浅谈油田自动化仪表的节能措施

梁爽

摘要：近几年来石油化工行业为我国的经济发展作出了不可磨灭的贡献，而其蓬勃发展离不开新型自动化仪器设备的大量应用。在油田中大规模投入并使用自动化仪表可以及时显示详细的油田开采信息，进而提高开采石油的质量和效率。但是当油田中的自动化仪表数量过多时就会出现耗能严重的情况，所以为了环保和可持续发展，科研人员致力于研究出高效节能的自动化仪表使用方案。

关键词：油田;自动化仪表;节能措施

1.油田自动化仪表节能的含义

自动化仪表的重要功能就是显示油田开采过程中的各类参数信息，这些数据对油田系统的正常运行起到了至关重要的作用。近些年，随着互联网时代的快速发展，这些自动化仪表也越来越先进，它们无论是内存还是传输速度都有了质的飞跃。自动化仪表性能稳定，那么显示的数据也真实可靠;自动化仪表存储和传输功能变得强大，那么油田开采人员就能及时有效地对意外情况进行预防和处理。只有合理使用自动化仪表，油田企业才能高效开采油田，提高经济效益。

关于自动化仪表节能的问题，需要从多个方面来分析考虑。首先仪表的外形设计、布置摆放和管理维修都是自动化仪表节约耗能的入手点，根据油田企业的经济、技术和环境等条件，通过计算控制等手段提高自动化仪表的使用效率，进而减少油田耗能，提高油田利用率，促进油田企业经济发展。其次，还要深刻理解节能量。顾名思义，节能量是指仪表在固定时间内运行节省的能量，这是一种针对油田自动化仪表制定的节能规范。我们可以通过降低单独仪表的耗能、提高仪表节能率等计算节能量的方法，制定有效的油田自动化仪表节能标准规范。

⒉油田自动化仪表的节能措施

石油化工企业的迅速发展意味着油田自动化仪表的改进与完善是企业和相关工作人员的首要任务。油田开采系统运作的高效与否决定了油田企业的盈利亏损，而油田开采的高效与否则与自动化仪表的节能情况息息相关。同时，也是为了响应国家节能环保战略的号召，所以企业必须严格根据节能量规范制定并落实油田自动化仪表节能标准。[1]

2.1减少自动化仪表与流体之间的阻力

油田自动化仪表分布在开采系统中的各个地方，毫无疑问，在石油开采过程中，自动化仪表一定会与石油等流体直接接触。部分途经地面的流体会因为液体流动撞击仪表而导致自动化仪表产生或多或少的阻力。部分在管道中输送的流体会在途经流量计和流量调节阀门处产生较大阻力，这部分阻力是造成仪表能源损耗严重的重要原因。所以为了降低能耗，采取办法减小各处自动化仪表与流体之间的阻力是首要任务。

从流体本身的性质出发，分析流体产生阻力的主要原因：第一，最直观的原因是自动化仪表与流体的直接接触，二者接触摩擦必然会产生阻力;第二，流体的黏弹性是其不可忽视的重要性质，该特性会导致流体经过调节阀门时产生漩涡，进而产生阻力。油田中测量流量的自动化仪表种类繁多，其中当属节流装置分布最广，其分布比例远超其他装置。那么减少接液阻力就需要先从节流装置入手，只有分布甚广的节流装置与流体之间的摩擦力减小，整个油田开采系统的能源消耗才会大幅度降低。依照基本的物理学知识能分析出，节流装置的直径与漩涡导致的压力损失成反比例关系，装置的直径越大，压力损失就会越小。我们可以适当地增大节流装置的直径，如此一来减少了节流件与流体的摩擦阻力，也就节约了油田自动化仪表的能源损耗。[2]

再从自动化仪表本身分析，调节阀门作为控制管路中流体的流量、液压和液体高度等主要条件的调节装置，在其完全打开时，调节阀的压降与管道总压降之间的比值直接影响了自动化仪表产生的阻力大小。这个比值称作阀阻比，用S表示，根据实验测量得出阀阻比的值越大，调节阀工作时消耗的能量就越多。所以我们要把S的值控制在一个合适的范围内，才能保证仪表耗能少。多次研究表明，液体阀阻比一般大于0.3，且不超过0.5。当管道流体不同时，阀阻比也有差别，比如气体阀阻比的取值要高于0.5。

2.2交流变频调速装置替换调节阀

通过改进调节装置来减少自动化仪表产生的能耗不失为一个办法，在油田开采的实际操作中具体措施有：一是控制調节阀对管口离心泵流量进行有规律的调节;二是制定调节阀打开大小的详细标准。以上两种改进措施对减少能耗都有一定的作用，但是都不是节能的最佳选择，具体缺点如下：第一，调节阀门本身的部件，如变阻力原件会造成多余的能源损耗，第二，调节阀门和截止阀门需要搭配工作保证泵内流体充足，然后才满足负荷变化的条件，多余的部分会造成不必要的损失。如此一来，调节阀的改进举措不能满足企业对节能的要求，所以科研人员研究出了交流变频调速装置来代替调节阀。交流变频调速装置相比传统的调节阀有着明显的优势，譬如，交流变频调速装置的安装采用无接触式，这就从根本上解决了摩擦阻力这一问题，其次，该装置可以直接改变泵的转速，还解决了调节阀反应迟缓等诸多限制问题。高品质的调速装置在功能和节能方面优势尽显，即使价格昂贵也值得投入推广使用，企业可以通过回收利用旧装置来控制该设备的成本。

2.3无压力损失和低压力损失自动化仪表

随着人们对环境保护和能源节约越来越重视，实现自动化仪表节能的需求也就愈发迫切。在石油开采过程中，节流设备的使用率接近于80%，节流装置在实际测量中发生的压力损失会对油田自动化仪表节能举措产生不小的影响。因此各大油田企业也愈发关注无压力损失仪表和低压损仪表，其中具有代表性的低压损仪表是漩涡流量计和笛形均速管流量计，它们以压损小、价格低、方便安装等优势被大规模投入使用，对自动化仪表节能事业贡献巨大。

3总结

综上所述，我们了解了油田自动化仪表含义，自动化仪表节能的重要性以及实现自动化仪表节能的措施。加快实现油田自动化仪表节能有百利而无一害，仪表节能既提高了企业的生产效率，又响应了环境保护的号召。现如今各种改进措施和优化方案已初见成效，但是我们的目标远不于此，随着科技的不断进步，各种设备也越来越复杂，所以实现自动化仪表节能任重而道远，油田企业还要不断探索，让油田自动化仪表的节能效果在未来有质的飞跃。

参考文献：

[1]韦克熠，王晓静，田地. 浅谈油田自动化仪表的节能措施[J]. 中国化工贸易，2015（19）：193.

[2]付灵露. 油田自动化仪表的节能探讨[J]. 化工管理，2018，506（35）：185.