运行安全可靠，具有计量准确度高、智能化程度高、操作便捷、工作效率高和安全环保等优点。应用该系统可以有效提升原油装车系统工作效率，改善员工现场工作环境，提高原油计量准确度，减少原油装车过程中的损耗，实现远程监控和管理，促进智能化油田建设，可在油田生产中推广。