全自動(dòng)一次稱重原油計(jì)量系統(tǒng)裝置

1、全自動(dòng)一次稱重原油計(jì)量系統(tǒng)裝置 可行性研究報(bào)告盤錦遼河油田大疆工程安裝有限公司一、總論 1、項(xiàng)目概述：油田油井三相介質(zhì)的計(jì)量一直是國(guó)內(nèi)外難題。本項(xiàng)目主要開(kāi)發(fā)生產(chǎn)國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)的全自動(dòng)一次稱重原油計(jì)量系統(tǒng)裝置，該計(jì)量系統(tǒng)由分配計(jì)量多通閥又稱多路流量分配、全自動(dòng)一次稱重計(jì)量罐和原油含水分析儀組成。其基本工作原理是：通過(guò)計(jì)量選通裝置選擇接通井站內(nèi)任何一口油井的原油進(jìn)入稱重計(jì)量罐內(nèi)智能稱重計(jì)量，含水分析儀分析出原油含水量，進(jìn)而計(jì)算出油井產(chǎn)油量。整套系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，并可遠(yuǎn)傳。主要用途及適用范圍：該項(xiàng)目適合所有油田的油井原油的精確計(jì)量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，無(wú)人值守，提高現(xiàn)代化生產(chǎn)水平。2、

2、項(xiàng)目的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義及進(jìn)展情況油井原油計(jì)量是油田重要的工作，靠人工量油和落后的計(jì)量設(shè)備已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。該套裝置的研究成功，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化精確計(jì)量，將油田原油計(jì)量技術(shù)提高了很大一個(gè)臺(tái)階。該產(chǎn)品有巨大的市場(chǎng)需求潛力，項(xiàng)目實(shí)施后將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，產(chǎn)品預(yù)計(jì)定價(jià)26萬(wàn)元/套，以年銷售150套計(jì)算，每年可新增產(chǎn)值3900萬(wàn)。該項(xiàng)目于2009年初開(kāi)始研發(fā)，目前已經(jīng)完成了樣機(jī)制造，室內(nèi)試驗(yàn)等工作，該項(xiàng)目已獲得一項(xiàng)國(guó)家專利，名稱為：全自動(dòng)油井計(jì)量裝置，專利號(hào)分別為：200920013722.5。3項(xiàng)目計(jì)劃目標(biāo)（1）總體目標(biāo)：該項(xiàng)目計(jì)劃投資1000萬(wàn)元，項(xiàng)目完成時(shí)達(dá)到批量生產(chǎn)程度，實(shí)現(xiàn)60

3、0套/年的生產(chǎn)能力，企業(yè)資產(chǎn)規(guī)模達(dá)1000萬(wàn)元，企業(yè)員工總?cè)藬?shù)達(dá)150人，新增就業(yè)人員65人。（2）經(jīng)濟(jì)目標(biāo)：該項(xiàng)目計(jì)劃完成時(shí)預(yù)計(jì)累計(jì)銷售收入 3500 萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)工業(yè)增加值2200萬(wàn)元，繳稅總額 900萬(wàn)元，凈利潤(rùn)1200萬(wàn)元。（3）技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)：該項(xiàng)目完成時(shí)達(dá)到的功能和技術(shù)指標(biāo)：對(duì)多口油井自動(dòng)計(jì)量單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)液量、含水率、產(chǎn)油量以及產(chǎn)氣量，并將計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳到管理室。計(jì)量精度：0.1%；產(chǎn)液重量計(jì)量誤差1% ；原油重量計(jì)量誤差1.5%（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為誤差10%），產(chǎn)氣量計(jì)量誤差1.2%，倒井控制功能根據(jù)RTU人機(jī)界面操作命令或中控室遠(yuǎn)程操作命令，自動(dòng)將某一個(gè)或多個(gè)油井切換到計(jì)量位，并啟動(dòng)計(jì)量

4、。計(jì)量流程控制功能某一個(gè)或多個(gè)油井切換到計(jì)量位后，實(shí)時(shí)采集原油流量、含水率、天然氣流量，完成一定時(shí)間的計(jì)量（由RTU人機(jī)界面或中控室設(shè)置）。計(jì)量計(jì)算功能計(jì)量過(guò)程結(jié)束后，根據(jù)計(jì)量有效時(shí)間、原油和天然氣流量累計(jì)、含水率情況，自動(dòng)計(jì)算出液、油、氣、水的日產(chǎn)量。報(bào)警與聯(lián)鎖功能數(shù)據(jù)采集點(diǎn)報(bào)警，設(shè)備故障報(bào)警，如電動(dòng)閥故障判斷與報(bào)警、計(jì)量流程異常報(bào)警如壓油時(shí)間超長(zhǎng)報(bào)警、站內(nèi)斷電報(bào)警等。危險(xiǎn)報(bào)警點(diǎn)可與設(shè)備聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。通信接口功能控制器與中控室具有多種通信方式，采用標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放的通信協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)計(jì)量站采集數(shù)據(jù)上傳、計(jì)量結(jié)果上傳和中控室參數(shù)設(shè)置的下傳等遠(yuǎn)程操作，從而使計(jì)量站實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。接口功能維護(hù)人員可在

5、現(xiàn)場(chǎng)用便攜機(jī)對(duì)進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)，可提取中的數(shù)據(jù)。 看門狗功能當(dāng)系統(tǒng)由于意外情況造成死機(jī)時(shí)，能夠自行啟動(dòng)，無(wú)需維護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)。擴(kuò)展功能據(jù)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量油井?dāng)?shù)量的增加，可以按需要擴(kuò)展?，F(xiàn)場(chǎng)操作功能通過(guò)人機(jī)界面（觸摸屏）可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量操作和參數(shù)設(shè)置。技術(shù)指標(biāo)：控制器：內(nèi)存:640K通訊口:2個(gè)RS-232串行口波特率:300 600 1200 2400 4800 9600 19200 38400通訊協(xié)議:Modbus ASCB、Modbus RTU/Modbus TCP/AP24VDC電源：冗余配置輸入/輸出：模擬輸入 16路 A/D分辨率 12位 020mA/420mA DC電流信號(hào) 05V/15V D

6、C電壓信號(hào)熱電阻輸入 4路 數(shù)字輸入 40路 繼電器觸點(diǎn)信號(hào) 狀態(tài)電平信號(hào)計(jì)數(shù)輸入 11路 010KHz頻率脈沖信號(hào)數(shù)字輸出 32路 繼電器觸點(diǎn)信號(hào) 狀態(tài)電平信號(hào)串行口 2路RS-232口或1路RS-232口通訊方式 無(wú)線、租用電話、專用雙絞線供電方式 220V AC 20溫度特性 使用溫度 40+120 存儲(chǔ)溫度 -50+80計(jì)量精度：0.1%產(chǎn)液重量計(jì)量誤差1.5% 原油重量計(jì)量誤差1.5%（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為誤差5%）質(zhì)量要求：起草并經(jīng)盤錦市技術(shù)監(jiān)督局審定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行石油天然氣總公司相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)通過(guò)國(guó)家ISO9000質(zhì)量體系認(rèn)證.二、申報(bào)企業(yè)情況1申報(bào)企業(yè)基本情況盤錦遼河油田大疆工程安裝

7、有限公司于2006年在盤錦市工商行政管理局注冊(cè)成立，注冊(cè)地址：盤錦經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)石油高新技術(shù)工業(yè)園，注冊(cè)資金600萬(wàn)元，企業(yè)類型為股份有限公司。公司主要經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)范圍：油田機(jī)械設(shè)備安裝、公路橋涵建設(shè)、機(jī)械制造,工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品生產(chǎn),石油鉆采工藝、太陽(yáng)能光電、油井測(cè)試、節(jié)能環(huán)保、計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)、技術(shù)服務(wù)等業(yè)務(wù)。2企業(yè)人員及開(kāi)發(fā)能力論述盤錦遼河油田大疆工程安裝有限公司現(xiàn)有員工95人，大專以上25人，其中高級(jí)工程師5人，工程師10人。公司設(shè)置技術(shù)研發(fā)部，具有電子、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、化工、采油工程等多專業(yè)工程師、高級(jí)工程師15人，并長(zhǎng)期與大連理工大學(xué)和石油大學(xué)等高等院所專家教授進(jìn)行合作，公司擁有十多項(xiàng)專利技術(shù)，并

8、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。公司每年投入產(chǎn)品研發(fā)費(fèi)用100萬(wàn)元以上，并具有一定規(guī)模的生產(chǎn)車間、加工設(shè)備和試驗(yàn)手段及儀器，具有較強(qiáng)的科技開(kāi)發(fā)實(shí)力，能夠滿足本項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化的需要。本項(xiàng)目已完成了樣機(jī)制造和室內(nèi)試驗(yàn)等工作，并不斷進(jìn)行改進(jìn)試驗(yàn)，獲得了大量的數(shù)據(jù)，現(xiàn)已獲得了一項(xiàng)國(guó)家專利名稱為：全自動(dòng)油井計(jì)量裝置，專利號(hào)分別為：200920013722.5。擁有完全自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。經(jīng)過(guò)不斷完善，技術(shù)上已達(dá)到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的要求。公司占地20000多平方米，廠房面積近9000平方米，具備一定生產(chǎn)設(shè)備和測(cè)試手段，已有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)與物質(zhì)基礎(chǔ)。所以，對(duì)實(shí)施本項(xiàng)目無(wú)論從技術(shù)、物質(zhì)基礎(chǔ)等條件來(lái)看，都有許多有利條件。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和主要承擔(dān)人

9、員簡(jiǎn)介：孫勝凱，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，男，45歲，大學(xué)學(xué)歷，1989 年畢業(yè)于西安石油大學(xué)機(jī)電專業(yè)，高級(jí)工程師，工作后在遼河油田從事科研工作，擁有國(guó)家專利5項(xiàng)，發(fā)表論文3篇，獲遼河油田科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)。一直組織領(lǐng)導(dǎo)本項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。李立峰，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，男，35歲，自動(dòng)化專業(yè)，大學(xué)學(xué)歷，高級(jí)工程師，本公司產(chǎn)品研發(fā)部主任，長(zhǎng)期從事自動(dòng)控制的的研究和設(shè)計(jì)，作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，一直主持本項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)。周拱臣，主要承擔(dān)人員，男，28歲，機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)，大學(xué)學(xué)歷，長(zhǎng)期從事機(jī)械設(shè)備的研發(fā)，并積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，作為本項(xiàng)目主要參與人員，直接參與項(xiàng)目產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)。三項(xiàng)目的技術(shù)可行性和成熟性分析1項(xiàng)目的技術(shù)創(chuàng)新性論述

10、（1）本項(xiàng)目的基本原理及創(chuàng)新性該系統(tǒng)裝置的工作原理是：通過(guò)計(jì)量選通裝置選擇接通井站內(nèi)任何一口油井的原油進(jìn)入稱重計(jì)量罐內(nèi)智能稱重計(jì)量，含水分析儀分析出原油含水量，進(jìn)而計(jì)算出油井產(chǎn)油量，實(shí)現(xiàn)整個(gè)計(jì)量工作全自動(dòng)化，無(wú)人值守。目前一個(gè)平臺(tái)上可以打十幾口井，采用普通閥門需眾多閥門，要想計(jì)量某一口井的來(lái)油量，需操作眾多的閥門，工藝流程較復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大。采用分配計(jì)量多通閥可以實(shí)現(xiàn)一組油井的來(lái)油集中輸送，集中計(jì)量，具有工藝簡(jiǎn)單，管線少，勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)該閥，可以實(shí)現(xiàn)在一組油井中任意選取一口油井來(lái)油進(jìn)行計(jì)量和檢驗(yàn)，其余油井來(lái)油集中外輸?？梢允謩?dòng)選井，也可遙控選井。全自動(dòng)一次稱重計(jì)量罐由罐體、分離器、稱重

11、傳感器，氣體流量計(jì)以及微機(jī)等控制系統(tǒng)組成。將被測(cè)油井的來(lái)液從罐體的頂部進(jìn)入分離器分離氣體經(jīng)罐頂氣體流量計(jì)計(jì)量，液體在單位計(jì)量?jī)?nèi)在罐內(nèi)形成一定液位，采用差壓變送器計(jì)算出計(jì)下液位的液體的壓強(qiáng)，該數(shù)值乘以罐的有效截面積，即為單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入罐內(nèi)的液體的重量，也就是產(chǎn)液重量。原油含水分析儀是采用電磁波傳感器測(cè)出產(chǎn)出液中含水比例，進(jìn)而計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)油量。整套系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，并可遠(yuǎn)傳。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：本項(xiàng)目的創(chuàng)新主要是技術(shù)的創(chuàng)新，1、研發(fā)自補(bǔ)償密封多通閥裝置。2、研發(fā)罐內(nèi)智能一次稱重計(jì)量裝置。3、研發(fā)雙探頭含水分析儀。計(jì)量用多通閥的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，維修周期短。新研發(fā)的多通閥其密

12、封結(jié)構(gòu)具備高彈性自補(bǔ)償，維修周期延長(zhǎng)五倍以上。研發(fā)的罐內(nèi)一次稱重計(jì)量裝置采用差壓傳感系統(tǒng)，消除罐頂氣體壓強(qiáng)影響，直接測(cè)出罐內(nèi)計(jì)量下液位的液體壓強(qiáng)，該壓強(qiáng)乘以罐內(nèi)有效截面積即為下液位至上液位液體的重量，這樣就測(cè)出單位時(shí)間內(nèi)油井的產(chǎn)液重量。要測(cè)取油井的產(chǎn)油量，必須對(duì)油井產(chǎn)液分析，分析原油含水率，目前國(guó)內(nèi)的原油含水分析儀形式多樣，有電容式，射線式，電磁波式，這些含水分析儀都有很大的弊端就是不能全量程，比如電容式含水分析儀只適合于低含水（含水低于40%）的原油，而電磁波式的含水分析儀只適合高含水（含水高于60%）的原油，油井產(chǎn)出的原油的含水率隨著周期變化很大，含水變化范圍可能在10%-90%，這樣單一

13、的含水分析儀都不能適合。新研發(fā)的含水分析儀為高低量程雙探頭組合，兩探頭交替工作，實(shí)現(xiàn)含水分析全量程。經(jīng)一次稱重計(jì)量罐計(jì)量出油井的產(chǎn)液重量后，根據(jù)原油含水分析儀測(cè)試出原油含水量，即可計(jì)算出油井的產(chǎn)油量。該套裝置實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，做到無(wú)人值守，計(jì)量精確。（2）詳細(xì)描述項(xiàng)目的技術(shù)來(lái)源該項(xiàng)目所涉及的技術(shù)為我公司科技人員自主開(kāi)發(fā)，目前已申報(bào)四項(xiàng)國(guó)家專利，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。（3）國(guó)內(nèi)外有關(guān)該項(xiàng)目研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析目前國(guó)內(nèi)外油田油井原油計(jì)量普遍采用玻璃管液位計(jì)量油裝置和翻斗式量油裝置。璃管液位計(jì)量油裝置只能測(cè)量出油井產(chǎn)液的體積，由于產(chǎn)液含水率隨時(shí)變化導(dǎo)致不能測(cè)量出油井產(chǎn)液的重量，并且靠人工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，精確

14、度差，不能實(shí)現(xiàn)油井的自動(dòng)化管理；而翻斗量油裝置由于稱量次數(shù)多、形成累積誤差，稠油粘度大對(duì)翻斗形成掛壁現(xiàn)象加大計(jì)量誤差，其中翻斗裝置為機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件易損，故障率高。該項(xiàng)目成功的解決了國(guó)內(nèi)外目前在用油井計(jì)量裝置的弊端，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，是油田原油計(jì)量技術(shù)的一次革命。2項(xiàng)目的成熟性和可靠性論述該項(xiàng)目從2009年初開(kāi)始研發(fā)，目前已經(jīng)完成了設(shè)計(jì)、樣機(jī)制造、室內(nèi)試驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)，并不斷進(jìn)行改進(jìn)試驗(yàn)，獲得了大量的數(shù)據(jù)，各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)已達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)要求，該項(xiàng)目技術(shù)為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，技術(shù)先進(jìn)可靠，現(xiàn)已申報(bào)了一項(xiàng)國(guó)家專利，名稱為：全自動(dòng)油井計(jì)量裝置，專利號(hào)為：200920013722.5。擁有完全自主的

15、知識(shí)產(chǎn)權(quán)。技術(shù)上已達(dá)到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的要求。四、項(xiàng)目產(chǎn)品市場(chǎng)調(diào)查與競(jìng)爭(zhēng)能力預(yù)測(cè)1本項(xiàng)目產(chǎn)品的主要用途，目前主要使用領(lǐng)域的需求量，未來(lái)市場(chǎng)預(yù)測(cè)。該產(chǎn)品主要用于油田油井產(chǎn)量計(jì)量，只要油井生產(chǎn)就需要有計(jì)量裝置，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)油田油井?dāng)?shù)量在10萬(wàn)口以上，平均每十口井就需要一套計(jì)量裝置，這樣國(guó)內(nèi)該產(chǎn)品的需要潛力在一萬(wàn)套左右。由于該產(chǎn)品具有明顯的先進(jìn)性和實(shí)用性，將在該領(lǐng)域得以迅速推廣，產(chǎn)品投產(chǎn)后第一年銷售量預(yù)計(jì)300套，以后每年將以40%的幅度遞增。該產(chǎn)品每套售價(jià)預(yù)計(jì)26萬(wàn)元。2分析本項(xiàng)目產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，替代進(jìn)口或出口的可能性，預(yù)測(cè)本項(xiàng)目市場(chǎng)占有份額。據(jù)檢索，國(guó)外還沒(méi)有先進(jìn)的油井原油計(jì)量裝置，國(guó)內(nèi)

16、油田沒(méi)有進(jìn)口記錄。該產(chǎn)品的銷售先立足于國(guó)內(nèi)油田市場(chǎng)，時(shí)機(jī)成熟后要開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)。本項(xiàng)目的市場(chǎng)占有份額估計(jì)能達(dá)到80%。五、項(xiàng)目實(shí)施方案該項(xiàng)目計(jì)劃2011年12月前完成，2010年底完成產(chǎn)品的改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)、定型；同時(shí)進(jìn)行加工廠房，加工設(shè)備的建造和采購(gòu)安裝，20010年11月份形成年產(chǎn)600臺(tái)的生產(chǎn)能力并建立銷售網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)絡(luò)出口渠道。該產(chǎn)品整套技術(shù)的研究設(shè)計(jì)全部自主完成。經(jīng)試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)已達(dá)到或超過(guò)了設(shè)計(jì)指標(biāo)，已獲得一項(xiàng)國(guó)家專利，擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。產(chǎn)品在工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)過(guò)程中，會(huì)逐漸完善和改進(jìn)。對(duì)該產(chǎn)品生產(chǎn)擬采用先進(jìn)的設(shè)備和生產(chǎn)線，對(duì)關(guān)鍵部件選用國(guó)內(nèi)外質(zhì)量可靠的，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。根據(jù)生產(chǎn)流程編制工藝卡，并制定各工序操作及質(zhì)檢規(guī)范，建立嚴(yán)格的材料，工藝，檢測(cè)等規(guī)程，建立了完善的質(zhì)量保證體系，并通過(guò)ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證。產(chǎn)量以銷定產(chǎn)，根據(jù)銷量預(yù)測(cè)保證一定庫(kù)存量。對(duì)產(chǎn)品的銷售采用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)銷售和重點(diǎn)大客戶上門銷售相結(jié)合。六、投資預(yù)算與資金籌措1投資預(yù)算（1） 近期完成的投資額 2009年1月至今，已完成項(xiàng)目投資額200萬(wàn)元，主要用于該產(chǎn)品的研究設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、樣機(jī)制造以及購(gòu)置部分加工設(shè)備，上述資金來(lái)源為企業(yè)當(dāng)年度銷售利潤(rùn)及股東集資。 項(xiàng)目執(zhí)行期內(nèi)計(jì)劃新增投資估算項(xiàng)目執(zhí)行期內(nèi)計(jì)劃新增投資800萬(wàn)元，表1為新增投資估算表表1 新增投資估算表科 目生產(chǎn)廠房和設(shè)備試驗(yàn)及檢測(cè)設(shè)備