論化工儀表在海洋石油調(diào)整井中應用

上海上自儀公司隨著科技發(fā)展及進步，化工儀表也在不斷的升級換代中，且已實現(xiàn)由傳統(tǒng)的氣動儀表向數(shù)字化儀表轉(zhuǎn)化的目標，同時向可尋址及無線信號儀表發(fā)展，并在部分場所進行了試用。得益于此，化工儀表的使用數(shù)量在海洋石油中不斷增加，且應用范圍日益增大，已成為海上安全生產(chǎn)必不可少的一部分。文章將根據(jù)工作中的實際經(jīng)驗對化工儀表在海洋石油調(diào)整井中應用進行探討。

0 引言

隨著海洋石油業(yè)的不斷發(fā)展，海洋石油的調(diào)整井生產(chǎn)規(guī)模也在不斷擴大，對化工儀表的需求量也不斷增加，同時對儀表的安全性能和穩(wěn)定性能要求日益嚴格。其中雙流程調(diào)整井（兼具注水井和生產(chǎn)井的功能）是所有調(diào)整井中使用的化工儀表數(shù)量及種類非常多非常全的井型。

1 調(diào)整井常用化工儀表

依表可以看出，雙流程調(diào)整井主要使用了以下幾種儀表：壓力表、溫度計、溫度變送器、壓力變送器、高低壓開關、流量計。

2 調(diào)整井常用化工儀表的特點及功用

2.1 壓力表

調(diào)整井常用壓力表依據(jù)接觸介質(zhì)，類型有2種：通用型壓力表和隔膜壓力表。前者用于測試常溫、低黏度、無浮游物、無腐蝕性、可直接接觸的介質(zhì)的壓力，后者適用于測試有腐蝕性、高溫、高黏度、易結(jié)晶、易凝固、有固體浮游物的介質(zhì)的壓力以及必須需要所測量介質(zhì)間接進入通用型壓力儀表并需要防止沉淀物積聚且易清洗的場合。其共性要求為：殼體材質(zhì)16SS，防震（即殼體填充硅油）。其在調(diào)整井流程所使用的壓力范圍為：0～10MPa（用于生產(chǎn)流程）及0～25MPa（用于注水流程及壓井流程），起就地顯示及觀察流程壓力的作用。

其在使用過程中一般需配備保護套管及溫井，因為使用過程中保護套管需以焊接或螺紋連接的方式安裝管道上，不方便后續(xù)的檢查，其螺紋連接方式存在泄露的可能性，故已逐漸被溫井替代。調(diào)整井常用溫井依照安裝尺寸分為：1 1/2寸和2寸溫井 2 種，材質(zhì)多為 316SS，其以法蘭連接的方式安裝在管道上，其與溫度計連接口尺寸為1/2寸NPTF螺紋。在使用中須注意的是：測量調(diào)整井管道流體溫度時，一般都應將其測量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝都可)為非常佳位置，但現(xiàn)場實際應用中，控制范圍為管道內(nèi)徑的1/3至 2/3之間。調(diào)整井一般使用的溫度計量程范圍為：0-100℃和0-150℃，其作用為就地測量和觀察管道內(nèi)流體的溫度。

2.3 壓力變送器

調(diào)整井常用壓力變送器為智能型壓力變送器，是在普通壓力傳感器的基礎上增加微處理器電路而組合成的智能檢測儀表。

其和傳統(tǒng)壓力變送器相比較，有以下幾方面優(yōu)點：

（1）性能穩(wěn)定,可靠性好,測量精度高,基本誤差可達到± 0.1%或更低；

（2）有數(shù)字/模擬兩種輸出方式,有 HART 和 FIELD BUS 兩種通訊協(xié)議，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向通訊,可與現(xiàn)場總線網(wǎng)絡和上位計算機相連以進行遠程通訊；

（3）可以通過現(xiàn)場通訊器,激活及調(diào)用變送器的自修正、自補償、自診斷及錯誤方式告警等多種功能,從而簡化變送器調(diào)整、校準與維護的過程。

（4）量程范圍可達100∶1 ,時間常數(shù)可在0～36s內(nèi)調(diào)整,有較寬的零點遷移范圍；

（5）具有溫度、靜壓的自動補償功能,在檢測時,可對非線性進行自動校正；

現(xiàn)經(jīng)過海上多年應用，具有較好口碑的有三家品牌：羅斯蒙特、霍尼韋爾和橫河。調(diào)整井中該儀表常用規(guī)格為：數(shù)字顯示，工作電壓 24VDC，輸出信號 4～20mA，防爆防護等級 EXI?IBT4 IP56,殼體材質(zhì)：鑄鋁鍍塑或316SS；接口1/2NPTF，量程0～10MPa（用于生產(chǎn)流程）及 0～25MPa（用于注水流程及壓井流程）且可調(diào)，具備HART和FF協(xié)議。其在調(diào)整井上所起作用為：檢測流程管線的壓力，并轉(zhuǎn)換成信號通過電纜或其他途徑遠傳至中控進行實時顯示，如有異常，則在中控進行報警或邏輯關斷。如調(diào)整井生產(chǎn)管線使用1 臺，則其信號進入中控PCS系統(tǒng)進行顯示及預警，如使用2臺，則另外1臺代替高低壓開關的功用，其信號進行中控ESD系統(tǒng)進行顯示，并在預警同時執(zhí)行邏輯關斷功能。

2.4 溫度變送器

調(diào)整井現(xiàn)常用溫度變送器為智能型一體式溫度變送器，其通用性強，具有各種補償功能，具有控制、通信和自診斷功能，精度高、功耗低，抗干擾能力強，使用環(huán)境溫度范圍寬，工作穩(wěn)定可靠；可以與各類熱電阻和熱電偶進行配合使用?，F(xiàn)經(jīng)過海上多年應用，具有較好口碑的有三家品牌：羅斯蒙特、霍尼韋爾和橫河。調(diào)整井中該儀表常用規(guī)格為：數(shù)字顯示，工作電壓 24VDC，輸出信號 4～20mA，防爆防護等級 EXI?IBT4 IP56,殼體材質(zhì)：鑄鋁鍍塑或316SS；電氣接口1/2NPTF，具 備HART 協(xié)議，接線方式有二線制、三線制、四線制，量程范圍為：0～100℃和0～150℃，需與溫井配套使

用，其作用為測量和觀察管道內(nèi)流體的溫度，并通過電纜或其他途徑遠傳至中控PCS進行實時監(jiān)測并在異常時預警。

2.5 高低壓開關

高低壓開關又稱高低壓導閥，包括：共用底座，高壓導閥和低壓導閥。在調(diào)整井系統(tǒng)中是服務與井口控制盤的。通過共用底座從管道上取壓，然后傳導給高壓導閥和低壓導閥，高/低壓導閥在感應到動作壓力后，進行動作，然后其導閥上氣路開始以儀表氣的能量形式傳遞壓力信號進入井口控制盤，從而實現(xiàn)后續(xù)的信號傳遞和邏輯功能。其作用可用壓力變送器代替，信號可直接進入中控ESD系統(tǒng)實現(xiàn)報警及邏輯關斷。現(xiàn)部分平臺已經(jīng)采用了此種方式。一方面節(jié)省了設備費用（相對于高低壓開關而言，壓力變送器費用較低）和儀表管的費用，另一方面減少了施工難度，節(jié)省了人工。個人比較支持此種方式。

2.6 流量計

對于調(diào)整井而言，流量計只在注水流程中使用，且常用類型為電磁流量計、和靶式流量計，前者能夠測量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒（例如泥漿）或纖維液體的流量，后者便于某些黏度較高或含有懸浮物介質(zhì)的流量檢測。

3 結(jié)語

隨著化工儀表中在海上平臺的的應用范圍不斷擴大，在使儀表的安全性能和穩(wěn)定性能得到有效提高的同時也使海洋石油化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)成本得到很大程度的降低，使海洋石油化工企業(yè)的經(jīng)濟利益有所提高。將來，隨著我國自化工儀表智能性和專業(yè)性的功能的提高，會進一步使我國的海洋石油化工企業(yè)的生產(chǎn)效率得到快速提高，上海上自儀公司同時也會使企業(yè)的生產(chǎn)成本降低，進而提高我國整個海洋石油化工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟利益。