油田自动化系统设计及应用

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1、油田自动化系统设计及应用主讲人：胜利油田胜利勘察设计研究院数字化设计所,梅刚自控工程设计的定义把生产过程自动化的各种控制方案，用设计图纸资料和设计文件资料表达出来的全部工作。油气田自控典型对象井口计量装置油气田典型厂站计量站联合站原油外输首站集气站高压注气站、气举站天然气外输首站注水站、油田污水处理站3自控与工艺油气田地面工程主要生产流程框图油气田地面工程主要生产流程框图天然气天然气天然气外输管道外输首站轻质油天然气气井集气站轻质油外运处理厂原油原油外油井计量站联合站原油外输管道输首站污水清水回注污水处理自动化检测仪表自动化检测仪表检测仪表是生产自动化系统的最基础、最重要的组成部分检测仪表是生

2、产自动化系统的最基础、最重要的组成部分之之——，其可靠性和精度直接影响系统工作的可靠性和技术性能。，其可靠性和精度直接影响系统工作的可靠性和技术性能。熟悉检测仪表的工作原理对正确地选择、合理地使用和维护仪熟悉检测仪表的工作原理对正确地选择、合理地使用和维护仪表以及正确地设计自动化系统有重要意义。表以及正确地设计自动化系统有重要意义。由于油气储运系统输送介质的物理化学性质、成份、高压由于油气储运系统输送介质的物理化学性质、成份、高压大排量及所使用设备等方面的特点、使得油气储运系统大排量及所使用设备等方面的特点、使得油气储运系统((特别是特别是油气长输管道油气长输管道))自动化系统中所使用的检测仪

3、表与一般生产过程自动化系统中所使用的检测仪表与一般生产过程相比有一定特点或特殊要求。相比有一定特点或特殊要求。5自控仪表的选型检测仪表分类温度仪表压力仪表流量仪表物位仪表过程分析仪表6油气储运检测仪表的特点和分类组成©特点(1)油气的成份复杂，有些成份具有腐蚀性，因此，要求所用仪表材质有相应的耐腐蚀性能。(2)油气中或管线腐蚀所形成的杂质，可能会堵塞仪表，因此，要求仪表或其附属部件有一定的抗堵和消除堵塞的功能。(3)输送压力和排量都较大，要求仪表有较高的承压能力和较大的动态工作范围。(4)油气是易燃易爆物，因此，要求仪表必须符合防爆等级要求。(5)许多储运系统的管线或场站通过气候和地理环境非常

4、恶劣的地带，这些地方的仪表或场站是无人值守的，因此，要求仪表有很高的可靠性。管道上需要检测的过程变量主要有压力、温度、流量、液位和成份量(原油含水量、密度、烟气含氧量及油、气中各种成份的含量等)，此外还有泵、压缩机、电机(或柴油机、燃气轮机)的转速、振动量及电压、电流等。7温度仪表固体的热膨胀：双金属温度计热膨胀液体的热膨胀：玻璃温度计气体的热膨胀：压力式温度计金属热电阻：铜热电阻、铂热电阻接触式热电阻半导体热敏电阻：锗电阻、碳电阻温度仪表分类金属热电偶：铜-康铜热电偶、热电偶镍铬-镍硅热电偶、铂铑-铂热电偶非金属热电偶：石墨系、硅化物系辐射法：辐射温度计、部分辐射温度计非接触式亮度法：光学高

5、温计比色法：比色温度计8温度检测仪表温度是表征物体冷热程度的物理量。在输油、气生产过程中，温度是关键性的测量参数之一。在油气管道上，温度检测仪表均采用接触式。现场就地指示仪表选用金属温度计居多，玻璃温度计采用较少。远传的温度检测仪表选用热电偶、热电阻(或温度变送器)，特别是热电阻(例如铂热电阻)应用最广。9∑∑温度检测仪表的选择与安装温度检测仪表的选择与安装°°温度检测仪表测量范围的选择温度检测仪表测量范围的选择正常测量值在仪表测量范围上限的正常测量值在仪表测量范围上限的2/32/3左右，最高不压超过左右，最高不压超过90%90%。要求以标准信号传输的场合，应选用温度变送器，一个。要求以标准信

6、号传输的场合，应选用温度变送器，一个测量点需要两地显示或要求备用时，应选用双支式检测元件。测量点需要两地显示或要求备用时，应选用双支式检测元件。°°测温元件的安装测温元件的安装在测量管道温度时，应保证测温在测量管道温度时，应保证测温元件与流体充分接触，以元件与流体充分接触，以减少测量误差，因此要求安装时测温元件应迎着被测介质流向减少测量误差，因此要求安装时测温元件应迎着被测介质流向插入，至少须与被测介质正交；测温元件应处于管道中流速最插入，至少须与被测介质正交；测温元件应处于管道中流速最大处；油罐上安装的温度计，其长度不宜小于大处；油罐上安装的温度计，其长度不宜小于500mm500mm，安装位

7、，安装位置应高于油罐加热盘管置应高于油罐加热盘管600mm600mm。。10压力仪表U型管压力计液柱式单管压力计斜管压力计重力法单活塞压力计压力测量仪表分类活塞式双活塞压力计弹簧管压力表波纹管压力表弹力法膜片压力表膜盒压力表电阻式压力传感器电感式压力传感器物理特性法电容式压力传感器压阻式压力传感器压电式压力传感器11©压力检测仪表的选择与安装¾（1）仪表类型和精度的选用必须满足生产工艺的要求，需要