过程压力流量监测系统的可行性研究与应用

【摘 要】为了确保我厂注水工作目标的实现，为油田稳产创造条件，特新建过程压力流量监测系统，通过该系统可时时监测现场仪表压力和流量何时升高或降低，有充分的证据供我们分析问题，采取必要的措施解决问题。

【关键词】压力；监测；注水系统

1、系统特征分析

（1）解决注水系统日常生产运行参数（各级压力及流量）资料搜集不及时、不准确，不能及时掌握注水系统运行状况的问题，通过对注水系统运行参数加装传感器，定时采集运行参数，能够及时、准确的了解注水系统运行状况，做出正确的调整措施。

（2）解决现有设备资料及运行参数档案是文档方式，没有数字化，不方便各职能部门数据共享。

（3）完善注水系统各种运行参数的测试技术，实现对注水系统运行数据的实时、准确采集，分析评判注水系统运行状况。

2、过程压力流量监测项目实施步骤

在2009年7月份，我们选择在集输一站配注间作为系统试验的地点，通过仔细的研究水表表头结构后发现，该水表没有安装R485通讯端口，只能依靠发送电流讯号和脉冲讯号来实现数据的传输。又因为脉冲讯号和电流讯号相比具有明显的优势，所以选择采用脉冲讯号来实现信号的收集和发送。。

图1是2009年11月11日集输一站配注间注水井2-33的曲线回放，从图中可以看出一天24小时内的流量的变化范围。

3、过程压力流量监测系统存在的不足

（1）现场数据采集发射系统：

①过程压力流量监测系统没有数据累计计算功能， 现场工作人员在屏幕前虽然可以时时监测到压力和流量瞬时读数，但监测不到水表的表头累计流量读数，对操作人员来说产生很大的不便。

②由于在现场中安装了模拟采集模块和数字采集模块来接收电流或脉冲发送的讯号， 但采用R485的通讯方式具有良好的抗噪声干扰性，远距离传输等优点，接收到的信号损失少，与电流或脉冲发讯相比，R485通讯不需要更多的远距离转换设备。

③在集输一站配注间安装的水表采用的是24V交流电输出，发送脉冲讯号，但所输出的交流电抗干扰性不强，在发送脉冲讯号时受干扰大，达不到系统的要求。

图1 2009年11月11日版本界面

（2） 中心服务器接收系统

①在值班室安装的监测系统在监视流量和压力的过程中，如果一旦压力超过限定值，容易引起危险，所以有必要设置限定值，安装报警系统。

②现场软件的界面存在问题，现场工作人员在操作时不能直观的观察屏幕上的数据，没有很好的直观感觉，需要很好的改进。

4、改进方案

通过我们与厂家人员多方面的探讨、协商，在上述5个方面做到技术上的突破，完成了对这几方面的改进。

（1）现场数据采集发射系统：

①在集输一站配注间的过程压力流量监测系统数据采集箱中安装了计算模块，一旦接收到数据发送命令后，立即收集最新运行参数数据，在现场进行计算，计算的数据和收集到的数据通过无线方式传输到监测中心。

②已经在现场中安装有R485控制盒，在以后的水表中如果有R485通讯端口，可直接连接到高速电台，发送和接收讯号更方便。

③在现场加装了24v电平，输出24V直流电。但并不能在每一个现场都安装24v的电平，所以在集输一站现场试验安装了滤波器，将安装在水表上电源的杂波滤除掉，但发送出来的讯号效果一般，又加入了电源隔离模块，才得到系统所需要的交流电。

（2）中心服务器接收系统

①在用VB语言编写的程序里已经加入了流量和压力声音报警系统，在电脑中设置流量和压力的限定值，一旦流量或声音超过了限定值就会报警，现场人员及时处理化解危险，避免造成事故。

②在改进过程中，我们通过反复的修改软件来达到目的，在经过了11次修改后，主界面如图所示，从主界面上可以很直观的看出水表的表头读数、流量和压力的瞬时曲线，全天的最大流量、最小流量、平均流量、当前点时间、压力和流量。具有记录每天压力或流量功能，时间为一个月。

图2 2009年12月30日版本界面

图2是12月30日集输一站配注间注水井2-33所示的压力和流量变化曲线，图中的主界面已经改动，可显示出井号2-33，压力单位mpa， 流量单位m3。。从图上可以看到压力或流量的设置范围，压力超过32mpa，系统会自动报警，主界面显示更为清晰

5、下一步的工作规划

建立注水地面系统工艺流程、设备特性和生产运行等数据库，实现信息管理的可视化；接收无线传输运行数据和导入生产报表数据；在此基础上确立的体系和方法，实现对供注水系统的统计计算、分析评价和优化设计，建立供注水系统经济运行判别与评价标准图版，监督系统日常生产运行。在注水系统运行过程管理中，通过建立注水系统运行监测报表来实施科学、实时管理。

6、经验总结

为了能更好的使过程压力流量监测系统应用于我厂，下面有几个建议总结出来以供参考：

（1）为了更好的与我厂的水表配套使用，建议在以后仪表选型过程中尽量选用一个生产厂家的水表，这样再有类似的系统安装在我们厂只需要研究一种表的结构，统筹管理，将会大大的减少工作时间，提高工作效率。

（2）目前国内水表厂家很多，发送讯号的方式也不同，虽然很多公司在水表中都设有电流发讯、脉冲发讯、R485通讯端口，但在仪表选型过程中需要要求生产厂家将R485通讯接口做好。

（3）由于过程压力流量监测系统所要求的电源要抗干扰性强，这就要求在今后的仪表选型中要求生产厂家在表头中安装隔离模块，做好仪表的抗干扰性能，可为我厂今后的工作提供方便，节约了系统成本，也为我厂以后的信息化发展铺平道路。

作者简介：

张志超，电气信息工程及其自动化助理工程师，2006年毕业于大庆石油学院，电气信息工程及其自动化专业。