DCS系統(tǒng)在采油廠聯(lián)合站原油脫水過程中的應(yīng)用

1、    dcs系統(tǒng)在采油廠聯(lián)合站原油脫水過程中的應(yīng)用    姚衛(wèi)東摘 要：聯(lián)合站油水分離是實(shí)現(xiàn)原油脫水，保證產(chǎn)出原油質(zhì)量的重要過程，對(duì)采油廠經(jīng)濟(jì)效益有極大的影響。為了實(shí)現(xiàn)聯(lián)合站原油脫水工藝流程自動(dòng)監(jiān)控，減少不必要的損失，集散控制系統(tǒng)就必不可少，測(cè)控點(diǎn)數(shù)多、測(cè)控精度高、測(cè)控速度快的聯(lián)合站現(xiàn)場(chǎng)， 其特點(diǎn)是分散控制和集中監(jiān)視，具有組網(wǎng)通信能力、測(cè)控功能強(qiáng)、運(yùn)行可靠、易于擴(kuò)展、組態(tài)方便、操作維護(hù)簡(jiǎn)便，這個(gè)系統(tǒng)完全可以勝任或多回路調(diào)節(jié)器的工作， 它作為一個(gè)結(jié)點(diǎn)機(jī)使用是理想的。使用dcs 系統(tǒng)具有諸多優(yōu)勢(shì)，其通過對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制， 統(tǒng)的一切管理在控制中心即可完成，

2、 實(shí)現(xiàn)了整體化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求，系為實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定生產(chǎn)， 減少設(shè)備建設(shè)維護(hù)費(fèi)用，提供了強(qiáng)有力手段。關(guān)鍵詞：采油廠聯(lián)合站;原油脫水;dcs 系統(tǒng)0 前言隨著國(guó)內(nèi)大部分油田開發(fā)都進(jìn)入到后期產(chǎn)能遞減，產(chǎn)液量提高，原油綜含水率上升，目前一般為50%80%，有的甚至高達(dá)90%以上，同時(shí)鹽和泥沙類機(jī)械雜質(zhì)等也油井中的油氣混合物中經(jīng)常含有的，這些物質(zhì)會(huì)增大液流的容積流量，使設(shè)備和管路的有效利用率降低了，因此對(duì)原油中的含水、鹽、以及雜質(zhì)進(jìn)行凈化處理是在原油進(jìn)入集輸系統(tǒng)前必須要做的，這樣才能使之變成合格的商品原油。但是，隨著油田聯(lián)合站生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，原有的生產(chǎn)系統(tǒng)暴露出來的問題也日益突出，統(tǒng)計(jì)分

3、析國(guó)內(nèi)諸多采油廠聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，原油脫水監(jiān)控主要分為人工監(jiān)測(cè)控制、常規(guī)儀表自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制、計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制三種方法，采用人工監(jiān)測(cè)控制階段而常規(guī)儀表組成的控制系統(tǒng)在處理復(fù)雜控制系統(tǒng)、集中監(jiān)控系統(tǒng)和控制精度等方面具有局限性。如人工監(jiān)控的誤差大、人工操作的不及時(shí)、動(dòng)態(tài)處理過程不實(shí)時(shí)等。另一方面，系統(tǒng)沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，耗能大、效率低、能量浪費(fèi)比較嚴(yán)重。因此，這就迫切要求對(duì)聯(lián)合站進(jìn)行自動(dòng)化改造，實(shí)行集散控制系統(tǒng)的監(jiān)控與管理，而dcs可以自動(dòng)采集并監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過程的各個(gè)參數(shù)，并進(jìn)行優(yōu)化處理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，對(duì)建成環(huán)保、節(jié)能、運(yùn)行效率高、自動(dòng)化管理水平高的智能化、數(shù)字化的聯(lián)合站有著重要意義，它同時(shí)也是數(shù)字化油田建

4、設(shè)的重要組成部分。1.聯(lián)合站集輸系統(tǒng)工藝流程聯(lián)合站集輸系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)油水分離的重要環(huán)節(jié)，原油的油水分離過程有自然沉水、化學(xué)脫水、機(jī)械過濾脫水、電脫水等多種方法。目前我國(guó)各油田普遍采用的自然沉降脫水、電脫水、電化學(xué)聯(lián)合脫水等方法，采用脫水流程主要有兩種，即兩段式脫水流程和三段式脫水流程。1.1兩段式脫水流程聯(lián)合站兩段式集輸系統(tǒng)主要包括兩個(gè)子系統(tǒng)：自然沉降脫水系統(tǒng)（一段脫水系統(tǒng)，電脫水系統(tǒng)（二段脫水系統(tǒng)）。1.2三段式集輸系統(tǒng)三段式集輸系統(tǒng)與兩段式集輸系統(tǒng)工藝原理相似，主要的區(qū)別在于中轉(zhuǎn)站的來油首先進(jìn)入游離水脫除器，進(jìn)行沉降脫水，脫水至含水70%左右，然后進(jìn)入壓力沉降罐，進(jìn)行壓力沉降脫水，脫水至30%

5、左右，再進(jìn)入電脫水器進(jìn)行電脫水，經(jīng)電脫水后，成為凈化原油。所以三段式集輸系統(tǒng)包括三個(gè)子系統(tǒng)：自然沉降脫水系統(tǒng)、壓力沉降系統(tǒng)、電脫水系統(tǒng)。這種集輸系統(tǒng)雖流程復(fù)雜、設(shè)備較多、能耗較高，但是脫水效果較好。油田只有極少的一部分聯(lián)合站采用此種集輸系統(tǒng)進(jìn)行原油脫水。目前，油田絕大多數(shù)聯(lián)合站都采用兩段式脫水集輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)簡(jiǎn)單、節(jié)省設(shè)備、能耗低、脫水效果較好。聯(lián)合站原油脫水的監(jiān)控系統(tǒng)首先要保證聯(lián)合站內(nèi)的各個(gè)工藝裝置工作正常，外還要設(shè)法保持工況的相對(duì)穩(wěn)定，增加脫水轉(zhuǎn)油的效率。如果脫水不徹底，不僅采來的油得不到利用產(chǎn)生浪費(fèi)，而且會(huì)加重后面污水處理的負(fù)擔(dān)。另外外輸站的計(jì)量（流量與含水率）也因直接與采油廠的效益相關(guān)

6、，所以也很重要。如采用人工定時(shí)采樣測(cè)含水，容易造成漏洞，引致外輸?shù)膶?shí)際油質(zhì)與測(cè)量值不同，引起損失和糾紛。 為了實(shí)現(xiàn)聯(lián)合站原油脫水工藝流程自動(dòng)監(jiān)控，減少不必要的損失，集散控制系統(tǒng)就必不可少，測(cè)控點(diǎn)數(shù)多、測(cè)控精度高、測(cè)控速度快的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)， 其特點(diǎn)是分散控制和集中監(jiān)視， 具有組網(wǎng)通信能力、測(cè)控功能強(qiáng)、運(yùn)行可靠、易于擴(kuò)展、組態(tài)方便、操作維護(hù)簡(jiǎn)便。系統(tǒng)完全可以勝任或多回路調(diào)節(jié)器的工作， 它作為一個(gè)結(jié)點(diǎn)機(jī)使用是理想的。使用dcs 系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制， 實(shí)現(xiàn)了整體化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求。系統(tǒng)的一切管理在控制中心即可完成， 為實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定生產(chǎn)， 減少設(shè)備建設(shè)維護(hù)費(fèi)用， 提供了強(qiáng)有力的手段。 因此

7、，這就迫切要求對(duì)聯(lián)合站進(jìn)行自動(dòng)化改造，實(shí)行集散控制系統(tǒng)的監(jiān)控與管理。從而可以自動(dòng)采集并監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過程的各個(gè)參數(shù)，并進(jìn)行優(yōu)化處理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，對(duì)建成環(huán)保、節(jié)能、運(yùn)行效率高、自動(dòng)化管理水平高的智能化、數(shù)字化的聯(lián)合站有著重要意義，它同時(shí)也是數(shù)字化油田建設(shè)的重要組成部分。2.dcs 控制方案基于dcs的聯(lián)合站原油脫水監(jiān)控系統(tǒng)也就是集散控制系統(tǒng)（distributed control system），其是以微處理器為基礎(chǔ)的對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的集中分散控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱dcs系統(tǒng)。該系統(tǒng)將若干臺(tái)微機(jī)分散應(yīng)用于過程控制，全部信息通過通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計(jì)算機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制，整個(gè)裝置

8、繼承了常規(guī)儀表分散控制和計(jì)算機(jī)集中控制的優(yōu)點(diǎn)，克服了常規(guī)儀表功能單一，人-機(jī)聯(lián)系差以及單臺(tái)微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)危險(xiǎn)性高度集中的缺點(diǎn)，既實(shí)現(xiàn)了在管理、操作和顯示三方面集中，又實(shí)現(xiàn)了在功能、負(fù)荷和危險(xiǎn)性三方面的分散。dcs系統(tǒng)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程控制中起著重要的作用。目前的dcs發(fā)展成為基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和圖形技術(shù)及4c技術(shù)，通過通信網(wǎng)絡(luò)將分布在聯(lián)合站的現(xiàn)場(chǎng)控制站、檢測(cè)站和操作控制中心的操作管理站、控制管理站及工程師站等聯(lián)接起來，共同完成分散控制和集中操作、管理和綜合控制系統(tǒng)（圖1）。3.dcs的優(yōu)勢(shì)（1）采用分級(jí)遞階結(jié)構(gòu)（一般為四級(jí)，應(yīng)用過程控制，優(yōu)化控制，自適應(yīng)控制，工廠管理）;（2）采用微機(jī)智能化技術(shù);（3）采用局部網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù);豐富的功能軟件包（應(yīng)用程序模塊化）;（4）強(qiáng)有力的人機(jī)接口功能;（5）采用高可靠性（硬件工藝結(jié)構(gòu)可靠，冗余技術(shù)，容錯(cuò)技術(shù)）。同時(shí)，聯(lián)合站裝置比較集中，適于采用dcs進(jìn)行控制和管理。4.結(jié)語(yǔ)采油廠聯(lián)合站原油脫水的自動(dòng)化水平要求也越來越高，系統(tǒng)的控制策略一步適合當(dāng)前中轉(zhuǎn)站來液量大且波動(dòng)大的實(shí)際情況，監(jiān)控軟件中的先進(jìn)控制方法以及軟硬件交互的開放性應(yīng)用也不夠。隨著dc