ZMG原油盤庫多參數多功能測量儀說明書遼河

1、網絡型原油多參數多功能測量系統(tǒng)使用手冊濱州市鼎博微控電子科技有限公司1 .概述ZMG（列網絡型原油多參數多功能測量儀結合主計算機，一臺ZMGT品能夠對油田的分離罐、沉降罐、污水罐等同一工作儲罐內的油位、水位、乳化層、多點溫度一起進行測量，主計算機結合ZMG上傳的數據同時測算出含水量、水液量、油液量、總液量等等數據并繪制出整個罐內含水量曲線、溫度曲線；各項參數一目了然同時呈現在油田工作人員面前，使工人對工作罐內的油水各項數據有著實時全面翔實了解，極大的方便了油田工人對其生產的管理和控制，不僅提高了生產效率，降低了工人的勞動強度同時還節(jié)約能源，做到簡練、節(jié)約、節(jié)能、科學、高效、人性化的特點；ZMG

2、M備網絡化功能，在一臺中心計算機的控制下可以對油田的罐實現群集化集中化信息化的管理和控制，實現對每一個罐的情況，足不出室了然于心；促進原油的生產管理更加的合理化、科學化、人性化；其產品性能具有其它產品無法實現、無可比擬的優(yōu)越性，是國際市場上性能/價格比最高的罐區(qū)計量儀表，有著極高的性價比，是目前其它投入式液位、超聲波、雷達、電容式、射頻導納、光纖、浮球、翻板、核子輻射等液位測量產品的理想替代品。廣泛使用于石油、化工；其它水利、水文檢測、污水處理、煉鋼廠車間除塵器、加油站、焦煉廠、液化汽廠以及啤酒飲料、食品、制藥等行業(yè)。由于ZMG多功能儲罐計量儀器儀表的先進性和實際應用的成功，美國石油標準協(xié)會（

3、API）根據ZMGS試結果，修正了其測量標準，從而重新定義了庫存和交易計量的精確度。2 .基本原理我們知道，在一定的空間內介質的變化將會引起很多的物理量的變化，如：變化較敏感的電場、磁場；那么電場、磁場物理量的變化將會間接的反映并代表介質單位體積及介質特性的變化；利用這一原理結合矩陣式分布的傳感探極結構，在高速大規(guī)模集成電路單片機的有序控制下實時獲取電場、磁場物理量的變化信息，并對這些信息進行分析、計算，按一定的規(guī)律進行歸一化量化處理、轉化，就能準確無誤的知道介質單位體積及介質特性的變化，將這些代表油水實際狀態(tài)的數據通過通訊上傳至中心計算機，中心計算機對這些數據進行歸類處理計算，按一定的規(guī)律，

4、就可以求得任何想得到的罐內數據信息；自然計算機就容易實現其它任何的監(jiān)視控制，極大的提高生產的自動化水平。介質狀態(tài)不同所反映出來的電場強度也不同3 .理論依據油水界面、每一層面含水率高頻短波測量技術以測量被測介質的電導率為原理實現對油罐內液位、和罐底污泥的測量，層面溫度測量采用數字式溫度傳感器。單片采集電路及其外圍電路。實現對原始信號的采集和發(fā)送。測量執(zhí)行機構均勻內置N個發(fā)射測量裝置，高度自動校準組件，雙路安全限能，單片采集電路及其外圍電路。測量執(zhí)行機構均勻內置N個發(fā)射測量裝置，通過單片機控制依次對N個傳感器做上下實現所有高度的精確測量和含水分析；高度自動校準組件在每次開始測量前對高度進行一次自

5、動校準，然后再進行測量；單片采集電路及其外圍電路負責接收多功能傳感器信號并進行處理同時發(fā)送至工控機。為大罐油水計量提供依據，盤庫誤差在5%以內，安裝完成后根據各罐的實際情況，通過撈樣實現誤差系數修正。技術路線：在油田集輸工藝中，原油儲罐特別是聯(lián)合站脫水工藝中的沉降罐油量是動態(tài)變化的，其主要的影響因素有：罐中油水界面不斷變化；原油含水率隨油層的高度不斷變化；原油的密度隨油層溫度不同而變化。輸入液量含水率的波動是影響油水界面的主要因素，而溫度是影響密度的重要因素。原油的密度隨油層溫度的升高而降低,R = ：20 - (t - 20)(1-1)隨溫度的降低而增加。同一原油的密度與溫度呈直線關系。其直

6、線方程為溫度t時原油的密度，g/cm320原油樣品的標準密度（在20 c時原油的密度規(guī)定為原油的標準密度）/ 3 g / cmt-任意溫度，c圖1儲油罐自動化盤庫系統(tǒng)(1-1)式中直線方程的斜率即為原油的密度溫度系數，已知標準密度可計算任意溫度下的密度?；谝陨系姆治?，油罐儲量的動態(tài)計量公式可為124、Gd二二D2"(1-Cw)dh4ha(1-2)式中Gd-油罐儲油量，kgD-油罐直徑，m；k-修正系數；H-溫度t時原油的密度，g/cm3hb-油罐液面高度，mha-油水界面高度；mCw-原油含水質量百分率(簡稱原油含水率)。由于原油含水率Cw是油層高度的函數，在此設y=f(h)=1-

7、Cw(h),式(1-2)可寫成k2hbGdD27tf(h)dh4ha(1-3)在儲罐參數的每一個采樣過程，采樣點數可能不相同，并且不是等間隔采樣，所以把區(qū)間(ha,hb)分成n份，一個曲邊四邊形，它的一條曲邊是原曲線y=f（h）的一段弧。若把區(qū)間分得足夠細，這段小弧可近似地看成點作平行于y軸的直線，記為yk f(hk),如示。曲線下方夾在直線 h hi4, h hi之間的ftn圖2所、zjy : f (h).h0hahb 區(qū)域是圖2梯形法近似積分示意圖%即ha = h0父h1 ( 父hi二 hi父hn = hb過各分， y段直線，于是這個曲邊四邊形可近似地用一個梯形來代替，而這個梯形的面積等于

8、-I Af(hi) f (%)所有這種梯形面積的和等于f(hi)f (hii)(hi - hi)由此可得儲罐油量的動態(tài)計量公式為k2hbk2-Jf(hi)f(hi)一、Gd=一二D-f(h)dhD''(hi_hiJ)(1-4)4ha4i12在原油生產過程中，沉降罐的油水界面ha和液面hb都是隨時間在不斷變化。因此，積分限是可變的,在此稱（1-4）式為可變積分限的近似原油儲量計算公式。主要技術指標確定油、氣、水、乳化帶界面確定各相帶寬度給出油層的平均含水率計算出各罐的油量實現網絡上傳和遠程報表4.主要特性各種惡劣工業(yè)現場環(huán)境下使用游刃有余，眾多優(yōu)點集于一身： 以一勝多，多位一體化

9、測量（一臺產品能同時測量多個參數） 耐高溫、低溫（探極：-40150c）; 耐腐蝕； 耐磨損； 不分油質，不掛油； 耐高壓； 抗粉塵、不怕蒸汽； 不怕堵塞； 以人為本，綠色環(huán)保，無輻射； 可帶料安裝，無需停車； 可帶料調試，無需停車放空、放滿，方便快捷； 無機械滑動部分，無卡死現象發(fā)生； 防雷擊，抗干擾能力強； 防爆設計，可用于易燃易爆場所； 智能化實時自校正，測量準確、穩(wěn)定、可靠；使用壽命長，經久耐用免維護之煩惱，提高工程質量，增加生產效率極高的性價比；5.選型指南ZMGXXX:網絡型(RS485MODBUSRTU)標準量程；2米、5米、8米、12米，最大可到20米1ZGL-1壓力P：有壓（

10、需注明）省略：常壓.信號形式A：4-20mAVJ-5V防爆B：防爆省略：不防爆量程L由左向右分別為十位個位小數位.小智能化自校正油水雙液位測量儀S：智能化自校正物位測量儀示例：ZGL-D025BAP表示2.5米常壓電流輸出防爆智能化自校正油水雙液位測量儀6.技術參數輸入測量范圍020m（大于20米需定制）輸出RS485MODBUSRTU-溫度-矩陣點數據供電供電電壓DC1830v,最大電能消耗3W（125mA,DC24v）精度額定操作條件.壓力范圍根據客戶需求定制環(huán)境條件- 位置室內/室外（需加防雨罩）- 環(huán)境溫度3080C（更高溫度需定制）- 相對濕度98%- 防護等級IP65- 防腐強酸、

11、強堿等強腐蝕液體、固體（訂貨時說明）設計材料-外殼鑄鋁-傳感器聚四氟乙烯電纜入口1個工藝連接- 螺紋外直管螺紋G2?- 法蘭通用型（選配）- 其他用戶提供的安裝支架顯不和控制界面2x8LCD.操作設置可視按鍵設置防爆標志ExibnBT47 .安裝指南ZMG原油多參數多功能測量儀除了標準的量程外還可以可根據用戶的要求定制量程，它一般采用吊裝，用戶也可以訂制側裝。在安裝搬運傳感探極的過程中，要防止尖銳鋒利的物件劃傷探極！普通容器的安裝:側壁與地面垂直的，如：圓柱形、方形等容器。rrBnrrrBTirBHirrnBT-罐頂吊裝從容器壁上引線接FZ'端注意：此處罐壁為參考探 極，此處引線與接線

12、端子 'FZ'端相連。安裝時傳感器和罐壁之間距離一般為 200mnv 1000mm 具體 位置需根據所測量的介質和工 況調整至合適位置即可，過大 或過小時請和技術人員聯(lián)系， 若探極擺動過大需要加裝固安裝后的探極上下應和罐壁 保持平行，距離一致。注：在探極四周（以探極與容器壁之間的距離為半徑） 不得有任何的金屬構件從容器壁上引線接FZ'端安裝位置要避開進料口拉伸負載不能夠超過探頭和容器的額定值異形容器的安裝：側壁與地面不垂直，如球形、臥式保護探極避開進料介質圓柱、橢圓形等容器。，參考探極引線接FZ'端臥式罐和球形罐在安裝時，需加裝參考探極。（注意：異形容器、必須加

13、參考探極。1、參考探極直徑應大于測量探極直徑。2、參考探極加絕緣套管。3、固定時應保證參考探極與容器壁絕緣良好8 .操作指南接線說明（接線正確無誤后再開啟電源，嚴禁帶電操作?。┬_物位變送器接線盒，可見到接線端子板，如下圖所示。(ID (D ® CD dD (DB A PZ 02 01 - -FZMG系列多參數多功能測量儀端子接線圖P+ 24VDC電源正P 24VDC電源負O1 RS485+O2 RS485-FZ參考探極接線端注意：FZ測量端探極應用1mm2以上導線通過固定螺栓和銅線與罐壁可靠相連，容器壁的連接處一定要用鋼錘或砂紙打磨，將銹蝕的表面處理干凈，連接電阻小于10歐姆。將導

14、線壓緊后，接觸點要涂抹防銹油脂，以防長期使用中氧化。它是檢測信號產生的關鍵接線，一定要仔細處理。接線完成后確認測量儀外殼不得與罐體短路（通過金屬護線軟管間接短路）測量儀引線引入電纜外端最好向下彎曲一些，以防雨水滲入，特別是在多根電纜引入時，一定要如 此處理。變送器調試本變送器的調試不需要人工量尺進行比對標定，只要調整變送器工作參數，使各矩陣點檢測電場值符合一定范圍，即可由單片機自動計算出內部數據。MenuUpDownEnt開關滾動顯示各主要點的溫度擰開上蓋，可以看到靈敏度調節(jié)開關和零點滿度調整電位器，靈敏度開關級別從左向右以二進制方式遞減，一般不需調整（出廠默認即可）。見下圖日日日日OFF1

15、2 e 4ON日凸日日OFF1 224靈簸度撥四開美工力自m二唐為u>調零調滿電位器主要是在結合靈敏度開關的調整下對被測物質的測量范圍進行修正。電位器逆時針旋轉轉為減小，順時針旋轉增大。9 .調試內容概述調試探極檢測電壓，使之具備測量條件變送器的調試應在油罐中油面、水面均在探極量程以內，空氣、純油和水所有界面厚度在20cm以上時進行。調試測量硬件1） 按ENT鍵約兩秒鐘進入傳感器各矩陣點查詢狀態(tài)，可依次瀏覽各矩陣點將物位狀態(tài)轉換之后的數值。根據最上面空氣數值和最下面水的數據對靈敏度開關（一般不需調整，出廠默認即可以）進行大致調節(jié)。2） 按上下鍵調整一矩陣點處于純空氣狀態(tài)。3） 用小一字改

16、錐調節(jié)電位器ZERO（左邊）至0.160V左右4） 按上下鍵調至一純水段查詢狀態(tài)。5） 用小一字改錐調節(jié)電位器SPAN（右邊）至1.600V左右6） 檢查各段電壓是否達到下述測量值，若不符合要求，重復上兩個動作直至達到要求為止。說明：其實在實際的調整過桂中用戶也不一定非按上回規(guī)定的數據（0.160,1.600只是個示例）調整，它們之句只是一個相對關系，只要調出油與水的數值有差異即可，當然它們之間的差異越大越利于使用，例如：你也可以把空氣調整為0.080左右,水調為1.980左右,等等；空氣和水的值調好后，油的值自然就出來了它是介于空氣和水之間的一個值。設置參數流程圖正確按Ent鍵向下翻菜單，按

17、Menut鍵向上翻菜單,E:CapnumNum=XXX上二二*按/鍵加減修改I儀表點數（不能更改）原油100%乳化80%60%50%-40%，：0%10%500T1=45 T2=50 T3=56 1400上傳數據、（括號內的部分）1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、0.084'0.0810.08010.079'0

18、.09010.097'0.0810.0810.08010.07!0.090(0) 0.097(0) 0.171(1.20) 0.211(3.49) 0.213(3.60) 0.211(3.49) 0.221(4.06) 0.223(4.17) 0.225(4.29) 0.231(4.63) 0.238(5.03) 0.249(5.66) 0.280(7.43) 0.297(8.40) 0.299(8.51) 0.320(9.71) 0.400(14.29) 0.479(18.8) 0.690(30.86) 0.797(36.97) 0.881(41.77) 0.891(42.34) 0

19、.980(47.43) 1.009(49.09) 1.190(59.43) 1.234(61.94) 1.381(70.34) 1.921(100) 1.880(98.86) 1.979(100) 1.924(100) 1.914(100) 1.945(100) 1.931(100) 1.980(100) 1.969(100) 1.990(100) 1.997(100) 1.981(100) 1.931(100) 1.950(100) 1.979(100) 1.980(100) 1.997(100)左邊是ZMG解析出代表液體狀態(tài)的 上傳數據，觀察分析每點的數據不難看 出水位、油位以及乳化層的厚

20、度：罐內 有三個不同狀態(tài)的液質并有一定的空間存在次序，同種液質狀態(tài)下所解析出的 數據在一小范圍內變化，不同液質之間 的數據存在相對大小關系，是相對值, 相對大小關系是物質的物理特性所決定 的，它將會一直存在。鑒于 空間存在次 序、相對值，可看出5438點為水，37 27位乳化部分，2613為純油；可以計 算出水位=17 （點數）義50mm=850mr§L 化層厚度=11 （點數）義50mm=550mrm; 位=42 （點數）義 50mm=2100mm;油典型值二150mv,水典型值二1900mv誤 差修正值=1 ；則含水率的計算：在38點 以下含水率可視為 100%,在13點以下 含

21、水率可視為0%,在乳化層2737點 含水率的計算為：某點的含水率=（該點 的值-純油的值）/（純水的值-純油的值） 義修正值義100%;因此第13點含水= （0.171-0.15） / （1.9-0.15） *100=1.2;第37 點含水=（1.381-0.15） / （1.9-0.15） *100=70.34 ;主計算機具有強大的數據處理、運算、 判斷功能和完備的運算函數；主計算機 可以很容易更準確的判斷出油位、水位、乳化層厚度，算出含水率及其它任何用 戶想要的數據?？?I I I I2100.試驗數據簡要說明在原油罐中一般會有純水、乳化油（油水混合）和純原油（含水量極少）三種液體狀態(tài)存在

22、,ZMG原油多參數多功能測量儀將會如實的把體現這三種液體狀態(tài)的數據提取解析出來，代表液體狀態(tài)的數據連同溫度數據一起傳給中心計算機，中心計算機利用這些數據按照某種計算規(guī)律及算法可以實現任意功能數據結果的求取，然后把這些數據結果（如：水位、乳化層厚度、油位、每個區(qū)域溫度值、水液量、乳化層液量、原油液量、總液量、含水量曲線、溫度曲線等）以圖文并茂的形式展現出來；同時利用這些結果指導工人以人工或計算機以自動的形式決策生產過程中具體動作的執(zhí)行和控制如：開閥放水、停止放水、加入破乳劑、停止加入破乳劑、開始加溫、停止加溫等等一些具體動作的執(zhí)行和控制。試驗數據報告：一根2.7米（54個點每點50mm）量程的多

23、參數多功能測量儀上傳的數據ZMG雙液位測量儀-與ZMAX通道隔離式安全柵接線示意圖輸出 2: 4-20mA雙液位接線端子輸出1 :4-204321注：安全柵為選配件，若不用安全柵，直接將24VDM源的'+,-'與雙液位接線端子的'+,-'相接即可，o1,o2'接到相應的采集設備上。盤庫例一（準確測定4液位和3界面并實時盤庫分析）上九港 4立.Y. OCi油座h4.母a水位N-0物1小君回錢m。，an大大大戶產悠W言 石湖整，工 冬畢 6O4JFK. i 1114wy X?OO XT uo 七立力潴 力力*111前掃KJ沆哮I.=成4孤T. * 5H 3

24、:Mi房 尚.木干介舍水E油抬市水，盤庫例二（提供罐內原油含水分布圖，20公分1測試含水是準確盤庫的保證）辛科工i丸。油信17。日油陽i司一蛀口木優(yōu)2. OG電=5 20染寵Mt仝人人員挈述A慢帛 IrfZIKli.甲 tI 3七3*4 . 23% 澗一無注翁含水淚 4魏5案中 鼎臣古 翁富n 洪經泌Q. OO O. OO 以后。 Ut> KOh h %/3 3盤庫例三（不同時間測量罐內含水，為生產調度處理提供有力依據）空向工6. OO破位工5. H3油摩，3. 30水也二I. 03前一天出m米太硼f卜塊曲山匕*人襤中房添1%米人熱卜層溫也1X孔化層用磨：II平均含水2 |Jj. 7fi

25、 %T.'pp 米000輛o o o O:一51540. O 立方米S41. -1 立方米盤庫例四（取代雷達液位儀、界面儀、含水測量儀、溫度測量儀等多套儀表）七科23bfi7*大球上房血度二23.g太觸打|母123fi2_2立力.來液位；科135K51.OOV大麻水fft；y?a.9立看東油）7:米大蟠F房混儂二5L口。ttl油n含水=10.45箕水路1-03洸乳化層原瞠；U.&O*%:&含水339.33*的一天山油口平均水122.26%而一天緣-白吉水=34”.0%盤庫例五（實時準確進行罐群盤庫）盤庫例六（歷史查詢盤庫數據）1D1F1JIL1flFK3-三掛射出轉口學

26、術上百星訓加籟京告而重蟀臺畬靠出，厘口醫(yī)！睨裁麻看出MU汽米出卷靜含水|除841113,74理L抬崢用孫襄IQQ,Mp6外用3注LHQQ值制58,4專1gM51,09由，料iD=(n9. soNd阻 HXME239DLU3«S.ETH.33IQD.CXIELMW.9 口36SL.GDDK劉 71. %IGE9.4LE1.D9T2. JZI I2；W10.20q叫亂mo. (k6% 12I.DD.HI隊2D3曲伽於M3T.36i6M,21956.38TO. |IEL知22JL3EJ&II.-T454.BIIDD.O5.669.2D366LE99BGL90T. 63IT5.3951.75fiT. 4S,|IO劉叫 1% HHQfaniud?】我黨】3Mufrl1.00. DO