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油田聯合站在原油生產過程中發揮關鍵性作用。傳統的控制模式不利于工作效率的提升?；诖?，如何實現油田聯合站自動化控制系統的優化設計已經成為石油產業發展過程中集中關注的問題。

1油田聯合站自動化控制系統優化設計的重要性分析

在油田原油生產實踐中，聯合站發揮關鍵性的作用，聯合站在原油生產中主要開展油水的有效分離、原油的有效穩定、污水的科學處理、天然氣的有效利用、原油外輸量的精準計量等工作，可見其是一個綜合性的生產部門。以紅一聯合站為例，通過在現場的實際操作，存在以下幾個方面的問題：第一，集輸流程設置不合理，部分設備之間未預留切換流程的閥門，導致部分設備之間不能有效切換；第二，部分設備的自動化控制系統設置不完善，缺乏相依的配套設施，致使部分設備不能自動啟動運行；第三，在系統運行過程中對于原油、天然氣、電能等能源的浪費情況比較多；第四，現階段對于生產過程中自動化采集以及設備控制的利用不夠充分；第五，部分設備設置不合理，不符合現場的實際生產情況，因原油粘度大、水結冰等因素影響，導致設備不能正常工作。為了有效提高聯合站的安全穩定運行，實現對生產安全事故的有效控制，對能源的合理化使用，提高企業生產效率與綜合管理水平，實現對油田聯合站自動化控制系統的優化設計顯得十分必要。從實踐角度來講，針對油田聯合站自動化控制系統的優化改造，主要是針對生產工藝過程、各類輔助系統中存在的主要參數進行自動化的采集與監控，實現對生產系統安全性、穩定性、可靠性的全面保證，實現盤庫效率與精準化程度的有效提升，減少生產過程中的能源消耗，實現資源的優化配置，同時要將所收集到的相關數據進行時效性的傳遞，為企業生成生產系統以及管理系統提供科學的數據支持。

2油田聯合站自動化控制系統優化設計路徑的探索

基于原油質量與污水處理標準的不同，油田聯合站內部的工藝設備也是不一樣的，在油田聯合站中主要是原油處理和污水處理，以下筆者將會列出油田聯合站典型的工藝流程，同時對相關流程中自動化控制系統的優化設計提出具有針對性的意見與建議。2.1原油處理自動化系統的優化設置。2.1.1三相分離器。就目前實際情況來看，井口來油的含水量基本上都高于80%，基于這一現實情況我們在生產過程中應該有效的利用三相分離器將井口來油中所含有的水分去除。其具備脫氣、分水、分油、除沙等對方面的功能，在應用過程中呈現適應性強、節能效果好、有效減少工人的勞動強度等優勢，能夠在切實保證安全生產的基礎上實現對生產成本的有效控制，進而有效提升油田的綜合經濟效益[1]。三相分離器在運行過程中主要是將油、水、氣進行分離，同時去除其中的泥沙等雜質。站外來液首先經過閥組加入原油破乳劑，再進入換熱器進行加熱，加熱后的原油溫度提升至50℃左右，然后進入分離器進行分離，這個分離的過程主要是依靠藥物反應以及重力沉降。油水界面的高度通過調節堰管進行調節，水中含油率高，降低堰板高度，反之，則相反。油水室液位通過壓差變送器傳輸至中控室，對液位進行監視，同時設置有高低液位報警值，液位達到報警值之后，設備會發出警報聲，提醒值班人員進行現場處理，在油水室出口均設置有氣動調節閥，可根據液位的設定值進行閥門開度大小的調整，進而調整油水室液位的高度。調節閥采用常規PID控制，在工況平穩的情況下，能夠滿足現場的需求。聯合油站在進行液位控制的過程中，可以有效的應用現代化的控制設備來實現，如導納射頻界面儀，要選擇精度較高的流量計，控制系統壓力的測量應選擇Y-150型號的壓力表。應用于自動化控制系統的軟件應選取S7-300過程軟件，并且在控制軟件之間能通過MPI通訊卡CP5611開展數據通訊。2.1.2原油外輸。經過分離器處理之后的原油，通常情況下含水率低于0.5%，輸送到油罐當中進行儲存，經過原油外輸泵的作用實現對原油的對外輸送。指定的油罐在原油外輸的過程中主要發揮穩定外輸量的功能[3]。把好油罐的液位、密度、含水量、溫度等相關方面的要求有效的輸入到計算機當中進行智能化的庫存計算，通過這一活動為相關調度人員統一化的展開原油調配進行指導，在油罐的液位設置上應該注意最高限定值和最低限定值的報警系統，實現對外輸泵轉速的精準化控制。本站原油外輸采用的是裝車外輸的方式，通過裝車棧橋進行原油的裝車，這個過程中需要用到定量裝車控制儀，主要是用來控制裝車量。定量裝車控制儀RS485總線與控制室上位機通信，實現上位機的集中管理?，F場可選用質量流量計或體積流量計作為流量檢測儀表，氣動閥用于介質的切斷開啟和流量調節。2.2水處理系統。在石油生產過程中，會產生大量的油田污水，這些污水必須經過處理達標后才能進行回注，污水處理的主要功能是對油田聯合站中所排出的污水進行有效的處理，然后將得到有效處理的水送回注水站，并將這些水注入到地下。現階段，油田的污水在實施污水處理的工藝上雖然存在一定的差別，但是總體上來看差別并不是非常大。自動化控制系統運行流程主要包括一次除油罐、二次除油罐的控制系統；加藥系統以及過濾器的處理系統三個部分。2.2.1一次除油罐、二次除油罐、緩沖罐。在石油生產過程中，會產生大量的含油污水，含有石油的污水與各類型處理藥劑進行充分混合之后，在一次除油罐、二次除油罐中進行短暫的停留之后，將污水中含有的石油進行有效的分離。一次除油罐主要對來液進行緩沖、預沉降，除去大部分的浮油，二次除油罐進一步除去浮油和機雜。在這個過程中，需要對除油罐的液位進行控制，將采集到的液位信號，送入PLC控制柜，進而對機泵的頻率進行調節控制罐液位，同時應該設置高低液位報警值，防止泵抽空以及冒罐現象的發生。2.2.2加藥系統。石油生產過程中，污水處理站工作過程中需要在相關液體中加入混凝劑、絮凝劑、阻垢劑、緩蝕劑、殺菌劑等各種類型的藥劑。傳統工作過程中對于各種藥劑的加入數量都是由相關技術人員根據工作經驗進行人工方式的控制的，在一定程度上不能切實確保污水處理指標，同時也會使得生產成本無法得到精細化的控制。有效的自動化控制技術，基于來液的各項參數實現對藥劑需求量的精準計算，可以確保加藥量滿足生產的實際需求，進而實現對生產成本的精細化控制。2.2.3過濾器系統。過濾器系統是一個獨立存在的設備，一般情況下過濾器自身已經具備了PLC，這一設備的控制一般通過自帶的PLC完成。PLC可以將生產工藝中的各項參數通過網絡傳遞到中控PLC系統當中，使得過濾器的工藝參數在操作站中得到有效的顯示。過濾器中自身所具備的PLC與中控室PLC系統之間的通訊活動一般都是通過Modbus、以太網等作用實現的，不管在實踐中應用何種通訊方式，都要求二者之間的分工協作有效的解決二者之間的接口問題。

3鍋爐系統

鍋爐是給站內各生產設備加熱保溫的重要設備，原油溫度過低不但會造成原油脫水效果不佳，還會影響外輸泵的正常使用。同時燃氣鍋爐在運行中還存在一定的風險，因此更要重視控制系統的設計。在鍋爐水質軟化好的過程中，設備應用離子交換原理，去除水中鈣、鎂等結垢離子，使得水質軟化?？梢园惭b美國FLECK公司集中控制閥或美國AUTOTROL公司的多路閥，實現程序控制運行與自動再生；采用虹吸原理吸鹽，自動注水化鹽、配比濃度無需鹽泵、溶鹽等附屬設備確保鍋爐水質軟化的有效實現。在鍋爐控制系統中，可以將聯合站中所有鍋爐使用統一化的變頻補水功能，有效的利用PID進行增量的調節，維持鍋筒水位在相關工藝允許的范圍之內，從而真正實現鍋爐系統的變頻化自動補水功能。

4結語

本文通過對油田聯合站工藝過程的有效分析，總結出了與各設備相吻合的檢測儀表以及控制原理的選用，為油田聯合站實現自動化控制系統的優化設計提供了科學化的方案。希望通過文章的闡述可以使得相關技術部門以及技術人員認識到實現油田聯合站自動化控制系統的優化改造的必要性與重要性，結合實際發展情況與需求，整合現代科學技術與理念，實現對油田聯合站自動化控制系統的優化設計，從而提高油田的工作效率，降低生產成本，最終實現綜合經濟效益的有效提升。

參考文獻：

[1]王鑫.關于油田聯合站污水處理自動化控制系統的應用分析[J].化工管理，2016(02):231.

[2]馮鑫.油田聯合站自動化控制系統的設計與研究[J].硅谷，2013，6(06):55-56.

[3]王琳.油田聯合站節能自動化控制優化運行研究及其應用[D].合肥：合肥工業大學，2007.

作者:馬春嶺 單位:中石化華北油氣分公司采油一廠