油田自動化儀表的節(jié)能方法探討

周國峰(大慶油田工程建設(shè)有限公司化建公司，黑龍江 大慶 163000)

我們通過利用對自動化儀表上可視的數(shù)據(jù)進行分析，解決了油氣開采過程中分析和采集數(shù)據(jù)難的問題。如今，自動化儀表在油田工作中隨處可見，極大的方便了我們的油田工作。自動化儀表在油田中廣泛應(yīng)用之后，常常會在各種因素和影響下產(chǎn)生能量損耗。比如說電力浪費現(xiàn)象就普遍存在于管道對流體的運輸程序中。石油開采工作是一項龐大的系統(tǒng)的工程，能量和電力損耗積少成多，避免自動化儀表帶來的部分能源損耗具有十分重要的意義。

1 控制自動化儀表能量損耗的重要意義

我們平常使用的自動化儀表在油田工作中起著檢測、記錄和控制的重要作用。這些儀表在實際應(yīng)用過程中由于各種因素常會處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。如果能夠通過優(yōu)化和節(jié)能措施，使之處于一種相對穩(wěn)定的狀態(tài)，我們就能夠把油田開采過程中的電力損耗降到最低。

因此并不應(yīng)該只是簡單的對儀表的材料進行控制，而是應(yīng)該運用管理、計算等手段，結(jié)合實際的生產(chǎn)需要和開采工藝，整合出一套系統(tǒng)具體的節(jié)能方案整體實施。石油生產(chǎn)過程中，自動化儀表和其它各種設(shè)備設(shè)施組成一個完整的系統(tǒng)。通過有效的系統(tǒng)的自動化儀表節(jié)能措施，它們就能以一種更有效節(jié)能的方式為我們的油田生產(chǎn)服務(wù)。

2 自動化儀表如何避免電力損耗

如上節(jié)所說，油田的自動化儀表和整個油田的生產(chǎn)是一個有機的整體，因此自動化儀表在節(jié)能方面還有著很大的潛力可以挖掘。總的來說，可以從以下幾個方面入手：

2.1 通過減小流體和儀表之間的阻力達到減少能耗的目的

要減少自動儀表能量的損耗，就必須減少流體和儀表之間的阻力。減少阻力的能量損耗我們可以利用以下方法。

2.1.1 增大節(jié)流裝置的直徑比

節(jié)流裝置在流體的測量中有著廣泛的應(yīng)用，超過2/3的測量裝置中都有著節(jié)流裝置。由于流體和節(jié)流裝置的物理性質(zhì)，在流動過程中，粘性流作用就會使流體在流經(jīng)節(jié)流裝置的時候產(chǎn)生渦旋，這一過程會消耗部分能量。流體在流經(jīng)節(jié)流裝置的同時與節(jié)流裝置產(chǎn)生摩擦，這個摩擦?xí)a(chǎn)生部分阻力。而阻力會減少流體的靜態(tài)壓力，進而造成另外一部分的能源損耗。想要較小這些能量損耗，就是要降低阻力帶來的靜態(tài)壓力損耗。我們可以通過加大節(jié)流裝置的直徑來達到這樣的目的。因為通過加大節(jié)流裝置的直徑而減小流體的靜態(tài)壓力，會減小阻力從而降低靜態(tài)壓力的損耗。其次還可以將調(diào)節(jié)閥的閥阻比控制在0.3-0.5之間。實驗證明，閥阻比越大，流體流進調(diào)節(jié)閥時損失的能量就越大；閥阻比過小就不能充分發(fā)揮調(diào)節(jié)閥的作用。

2.1.2 通過控制離心泵的速率代替調(diào)節(jié)閥和截止閥

我們在油田生產(chǎn)過程中，為了滿足負荷的生產(chǎn)需求，一般會用有余量的大功率泵。這是因為是需要在泵出口處配備一個截止閥和調(diào)節(jié)閥一同作用。但這種方法造成的資源和能量浪費是很大的。我們完全可以通過使用變頻調(diào)速器自由改變泵的速率來代替這種組合。變頻調(diào)速器可以直接控制泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)閥滯后的問題也迎刃而解了。雖然變頻調(diào)速器一次性投資比較大，但這種技術(shù)高效節(jié)能，基本上一年的時間就可以收回投資。

2.1.3 更換更加先進輕便的流量測量儀器

流量測量領(lǐng)域發(fā)展日新月異，尋找一種更加高效壓損小的流量測量工具在國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域里已經(jīng)是一個常見的方法。笛形均速管流量計和渦流流量計就完全可以替代之前的流量測量方法。

笛形均速管流量計是采用皮托管測量原理測量擋體上游的動壓力與下游的靜壓力之間形成的壓差從而達到測量目的。比傳統(tǒng)的測量和節(jié)流裝置更加輕便和簡單穩(wěn)定。

渦流流量計是直接在流體管道之中垂直插入一個柱型阻擋物，通過檢測出渦旋分離的頻率，計算出管道內(nèi)的流體的流速或者流量來達到測量目的。這種最新的微處理技術(shù)具有功能強，流量范圍寬，操作維修簡單等優(yōu)點。并且通過數(shù)字化技術(shù)還可以實現(xiàn)測量參數(shù)的遠距離傳輸，極大的方便相關(guān)人員對數(shù)據(jù)的檢測。

這兩種儀表都有造價低、壓損小、安裝方便的優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金煤炭等行業(yè)各種氣體計量領(lǐng)域。

2.1.4 通過數(shù)字化技術(shù)來優(yōu)化自動化儀表的運行方案

數(shù)字化技術(shù)是近年來非常熱門的一種應(yīng)用科技，它廣泛使用于國內(nèi)外各個領(lǐng)域當(dāng)中。將各個儀表檢測到的信息通過數(shù)字傳輸技術(shù)引入計算機統(tǒng)一管理，相比于傳統(tǒng)的管理方法具有顯著的優(yōu)點。它不但反應(yīng)速度更快，而且一切“聽數(shù)字指揮，用數(shù)字說話”減少了不必要的工作失誤。用一套固定的程序來代替自然人重復(fù)簡單的判斷，能夠更加有效的調(diào)動各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工作效率。通過更加有效的對各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)和儀表進行有機的整合，進一步達到對各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)及時的反應(yīng)和處理的目的。

3 結(jié)語

我們在享用著自動化儀表給我們帶來便利的同時，也要時刻注意自動化儀表所帶來的不必要的能量損耗。這種看似微不足道的能量損耗，在油田這個大系統(tǒng)同積少成多，會產(chǎn)生相當(dāng)大的一部分不必要的損失。我們要充分借鑒和學(xué)習(xí)國內(nèi)外的先進技術(shù)，結(jié)合自身情況降低自動化儀表在使用過程中的能耗。只有這樣才能挖掘出自動化儀表為我們的企業(yè)帶來的潛在效益。身處石油開采生產(chǎn)崗位的我們，更應(yīng)該根據(jù)自身的情況各盡所能的將自動化儀表能耗減少到最低的可控狀態(tài)，為油田的發(fā)展貢獻自己的一份力量。

[1]楊盛剛.對工業(yè)自動化儀表節(jié)能方法的探究[J].中華民居，2012.10.

[2]黃鸝.自動化儀表控制系統(tǒng)探析[A].第二屆“科協(xié)文化——中關(guān)村論壇”論文集[C].2013.