論油田地磅數字化系統改造

一、油田地磅建設使用現狀

油田所用地磅是對運輸油品進(jìn)行計量,拉運車(chē)輛管控的重要設施,其使用效果受稱(chēng)重傳感器選型和汽車(chē)衡安裝方式等多方面因素影響。在維護管理方面,因人為干擾、破壞致使稱(chēng)重衡數據失真、儀表故障、油品流失,嚴重影響了油品計量和車(chē)輛管控工作。在數據管理方面,稱(chēng)重數據是參與油品計量的主要數據。目前,稱(chēng)重數據載體主要為人工報表或電腦打印單據。相關(guān)計算數據收集涉及了卸油崗的《卸油報表》;司磅崗的《車(chē)輛進(jìn)出站報表》;化驗員的《卸油化驗報表》等,記錄環(huán)節、記錄人、記錄時(shí)間不一致,不僅容易造成數據誤差,也易被人篡改。二、油田地磅數字化系統建設構想

傳感器及儀表的選型因油田被測車(chē)輛噸位大,主要采用橋式稱(chēng)重傳感器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)傳感器)。信號輸出分兩種,其中模擬傳感器使用較多,數字信號傳感器較少。兩種信號形式的傳感器因其制造工藝、電子元器件性能參數不同,在使用過(guò)程中具有不同性能。模擬式傳感器使用中存在主要以下幾個(gè)方面缺點(diǎn):

1標定難。標定物體時(shí)需要加載稱(chēng)重砝碼,由于大噸位砝碼在現場(chǎng)很難攜帶,而通常用車(chē)輛在兩臺不同的裝置上做比對。因對比缺乏溯源性加之車(chē)況常數影響較多,標定數據缺乏準確性，難以被認可。

2. 傳感器輸出信號電壓一般在-16~18mVDC 之間。在工作現場(chǎng)，儀表與傳感器之間易受強電干擾和浪涌影響，造成數據不穩。在傳輸中還受電纜電阻的影響，造成信號有所損失，傳輸距離較短。

3.在濕度較大工況下易造成傳感器和儀表接線(xiàn)終端電路板故障。

4.無(wú)傳感器自診斷功能。一旦某個(gè)傳感器出現故障就需要逐個(gè)測試排查。

5.角差修正困難，需對傳感器安裝角度進(jìn)行逐一調整，耗時(shí)耗力。

6.無(wú)溫度補償電路，溫度引起的電纜阻值變化能對輸出電壓造成影響致使數據產(chǎn)生誤差。

7．極容受作弊裝置影響，造成油品重大損失。數字式傳感器從上世紀 80 年代起研發(fā)，從開(kāi)始的模擬數字信號輸出到現今的純數字化信號輸出，其各項性能指標已遠超模擬式稱(chēng)重傳感器。

數字式稱(chēng)重傳感器主要特點(diǎn)

1. 將應變計所測的理量轉換為電流信號傳送至放大器，再由放大器放大后進(jìn)入高精度（24Bit）A/D 轉換器，由于 A/D 轉換器密封于傳感器殼體內，模擬信號段與 A/D 轉換器的距離僅有8mm，保證了信號的絕對穩定不受干擾。

2.將數字信號搭載于 10-14VDC 數字電平中進(jìn)行輸出，具備抗干擾、防作弊能力。

3. 在出廠(chǎng)時(shí)已經(jīng)過(guò)標準力機的線(xiàn)性化標定，初始化時(shí)只需負載激活并設置儀表分度即可使用。

4.將自診斷芯片集成與傳感器中，通過(guò)傳感器地址能夠準確發(fā)送自診斷信息，免去了故障定位的繁瑣過(guò)程。

5.外殼采用激光焊接，密封性好，能避免潮濕環(huán)境下電路受潮造成的運行故障。

6.有抗雷擊、釋放強電流的功能，能有效保護內部電路。

7.傳感器內置溫度補償電路，能對溫度引起的阻值變化在輸出信號上進(jìn)行自動(dòng)校正，保證傳感器穩定、精確、持久的工作。

8.儀表自帶角差修正功能。只需通過(guò)對不同位置傳感器進(jìn)行逐一加載就可自動(dòng)校正傳感器加載不均的問(wèn)題。

通過(guò)以上對比，需更精確的對罐車(chē)原油進(jìn)行計量，應采用或更換已安裝的模擬式稱(chēng)重傳感器。

地磅的安裝

地磅在安裝方式上，主要采用地下式和地上式安裝，即磅臺低于地面或高于地面。地下式安裝由于空氣不流通、無(wú)法排出裝置下方的水汽，易使傳感器、接線(xiàn)終端盒電路板受潮。且能見(jiàn)度低，不便于日常維護、巡檢；如果存在支撐物，會(huì )嚴重影響到稱(chēng)重，導致結果偏輕。

為了便于清除雨雪天氣車(chē)輛掉的落物（裝置底部的泥、石和凍土，支撐物），檢查傳感器信號電纜。應根據場(chǎng)地實(shí)際情況將現有的地下式安裝改變?yōu)榈厣鲜桨惭b。此外，地磅磅體兩側應該安裝有護欄和紅外感應報警器以防止車(chē)輛偏離磅體和人為破壞。

場(chǎng)地監控系統組建及車(chē)輛識別裝置的應用

1. 視頻監控系統組建

地磅裝置安裝調試完成后，還應根據現場(chǎng)實(shí)際情況組建監控系統，完善監控手段。攝像機安裝位置選擇為視角能夠覆蓋裝置主體及周邊環(huán)境的適當地點(diǎn)。為了監控儀表部分，紅外報警裝置供電，應安裝能夠監控司磅室的室內機位。

2. 車(chē)輛識別裝置的應用

為了增強監控手段，識別進(jìn)出站車(chē)輛，應安裝能夠識別車(chē)輛的車(chē)輛識別裝置。通過(guò)附帶車(chē)輛識別數據庫和軟件，將進(jìn)出站的車(chē)輛通過(guò)視頻和圖片格式存儲起來(lái)。此外，車(chē)輛識別裝置是地磅與場(chǎng)站自動(dòng)化系統并軌后實(shí)現數據管理必要條件。

通過(guò)現場(chǎng)調查和理論驗證：將油田汽車(chē)衡進(jìn)行數字化建設，搭配應用程序實(shí)現數據管理功能，一方面需要規范儀表選型和地磅的安裝方式；另一方面，需組建稱(chēng)重數據庫。而系統具備的相應功能是完全符合當前生產(chǎn)組織和技術(shù)管理需要的。

兼容性上，該系統能與油田公司現有數字化建設標準、內容進(jìn)行融合，符合“模塊化”建設的核心思想。工程造價(jià)方面，價(jià)可控制在 8 萬(wàn)元內，而系統產(chǎn)生的計量管控作用遠程造價(jià)費用，符合油田公司數字化建設三低一高的建設思路。

相信地磅數字化系統如果成功應用，會(huì )顛覆當前卸油管理現狀，為油品計量，車(chē)輛管控搭建更科學(xué)更可靠的平臺。在實(shí)際使用中，地磅數字化系統將借助在線(xiàn)含水計量?jì)x等其它智能儀表實(shí)現更強大的計量、管控功能，為油田的生產(chǎn)技術(shù)工作提供更強而有力的支撐。