論化工儀表在海洋石油調(diào)整井中應(yīng)用

上海上自儀公司隨著科技發(fā)展及進(jìn)步，化工儀表也在不斷的升級(jí)換代中，且已實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的氣動(dòng)儀表向數(shù)字化儀表轉(zhuǎn)化的目標(biāo)，同時(shí)向可尋址及無(wú)線信號(hào)儀表發(fā)展，并在部分場(chǎng)所進(jìn)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(yīng)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(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)化工儀表在海洋石油調(diào)整井中應(yīng)用進(jìn)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(kuò)大，對(duì)化工儀表的需求量也不斷增加，同時(shí)對(duì)儀表的安全性能和穩(wěn)定性能要求日益嚴(yán)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(jì)、溫度變送器、壓力變送器、高低壓開(kāi)關(guān)、流量計(jì)。

2 調(diào)整井常用化工儀表的特點(diǎn)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(cè)試常溫、低黏度、無(wú)浮游物、無(wú)腐蝕性、可直接接觸的介質(zhì)的壓力，后者適用于測(cè)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(cè)量介質(zhì)間接進(jìn)入通用型壓力儀表并需要防止沉淀物積聚且易清洗的場(chǎng)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(guò)程中一般需配備保護(hù)套管及溫井，因?yàn)槭褂眠^(guò)程中保護(hù)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(jì)連接口尺寸為1/2寸NPTF螺紋。在使用中須注意的是：測(cè)量調(diào)整井管道流體溫度時(shí)，一般都應(yīng)將其測(cè)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(chǎng)實(shí)際應(yīng)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(jì)量程范圍為：0-100℃和0-150℃，其作用為就地測(cè)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(chǔ)上增加微處理器電路而組合成的智能檢測(cè)儀表。

其和傳統(tǒng)壓力變送器相比較，有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：

（1）性能穩(wěn)定,可靠性好,測(cè)量精度高,基本誤差可達(dá)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向通訊,可與現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)和上位計(jì)算機(jī)相連以進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊；

（3）可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)通訊器,激活及調(diào)用變送器的自修正、自補(bǔ)償、自診斷及錯(cuò)誤方式告警等多種功能,從而簡(jiǎn)化變送器調(diào)整、校準(zhǔn)與維護(hù)的過(guò)程。

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

（5）具有溫度、靜壓的自動(dòng)補(bǔ)償功能,在檢測(cè)時(shí),可對(duì)非線性進(jìn)行自動(dòng)校正；

現(xiàn)經(jīng)過(guò)海上多年應(yīng)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(hào) 4～20mA，防爆防護(hù)等級(jí) 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(cè)流程管線的壓力，并轉(zhuǎn)換成信號(hào)通過(guò)電纜或其他途徑遠(yuǎn)傳至中控進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，如有異常，則在中控進(jìn)行報(bào)警或邏輯關(guān)斷。如調(diào)整井生產(chǎn)管線使用1 臺(tái)，則其信號(hào)進(jìn)入中控PCS系統(tǒng)進(jìn)行顯示及預(yù)警，如使用2臺(tái)，則另外1臺(tái)代替高低壓開(kāi)關(guān)的功用，其信號(hào)進(jìn)行中控ESD系統(tǒng)進(jìn)行顯示，并在預(yù)警同時(shí)執(zhí)行邏輯關(guān)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(qiáng)，具有各種補(bǔ)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(qiáng)，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(jìn)行配合使用。現(xiàn)經(jīng)過(guò)海上多年應(yīng)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(hào) 4～20mA，防爆防護(hù)等級(jí) 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(cè)量和觀察管道內(nèi)流體的溫度，并通過(guò)電纜或其他途徑遠(yuǎn)傳至中控PCS進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并在異常時(shí)預(yù)警。

2.5 高低壓開(kāi)關(guān)

高低壓開(kāi)關(guān)又稱高低壓導(dǎo)閥，包括：共用底座，高壓導(dǎo)閥和低壓導(dǎo)閥。在調(diào)整井系統(tǒng)中是服務(wù)與井口控制盤(pán)的。通過(guò)共用底座從管道上取壓，然后傳導(dǎo)給高壓導(dǎo)閥和低壓導(dǎo)閥，高/低壓導(dǎo)閥在感應(yīng)到動(dòng)作壓力后，進(jìn)行動(dòng)作，然后其導(dǎo)閥上氣路開(kāi)始以儀表氣的能量形式傳遞壓力信號(hào)進(jìn)入井口控制盤(pán)，從而實(shí)現(xiàn)后續(xù)的信號(hào)傳遞和邏輯功能。其作用可用壓力變送器代替，信號(hào)可直接進(jìn)入中控ESD系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)報(bào)警及邏輯關(guān)斷?，F(xiàn)部分平臺(tái)已經(jīng)采用了此種方式。一方面節(jié)省了設(shè)備費(fèi)用（相對(duì)于高低壓開(kāi)關(guān)而言，壓力變送器費(fèi)用較低）和儀表管的費(fèi)用，另一方面減少了施工難度，節(jié)省了人工。個(gè)人比較支持此種方式。

2.6 流量計(jì)

對(duì)于調(diào)整井而言，流量計(jì)只在注水流程中使用，且常用類型為電磁流量計(jì)、和靶式流量計(jì)，前者能夠測(cè)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(cè)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著化工儀表中在海上平臺(tái)的的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)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(shí)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(jì)利益有所提高。將來(lái)，隨著我國(guó)自化工儀表智能性和專業(yè)性的功能的提高，會(huì)進(jìn)一步使我國(guó)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(shí)也會(huì)使企業(yè)的生產(chǎn)成本降低，進(jìn)而提高我國(guó)整個(gè)海洋石油化工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。