自動化儀器儀表的安裝調試及抗干擾方法研究

［關鍵詞］自動化儀器儀表；安裝調試；抗干擾

1 常見的自動化儀器儀表

1.1 溫度儀表

油氣儲運過程復雜，所用設備和管道繁多，對溫度的控制要求較高。目前，常用的測溫設備有雙金屬溫度計、熱點阻（偶）等。

1.2 壓力儀表

壓力作為油氣儲運生產過程中的重要控制參數，與生產安全密切相關。在油氣儲運生產過程中，常用的壓力檢測裝置主要有波登管壓力傳感器、電容式壓力傳感器、共振型壓力傳感器、擴散硅壓傳感器等。

1.3 物位儀表

物位儀表是油氣儲運生產過程中實時監測，并顯示液體位置及高度的儀器儀表。物位儀表通常是利用浮力原理來實現計量功能，即通過測量液體表面受重力影響而產生的位移量，從而得出液面高度。

1.4 流量儀表

流量儀表能夠實時監測流體流動狀態，具有精度高、穩定性好等特點。根據測量原理的不同，流量儀表可以分為轉子流量計、差壓式流量計、科里奧利式質量流量計、電磁式流量計等。

2 自動化儀器儀表應用的優勢

2.1 提高油氣儲運效率

在油氣儲運過程中，需對各類生產設備及其相關管線進行有效控制與管理，采用自動化儀器儀表可以實現對管線內的參數的實時監控，當發生異常狀況時，自動化儀器儀表可及時將監測到的數據傳輸給控制系統，保證控制系統能及時作出反應。

2.2 增強設備管理能力

在油氣儲運過程中，需要對儲運生產等運行狀態進行實時監測，確保其安全穩定運行。在油氣儲運過程中采用自動化儀器儀表，既可減輕工人勞動強度，又可實現自動監測與管理，可提高整體系統和設備的管控能力，實現油氣儲運自動化調節、控制。

2.3 控制長輸管道參數

遠距離油氣管道是我國油氣儲運事業的重要組成部分，也是我國油氣儲運企業未來發展的堅實基礎。在長距離油氣儲運管道中，自動化儀器儀表的應用除了要遵循能量守恒原理外，還對各種參數進行調整與優化，這有助于實現對原油輸送效率的科學調控。

3 自動化儀器儀表的安裝調試與抗干擾方法

自動化儀器儀表對使用環境、安裝技術、抗干擾能力等有著較高要求。我國某西部管道輸油氣分公司采用自動化儀器儀表，為保證儀器儀表的正常使用，從儀器儀表的安裝調試和抗干擾方面進行嚴格控制。其中油氣水流量計量是企業生產運行、集輸等數據采集的重要設施，該企業采取如下方式進行流量測量儀表的選型、安裝及抗干擾。

3.1 流量測量儀表選型

該企業對流量測量儀表測量精度的要求見表1。

由于工程位于西部偏遠地區，施工環境惡劣，施工人員素質參差不齊，容易導致部分測量儀器誤差偏大，不能滿足使用要求。為此，需在明確儀器儀表類別和需求的基礎上進行儀表選型。

3.1.1 濕氣計量撬儀表

當前氣–液兩相流在石油和天然氣工業中廣泛存在。隨著油田開發進入高含水期，如何提高油井產量和含水監測精度成為迫切需要解決的問題。企業通過采用水分單相流量計，可省去計量分離器、計量橋管輪換等設備，不僅占地面積小、流程布置簡單，而且能實現連續在線流量測量，實現無人值守，便于對氣井生產動態進行實時監測，實現精細化管理。

3.1.2 氣液分離后氣相儀表

部分氣井具有較高的水露點，氣–液分離后仍有部分液體存留，企業在實際生產過程中需要考慮這些液體對氣液組分的影響，合理選擇氣相儀表。表2為氣–液分離段中各種流量計的影響因素及特點。

本項目以JS2035HF井為研究對象，綜合考慮氣–液分離后流量、氣質情況、用氣性質、壓力、溫度等關鍵參數，采用差壓式流量計進行測量，計算標況流量。具體參數見表3。

3.1.3 儲液罐油水液位儀表

當壓裂井返排率達不到100%時，為加快試氣投產速度，需經試氣組試氣分離器進入生產流程，因此，儲液箱底部一般都有壓裂砂。隨著井下壓力下降、產量下降，泡沫抽采、高壓氣體舉升、連續油管抽采等技術相繼投入使用，會導致生部分乳狀液，這些液體進入儲液槽，隨著開采過程不斷向地面設備注入，最終在油水兩相中形成乳化原油。可見，儲液槽內由下往上流動的介質為砂、水、乳化液及油。圖1為儲罐液位計量儀表（截面）示意。

3.2 自動化儀器儀表安裝調試

3.2.1 自動化儀器儀表現場安裝

在合理選擇儀器儀表后，需嚴格落實儀器儀表的安裝和調試工作。應在分析儀器儀表類型及工作原理的基礎上，進一步優化管路及總控制開關的安放位置。自動化儀器儀表所處環境復雜，所以儀表的安裝應嚴格按有關標準及操作規程進行，提高儀表的整體性能，避免因為安裝不到位出現故障而影響到油氣儲運。在安裝過程中，鋼槽加工完成后應掌握儀表板尺寸及規格，確定儀表預留孔位，為儀表安裝質量控制作好準備。在安裝前，要對槽鋼結構的正確性及安裝質量進行多次檢查，確認無誤后方可安裝儀表。在組裝時，可將表放在對應的托架上，并用螺栓緊固。

3.2.2 設備及管路安裝

儀表及相關部件安裝完成后，需要進行有關工藝管線設備的安裝。在安裝設備及管線時應注意以下幾點：①在正式安裝前要確保自動儀表及線路設計合理、精確；②保證各部分的安裝位置、數量及工藝的正確性，為設備及管線的安裝打下堅實基礎；③嚴格按照有關標準、規范進行設備、管道的安裝，加強設備及管道的安裝質量監督。

3.2.3 調試與校對

自動化儀器安裝調試完成后需調試校準，消除操作誤差，提高設備運行安全穩定。在調試和校準過程中，做好參數調整、試運行等工作，防止儀器儀表在以后的運行中發生故障。

3.3 自動化儀器儀表抗干擾措施

3.3.1 接地安裝

接地系統的運行情況和安裝水平會受到電流幅值、波形狀態等因素的影響。接地安裝通常包括單點接地和多點接地兩種方式，通常情況下單點接地的方式不會對自動化儀器儀表產生較大的干擾。要保證地線的正確敷設，然后根據已有的標準對地線進行抗干擾處理，最后進行試驗，驗證接地裝置是否符合設計要求。一般情況下，接地電阻應適當地限制在5～10Ω，且越接近5Ω越好。在接線時，要特別注意接線方式，按并聯方式進行安裝。因為當串聯時，電流流入公用地線的概率很大。

3.3.2 消除電磁干擾

儀表在開關時會產生高壓，這將對儀器的工作環境造成電磁干擾，降低其抗干擾能力，使安裝的儀器無法長期穩定運行。針對這個問題，可采取增加阻容網絡、增加二極管等多種方案。具體實踐中，可根據儀器安裝現場的具體情況選用最適合的抗干擾方案，如采用屏蔽技術保護儀器，有效提高儀器的工作穩定性與可靠性。或增加阻容緩沖器，提高儀器的抗干擾能力。油氣儲運中常用緩沖器為10～20Ω，電容值為0.22～1μF，該設備通過對儀器屏蔽層及電纜的合理設計和優化，保證設備在正常工作時不受外界電磁干擾。

3.3.3 屏蔽干擾

物理屏蔽是抗干擾方法。為有效屏蔽干擾信號，通常采用低電阻或弱磁的材料作為屏蔽件。在外部電磁環境較復雜的情況下，通過合理的儀器布置可有效減小外部電磁環境對設備的影響。根據遮蔽范圍的不同，遮蔽方式可分為全局遮蔽與局部遮蔽。全屏蔽技術主要應用于設備密集、空間大、人員密集、距離近的場合。當采用局部屏蔽技術時，需要對關鍵部件進行識別，并安裝適當的屏蔽裝置。

4 結束語

自動化儀器儀表的安裝調試及抗干擾工作，是確保油氣儲運正常運行和準確測量的關鍵環節。通過對安裝過程的嚴格把控和抗干擾措施的有效實施，可以提高儀器儀表的穩定性和可靠性。在未來的工作中，應繼續關注行業的發展動態，不斷學習和引入先進的技術和方法，進一步優化安裝流程，提升自動化儀器儀表的抗干擾能力。