油田自动化仪表的节能方法探讨

2022-09-11

我们通过利用对自动化仪表上可视的数据进行分析, 解决了油气开采过程中分析和采集数据难的问题。如今, 自动化仪表在油田工作中随处可见, 极大的方便了我们的油田工作。自动化仪表在油田中广泛应用之后, 常常会在各种因素和影响下产生能量损耗。比如说电力浪费现象就普遍存在于管道对流体的运输程序中。石油开采工作是一项庞大的系统的工程, 能量和电力损耗积少成多, 避免自动化仪表带来的部分能源损耗具有十分重要的意义。

1 控制自动化仪表能量损耗的重要意义

我们平常使用的自动化仪表在油田工作中起着检测、记录和控制的重要作用。这些仪表在实际应用过程中由于各种因素常会处于不稳定的状态。如果能够通过优化和节能措施, 使之处于一种相对稳定的状态, 我们就能够把油田开采过程中的电力损耗降到最低。

因此并不应该只是简单的对仪表的材料进行控制, 而是应该运用管理、计算等手段, 结合实际的生产需要和开采工艺, 整合出一套系统具体的节能方案整体实施。石油生产过程中, 自动化仪表和其它各种设备设施组成一个完整的系统。通过有效的系统的自动化仪表节能措施, 它们就能以一种更有效节能的方式为我们的油田生产服务。

2 自动化仪表如何避免电力损耗

如上节所说, 油田的自动化仪表和整个油田的生产是一个有机的整体, 因此自动化仪表在节能方面还有着很大的潜力可以挖掘。总的来说, 可以从以下几个方面入手:

2.1通过减小流体和仪表之间的阻力达到减少能耗的目的

要减少自动仪表能量的损耗, 就必须减少流体和仪表之间的阻力。减少阻力的能量损耗我们可以利用以下方法。

2.1.1增大节流装置的直径比

节流装置在流体的测量中有着广泛的应用, 超过2/3的测量装置中都有着节流装置。由于流体和节流装置的物理性质, 在流动过程中, 粘性流作用就会使流体在流经节流装置的时候产生涡旋, 这一过程会消耗部分能量。流体在流经节流装置的同时与节流装置产生摩擦, 这个摩擦会产生部分阻力。而阻力会减少流体的静态压力, 进而造成另外一部分的能源损耗。想要较小这些能量损耗, 就是要降低阻力带来的静态压力损耗。我们可以通过加大节流装置的直径来达到这样的目的。因为通过加大节流装置的直径而减小流体的静态压力, 会减小阻力从而降低静态压力的损耗。其次还可以将调节阀的阀阻比控制在0.3-0.5之间。实验证明, 阀阻比越大, 流体流进调节阀时损失的能量就越大;阀阻比过小就不能充分发挥调节阀的作用。

2.1.2通过控制离心泵的速率代替调节阀和截止阀

我们在油田生产过程中, 为了满足负荷的生产需求, 一般会用有余量的大功率泵。这是因为是需要在泵出口处配备一个截止阀和调节阀一同作用。但这种方法造成的资源和能量浪费是很大的。我们完全可以通过使用变频调速器自由改变泵的速率来代替这种组合。变频调速器可以直接控制泵的转速, 调节阀滞后的问题也迎刃而解了。虽然变频调速器一次性投资比较大, 但这种技术高效节能, 基本上一年的时间就可以收回投资。

2.1.3更换更加先进轻便的流量测量仪器

流量测量领域发展日新月异, 寻找一种更加高效压损小的流量测量工具在国内外相关领域里已经是一个常见的方法。笛形均速管流量计和涡流流量计就完全可以替代之前的流量测量方法。

笛形均速管流量计是采用皮托管测量原理测量挡体上游的动压力与下游的静压力之间形成的压差从而达到测量目的。比传统的测量和节流装置更加轻便和简单稳定。

涡流流量计是直接在流体管道之中垂直插入一个柱型阻挡物, 通过检测出涡旋分离的频率, 计算出管道内的流体的流速或者流量来达到测量目的。这种最新的微处理技术具有功能强, 流量范围宽, 操作维修简单等优点。并且通过数字化技术还可以实现测量参数的远距离传输, 极大的方便相关人员对数据的检测。

这两种仪表都有造价低、压损小、安装方便的优点, 已经广泛应用于石油、化工、电力、冶金煤炭等行业各种气体计量领域。

2.1.4通过数字化技术来优化自动化仪表的运行方案

数字化技术是近年来非常热门的一种应用科技, 它广泛使用于国内外各个领域当中。将各个仪表检测到的信息通过数字传输技术引入计算机统一管理, 相比于传统的管理方法具有显著的优点。它不但反应速度更快, 而且一切“听数字指挥, 用数字说话”减少了不必要的工作失误。用一套固定的程序来代替自然人重复简单的判断, 能够更加有效的调动各个生产环节的工作效率。通过更加有效的对各个生产环节和仪表进行有机的整合, 进一步达到对各个生产环节及时的反应和处理的目的。

3 结语

我们在享用着自动化仪表给我们带来便利的同时, 也要时刻注意自动化仪表所带来的不必要的能量损耗。这种看似微不足道的能量损耗, 在油田这个大系统同积少成多, 会产生相当大的一部分不必要的损失。我们要充分借鉴和学习国内外的先进技术, 结合自身情况降低自动化仪表在使用过程中的能耗。只有这样才能挖掘出自动化仪表为我们的企业带来的潜在效益。身处石油开采生产岗位的我们, 更应该根据自身的情况各尽所能的将自动化仪表能耗减少到最低的可控状态, 为油田的发展贡献自己的一份力量。

摘要：石油和天然气是地球母亲赐予我们优质资源。为了获得和利用这种资源, 石油工业迅猛的发展起来。在石油工业蓬勃发展的今天, 自动化仪表给油田工作带来了极大便利。但我们在利用自动化仪表的同时, 也会不可避免的产生相当一部分的能量损耗。为了减少这部分不必要的能量损耗, 我们可以通过不同的方法来实现这个目的。比如说减小地面流体和调节阀的阻力、控制离心泵的转速、选择其他流量测量仪器或者利用数字化技术等。

关键词：油田,自动化仪表,节能,数字化技术