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[摘 要]随着海洋石油勘探开发仪表自动化程度的不断提高，自动化仪表的种类不断增加，如何选用合适的自动化仪表是保证海洋石油作业安全的重要问题，同时，也是保证海洋石油稳定生产的保障，因此，本文对海洋石油自动化仪表的选用原则进行了分析探讨，并对自动化仪表的选用提出建议。
[关键词]油田作业；控制；自动化；仪表选择
中图分类号：TE937 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）09-0010-01
随着海洋工程科技的不断发展，自动化仪表在海洋石油领域得到了充分的使用，为我国海洋石油生产提供了重要保障。如今数字化技术与自动化技术都十分先进，我国的海洋石油勘探开发 已经向更先进发展趋势前进，数字化与信息化则是必然趋势。而海洋石油作业仪表自动化中的仪表选择，成为了当下十分重要的工作。
一、海洋石油生产作业自动化仪表的选用原则
自动化仪表的工作误差通常可分为相对误差、绝对误差和传导误差三种形式，而无论以何种形式的误差出现，由于油田勘探开发工况的不同，仪表测量的工作误差是不可能完全消除的，只能在一定范围内加以控制，最大限度地减小误差，真实反映各种参数的运行状况。为此，在选择仪表时必须遵循如下原则。
1.精确性和经济性兼顾原则
海洋石油生产作业是一个较为复杂的过程，它受海洋环境，地层地貌等影响因素较多，只有及时、准确地掌握油田储存开采状况以及生产流程状态才能对油田生产作业的动态变化情况作出有效的分析，进而制定最为契合的生产作业方案，持续优化生产工艺流程，修正平台设备运转参数，为海洋石油安全生产和高效产出提供技术支撑。因此，在选用自动化仪表时，精确性是首要考虑的因素，必须充分结合油田作业工况、计量环境、计量介质的性质以及对计量精度要求来选择能够处于最佳计量范围的仪表。
同时，在计量精度水平相近的仪表中，应当从控制成本的角度出发，选择经济性和技术性兼顾的仪表，避免选择那些成本较高，具有较多功能但不能满足油田作业和现场管理需求的仪表。
2.安全性和可靠性兼顾原则
安全生产是海洋石油作业的重中之重，在自动化仪表的选择上不可一味追求技术先进而忽视安全性。往往最“新”的仪器装备尚未经过长期实际使用的验证，因而最先进并不意味着最安全。由于现代信息技术的快速发展，自动化设备更新换代的速度也越来越快，但是在自动化仪表的选择过程中，只要该仪表所采用的技术能够满足特定参数测量的需求即可，在此范围内首先选择安全质量最为过硬且经久耐用的仪表，同时在安装过程中应当严格按照安装手册和工艺规程安装，清除管道内杂物和焊渣未，确保仪表测量的精确性和安全可靠。
二、油田作业过程中自动化仪表系统的仪表选择分析
1.温度测量仪器仪表
在油田作业的自动化进程中，温度是重要的参考因素，而最早的温度测量仪表，是意大利人伽利略创造的一种测量物体冷热程度的工业自动化仪表，是一种没有刻度的指示器。它有热电阻温度仪表、热电偶温度仪表、膨胀式温度仪表和辐射式温度仪表几类，它们的工作原理各不相同，热电阻温度仪表是利用导体电阻随温度变化的特性，进行低温的自动化和远距离测量；热电偶温度仪表是利用热电效应来进行温度测量的，这种热电效应与导体材料和结点温度相关；膨胀式温度仪表是利用物体遇热膨胀的原理进行温度计量的，它与液体汽化和凝固温度有直接的关系；而辐射式温度仪表可以用于900℃以上的高温，它是在热能转化为辐射能的基础上，进行温度的测量。在油田作业环境中，就地指示的温度仪表，主要是选择金属温度仪表，并通过自动化装置，将其温度控制在-80℃和零上500℃之间，精度为1.0-1.5级。对于-8℃以下的低温介质或者无法进行准确接触性测量的情况，则可以选择低温压力温度计，并进行相应型号的选择。另外，油田作业过程中的温度仪表安装，也要在选择之后的又一关键步骤，在仪表易受介质冲击的环境下，要采取必要的防弯曲措施，并使仪器的感温面与被测介质表面进行牢固的对接。
2.压力测量仪器仪表
在油田仪表自动化系统中，压力测量仪表是和温度测量仪器仪表具有同等重要意义的仪表，它对于油田作业的自动化过程同样也有误差的考虑因素，对于压力状态不同的介质，为了最大化地减少误差，获得精准的测量，要选取不同的型号的压力测量仪表。例如：一些粘度较高的原油，要选用隔膜式的压力仪表，或者采用弹簧管压力表，它们都具有1.5-2.5的精度等级；一些以标准信号输出的压力仪表，要考虑选用相应的压力变送器，对于固体颗粒状的腐蚀性介质，则要选择法兰膜片式压力变送器；对于具有激烈振动的介质，则可以选用数字压力变送器。
3.流量计量仪器仪表
在油田作业生产过程中，油井的产液量计量在有分离器生产的方式下，采用人工玻璃管进行计量的方式，通过手动或中央控制系统自动控制液面，以调节阀来实现操作的。在外输原油的计量采用涡街流量计、双转子流量计等计量方式；而轻质原油在其粘度小于5mps的情况下，要选用涡轮流量计仪表。污水、注入水的流量计量采用涡轮流量计、电磁流量计等计量方式计量。这些流量计量仪表在安装的过程中要注意清理，才能进行准确度的保护与控制。油田作业环境下，流量计量测量系统的检测元件、一次仪表和显示、记录等要进行恰当的配置。如果配置得当，则可以节约大量加重材料的费用，因此，对流量计量仪表进行不同粘度、不同密度性能参数的改變，在自动化控制系统的处理中，可以为我国油田解决材料浪费的问题。
4.液位测量仪器仪表
被测介质的性质是选择“就地液位”指示仪器仪表的重要依据，在实际的油田作业过程中，被测的介质性质有不同种类：轻质油、原油、生产水、污油、易液化的介质等，一般来说，玻璃板液位仪表适用于轻质油；原油适用于浮球液位计；生产水适用于翻板式液位计；污油灌适用于翻板式液位计同时通过液位变送器将液位数据传输到CCR；掺入乙二醇水溶液的隔离容器适用于易液化的介质。
由上可以看出，用于油田作业生产中的液位测量仪表，是有不同的分类和应用选择的，这里主要介绍“浮球式液位计”、“压变式液位计”、“差压式液位计”。首先，“浮球式液位计”仪表是利用力平衡原理进行测量的，其计量误差为：±2cm（绝对误差），但是这种仪表具有进液稳定性较差的缺点，在需要在容器上开孔安装检测存在较大难度。其次，“压变式液位计”在油田生产中主要用于测量开口容器内的液面高度，如：污水罐等，在被测介质是纯油或纯水的情况下，测量精度较高，但也存在一定误差。最后，还有“差压式液位计”，它在油田作业生产中适用于测量密闭容器内的液位，具有检测量程范围大、精度高、不受介质压力和温度的影响的优点。
5.用于油田作业生产的分析仪表选择
众所周知，原油具有不同的密度，其密度的测量也是油田作业过程中的一个重要考虑因素，我们也要根据生产实际情况进行密度计的不同选择。一般情况下，主要选择振动式密度计；对于污水的分析，则要依据其含量进行分析仪表的选择，通常可以选择水中溶解氧分析仪表，用于生产过程中的连续性测量。
结束语
科技在进步，油田建设也随着科技的进步在越来越好的发展，对于油田自动化仪表的选择也变得越来越重要，选择具有经济性、高精度性、安全可靠等特性的油田自动化仪表是油田作业的具体要求，科学合理的进行选择能降低仪器选择中所需要的成本，为提升经济效益提供了良好的保障。
参考文献
[1]李良.油田仪表自动化过程中仪表的选择[J].硅谷，2014，12（23）：149.
[2]夏立明.自动化仪表在实现数字化油田中的应用[J].吉林化工学院学报，2012，11（23）：13-16.
[关键词]油田作业；控制；自动化；仪表选择
中图分类号：TE937 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）09-0010-01
随着海洋工程科技的不断发展，自动化仪表在海洋石油领域得到了充分的使用，为我国海洋石油生产提供了重要保障。如今数字化技术与自动化技术都十分先进，我国的海洋石油勘探开发 已经向更先进发展趋势前进，数字化与信息化则是必然趋势。而海洋石油作业仪表自动化中的仪表选择，成为了当下十分重要的工作。
一、海洋石油生产作业自动化仪表的选用原则
自动化仪表的工作误差通常可分为相对误差、绝对误差和传导误差三种形式，而无论以何种形式的误差出现，由于油田勘探开发工况的不同，仪表测量的工作误差是不可能完全消除的，只能在一定范围内加以控制，最大限度地减小误差，真实反映各种参数的运行状况。为此，在选择仪表时必须遵循如下原则。
1.精确性和经济性兼顾原则
海洋石油生产作业是一个较为复杂的过程，它受海洋环境，地层地貌等影响因素较多，只有及时、准确地掌握油田储存开采状况以及生产流程状态才能对油田生产作业的动态变化情况作出有效的分析，进而制定最为契合的生产作业方案，持续优化生产工艺流程，修正平台设备运转参数，为海洋石油安全生产和高效产出提供技术支撑。因此，在选用自动化仪表时，精确性是首要考虑的因素，必须充分结合油田作业工况、计量环境、计量介质的性质以及对计量精度要求来选择能够处于最佳计量范围的仪表。
同时，在计量精度水平相近的仪表中，应当从控制成本的角度出发，选择经济性和技术性兼顾的仪表，避免选择那些成本较高，具有较多功能但不能满足油田作业和现场管理需求的仪表。
2.安全性和可靠性兼顾原则
安全生产是海洋石油作业的重中之重，在自动化仪表的选择上不可一味追求技术先进而忽视安全性。往往最“新”的仪器装备尚未经过长期实际使用的验证，因而最先进并不意味着最安全。由于现代信息技术的快速发展，自动化设备更新换代的速度也越来越快，但是在自动化仪表的选择过程中，只要该仪表所采用的技术能够满足特定参数测量的需求即可，在此范围内首先选择安全质量最为过硬且经久耐用的仪表，同时在安装过程中应当严格按照安装手册和工艺规程安装，清除管道内杂物和焊渣未，确保仪表测量的精确性和安全可靠。
二、油田作业过程中自动化仪表系统的仪表选择分析
1.温度测量仪器仪表
在油田作业的自动化进程中，温度是重要的参考因素，而最早的温度测量仪表，是意大利人伽利略创造的一种测量物体冷热程度的工业自动化仪表，是一种没有刻度的指示器。它有热电阻温度仪表、热电偶温度仪表、膨胀式温度仪表和辐射式温度仪表几类，它们的工作原理各不相同，热电阻温度仪表是利用导体电阻随温度变化的特性，进行低温的自动化和远距离测量；热电偶温度仪表是利用热电效应来进行温度测量的，这种热电效应与导体材料和结点温度相关；膨胀式温度仪表是利用物体遇热膨胀的原理进行温度计量的，它与液体汽化和凝固温度有直接的关系；而辐射式温度仪表可以用于900℃以上的高温，它是在热能转化为辐射能的基础上，进行温度的测量。在油田作业环境中，就地指示的温度仪表，主要是选择金属温度仪表，并通过自动化装置，将其温度控制在-80℃和零上500℃之间，精度为1.0-1.5级。对于-8℃以下的低温介质或者无法进行准确接触性测量的情况，则可以选择低温压力温度计，并进行相应型号的选择。另外，油田作业过程中的温度仪表安装，也要在选择之后的又一关键步骤，在仪表易受介质冲击的环境下，要采取必要的防弯曲措施，并使仪器的感温面与被测介质表面进行牢固的对接。
2.压力测量仪器仪表
在油田仪表自动化系统中，压力测量仪表是和温度测量仪器仪表具有同等重要意义的仪表，它对于油田作业的自动化过程同样也有误差的考虑因素，对于压力状态不同的介质，为了最大化地减少误差，获得精准的测量，要选取不同的型号的压力测量仪表。例如：一些粘度较高的原油，要选用隔膜式的压力仪表，或者采用弹簧管压力表，它们都具有1.5-2.5的精度等级；一些以标准信号输出的压力仪表，要考虑选用相应的压力变送器，对于固体颗粒状的腐蚀性介质，则要选择法兰膜片式压力变送器；对于具有激烈振动的介质，则可以选用数字压力变送器。
3.流量计量仪器仪表
在油田作业生产过程中，油井的产液量计量在有分离器生产的方式下，采用人工玻璃管进行计量的方式，通过手动或中央控制系统自动控制液面，以调节阀来实现操作的。在外输原油的计量采用涡街流量计、双转子流量计等计量方式；而轻质原油在其粘度小于5mps的情况下，要选用涡轮流量计仪表。污水、注入水的流量计量采用涡轮流量计、电磁流量计等计量方式计量。这些流量计量仪表在安装的过程中要注意清理，才能进行准确度的保护与控制。油田作业环境下，流量计量测量系统的检测元件、一次仪表和显示、记录等要进行恰当的配置。如果配置得当，则可以节约大量加重材料的费用，因此，对流量计量仪表进行不同粘度、不同密度性能参数的改變，在自动化控制系统的处理中，可以为我国油田解决材料浪费的问题。
4.液位测量仪器仪表
被测介质的性质是选择“就地液位”指示仪器仪表的重要依据，在实际的油田作业过程中，被测的介质性质有不同种类：轻质油、原油、生产水、污油、易液化的介质等，一般来说，玻璃板液位仪表适用于轻质油；原油适用于浮球液位计；生产水适用于翻板式液位计；污油灌适用于翻板式液位计同时通过液位变送器将液位数据传输到CCR；掺入乙二醇水溶液的隔离容器适用于易液化的介质。
由上可以看出，用于油田作业生产中的液位测量仪表，是有不同的分类和应用选择的，这里主要介绍“浮球式液位计”、“压变式液位计”、“差压式液位计”。首先，“浮球式液位计”仪表是利用力平衡原理进行测量的，其计量误差为：±2cm（绝对误差），但是这种仪表具有进液稳定性较差的缺点，在需要在容器上开孔安装检测存在较大难度。其次，“压变式液位计”在油田生产中主要用于测量开口容器内的液面高度，如：污水罐等，在被测介质是纯油或纯水的情况下，测量精度较高，但也存在一定误差。最后，还有“差压式液位计”，它在油田作业生产中适用于测量密闭容器内的液位，具有检测量程范围大、精度高、不受介质压力和温度的影响的优点。
5.用于油田作业生产的分析仪表选择
众所周知，原油具有不同的密度，其密度的测量也是油田作业过程中的一个重要考虑因素，我们也要根据生产实际情况进行密度计的不同选择。一般情况下，主要选择振动式密度计；对于污水的分析，则要依据其含量进行分析仪表的选择，通常可以选择水中溶解氧分析仪表，用于生产过程中的连续性测量。
结束语
科技在进步，油田建设也随着科技的进步在越来越好的发展，对于油田自动化仪表的选择也变得越来越重要，选择具有经济性、高精度性、安全可靠等特性的油田自动化仪表是油田作业的具体要求，科学合理的进行选择能降低仪器选择中所需要的成本，为提升经济效益提供了良好的保障。
参考文献
[1]李良.油田仪表自动化过程中仪表的选择[J].硅谷，2014，12（23）：149.
[2]夏立明.自动化仪表在实现数字化油田中的应用[J].吉林化工学院学报，2012，11（23）：13-16.