油田自动化测压仪表的应用研究

曲 涛

［中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东深圳 518000］

在油田工程中，自动化测压已经得到了很好的应用，通过将自动化测压仪表运用到油田工程当中，能够保证测压数据的精确性，提高测压数据的利用率。鉴于此，本文主要分析油田测压仪表应用过程中的常见故障，并提出有效的维护措施，从而保证油田中的各项测压设备更好的运行。

1 油田自动化仪表系统的组成

我国油田企业中使用的自动压力测量仪器主要包括传感器、显示器和变送器。通过对自动压力测量仪器的分析可以得知，它由扩散硅压力变送器、波纹管压力表和波纹管微压仪组成，这些仪器的主要功能是信号检测，满足油田企业相关信息数据的采集和分析工作。

根据油田生产的特点，油田的信息探测一般为了满足宽阔的地质环境，所以用于油田生产的自动化仪表在远程控制的仪表中占很大比例。在远程控制中，油田自动化仪表系统主要分为控制单元和执行单元两部分，执行单元是操作仪表阀门的控制系统，也是控制的核心部分，主要实现对远程设备和远程生产过程的控制，现有的自动仪器主要用于此功能。在自动化仪器的应用中，为了有效地监控油田生产过程中的数据，同时降低人力的数据监测成本，往往通过实时监控实现有效的远程监控具有重要作用。

2 自动化测压仪表的重要意义

由于油田工程中涉及的内容比较多，如电站施工、石油采集与运输等，工序与内容均比较复杂，通过应用自动化测量仪表，能够为各项设备提供稳定的电压，保证油田工程中的各项设备更加安全的运行，提高石油的输送质量。将自动化测压仪器应用到石油工程当中，能够准确测量各项设备的压力，并将各项测量数据有效收集，帮助工作人员进一步了解各项设备的运行情况。

除此之外，油田工程中的工作人员通过详细分析动化测压仪表显示的数据，如果发现设备数据异常，要结合设备的实际运行特点，采取妥善、科学的处理措施。现阶段，我国石油工程中采用的自动化测压仪表主要由三部分构成，分别是传感器、变送器、显示器，其中，传感器能够有效检查信号，保证好的电信号，显示器主要起到一定的显示作用，能够显示各项测量数据，变送器能够将传感器测出的信息进行科学转换，形成良好的电信信号。

2 自动化测压仪表的各项性能

2.1 主要自动化测压仪表

油田自动化测压仪表主要由两部分构成，分别是膜盒威压仪器、扩散硅式压力变送器，其中，扩散硅式压力变送器（图1）能够测量运行压力较大的设备，该设备主要运用集成电路技术，结合半导体基片的运行状态，采用扩散方式，将压力转变成电阻，使得测量设备的压力变化数值与压力成正比例关系。受单晶硅弹性的影响，扩散硅式压力变送器内部的压力变化不大，其测量准确性比较高。

图1 扩散硅式压力变送器

此外，膜盒威压仪器（图2）主要应用于锅炉焚烧系统、输风系统与烟道系统中，能够测量系统内部的运行压力，膜盒威压仪器在测量过程中，根据介质的流动情况，准确测量烟气内部的压力。当膜盒威压仪器的位移带出现变化时，显示屏中的指针会出现偏转，指针能够在刻度盘上准确指出烟道系统内部的压力。

图2 膜盒压力仪器

2.2 选配指标

在自动化测压仪表选配指标中，相关工作人员可以参考以下几方面：第一，设备的精确性，通常情况下，自动化测压仪表的精确度为±1%之间。第二，设备的响应时间，设备显示各项测量数据的时间。第三，信号，要结合信号的输出情况，并严格控制其内部的负载。第四，电源，电源主要有两个，仪表的内部电源与正常工作电源，仪表内部电源电压正常，仪表的正常工作的电源为一个单独电源。第五，监测设备，在选择监测设备的过程中，可以采用数据显示仪器。

3 油田自动化测压仪表的应用与维护

3.1 测压仪表运行故障

油田生产情况复杂，自动化仪表的工作条件也比较复杂，因此容易出现突发的故障，这种故障的出现不仅仅是单方面外部工作环境的变化，也有很大因素是由于自动化仪器在工作过程中系统的线性运转容易被打断的自身原因。自动化仪表的常见故障主要分为自动化仪表连接不良和损坏，这两种故障问题都能够通过初步的仪器调试进行解决。首先应检查自动化仪表的连接线，并对自动化仪表的使用功能进行有效测试，如果调试没有效果，就可能是发生了仪表的损坏。为了保证自动化测压表得到有效运用，油田工程中的相关工作人员需要认真分析其运行故障，如果自动装置因不明原因处于瘫痪状态，应首先采用手动控制装置，这种手动进行控制能够根据操作工艺流程进行参数的调整。常见的运行故障主要有以下方面：①仪表内部的运行模板与芯片安装不合理，如果模板与芯片的安装位置错误，测量到的电压数值不稳定，模板与芯片很容易出现烧坏现象。②集成模板的焊接不合理，集成模板在运行过程中，如果电路出现故障，模板内部很容易出现短路现象。③压力表内部的关键环节没有定期进行检查，受人为因素的影响，压力表内部的芯片如果不定期检查，很容易出现损坏。

除此之外，如果自动化测压仪表的运行时间超过规定时间，自动化测压仪表内部的各个元件很容易出现故障，如线路接地与漏电现象等。由于油气自动化测压仪表内部构比较复杂，线路分布范围较广泛，当空气中的潮湿度较大时，测压仪表显示的数据不正确，降低测压数据的精确性。在焊接的过程中，测压仪表的运行效率会不断下降，各项测量数据的准确性降低。

通过详细分析测压仪表运行故障，能够帮助维修人员进一步了解仪表内部结构，有效保证仪表内部结构的完整性。对于维修人员来说，要定期检查油田工程中的各个系统，针对系统的运行情况，合理调整设备内部结构，如果设备内部结构不完整，会影响仪器的稳定运行。在调整测压仪内构的过程中，维修人员需要结合设备的运行情况，定期检查，针对运行故障发生概率大的设备，要适当加大检查力度。

3.2 科学维护自动化测压仪表

由于设备常年在地下，所以受到湿度和温度的影响，仪器容易遭受不同程度的腐蚀，设备容易发生损坏，因此需要加强科学的日常维护。在日常维护过程中，维护人员要结合测压仪表的运行情况，详细记录测压仪表的设备型号，并做好相应的存档工作，例如观察和更换测试信号灯之后，需要及时更换老化的线路和损坏的部件。同时，应根据仪器的使用特点和信号灯类型进行留档处理，加强仪器的功能测试和调整，对有故障代码的仪器要进行更换。其次，材料购买，在购买各项材料的过程中，维修人员需要制定妥善的购买计划，并结合测压仪表以往出现的故障情况，定期更换。在购买新的配件过程中，需要针对原厂进行采购，保证质量过关，满足日常使用需求。

除此之外，为了保证油田自动化测压仪表更加安全的运行，维护人员需要为仪表提供一个比较好的运行环境，并结合测压仪表的运行状态，做好排污工作。研究表明，如果空气中水分较大，测压仪表内部限容易出现运行故障，降低测压结果的准确性，因此，维护人员在实际工作中，要严格控制测压仪表周围的水蒸气含量，并明确各个测压仪表的应用范围，保证测压结果更加精确。在石油化工行业中定期组织技术人员对其培训，尤其是对这种以测压为代表的工作细节进行培训，能够引导技术人员学习专业知识，保证每个技术人员都能全面掌握知识。在寒冷的冬季，由于温度比较低，维护人员需要严格控制压仪表的运行温度，如果测压仪表内部的温度比较高，与外界温差较大，维护人员需要运用合理的处理方式。在该执行条件下，培训员工从工作细节中加强对仪器的运行状态检测，能够保证石油化工行业自动化水平的提升，确保其符合现代社会的实际发展需要。

3.3 进行自动化技术发展

目前我国相关行业的自动化测压仪表发展速度非常快，相关仪器的开发性比较好，仪表装备可靠性高，测量结果的精度很高，并且能在一定程度上实现人机互动，具备较好的可操作性。目前人工智能和计算机技术的革命性发展也给仪表自动化发展提供了较为广阔的应用前景。目前我国自动化仪表行业已经向着智能化的方向发展，可以显著提高仪表的性能和检测效率，能够有助于相关行业快速进行系统测试，在此基础上可以改变本来的系统功能。

目前，石油行业中的FCS和DCS融合性逐渐加强，也就是说仪表和自动化技术在石油管道中的应用得到了融合性发展，其中，加大DCS技术的研究能够推动仪表机械结构的设计革新，其在智能化和可靠性上占据着主导地位，能够发挥出很好的作用。因此FCS更加适配智能化的检测仪表，同时检测仪表结合互联网技术的发展，在计算速度和存储量等方面提升了计算效率，在FCS和DCS融合性帮助下相关仪表可以与互联网进行连接，从而可以进行虚拟仪器的自动化模拟，帮助石油行业的发展能够在计算机技术和网络技术中改良自动化测压器容易信号中断的问题。

3.4 发展网络化检测

目前，由于互联网技术的广泛应用，相关油田要想提高自动化程度，就需要向着综合方向进行改革，尽可能结合计算机技术进行仪表控制和通信。利用物联网的相关技术对远程数据进行传输和数据测试，能够将这类数据储存在云端的应用中。而智能技术在仪表行业中的应用，能够推动油田自动化行业的发展。在油田工程中，自动化测压仪表得到了有效的应用，由于该设备运行稳定准确性高，能够为测压人员提供比较准确的测压数据。在自动化测压仪表中，通过运用智能化技术，能够保证测压结果更加精确，具有广阔的发展前景。将智能化软件应用到测压仪表中，能够充分发挥测压仪器的智能化功能。

例如，在设计自动化测压仪表的过程中，设计人员可结合智能化仪器软件安装规范，进行科学改进与调整，并运用先进虚拟智能设备进行相应的检测，如果检测结果不合理，可以进行二次检测，保证测压仪器检测结果的准确性。测压仪表智能网络在运行过程中，设计人员要提前收集一定量的数据，并准确记录测压仪器设备的运行数据，将收集数据与测压仪器运行数据进行科学对比，保证自动化测压仪表内部结构完整。自动化测压仪表在应用的过程中，可以对油田的工艺路径进行精确地控制，从而确保油田的品质具有较高的精确度，与传统的仪表相比，具备较高的性价比，较为安全可靠。在实际操作中，相关仪表具备较好的操作性，可以进行方便的人机互动。目前采取智能化和自动化的控制系统可以给测压仪表的发展提供更为广阔的空间，在使用智能软件之后，能够大幅提高相关系统的综合性能，确保测量仪表的职能可以更为多样。目前，可通过互联网来进行模拟软件的识别，同时可以对数据进行采集或者控制。在人工智能和自动化技术发展的过程中，对测压仪表进行应用可以不断促进其更新换代，以适应油田自动化发展的需求。

4 结语

详细分析了测压仪表运行故障，维护自动化测压仪表的措施，并介绍了自动化测压仪表的发展趋势，能够保证油田工程中的测压仪表稳定运行，提高各项测压数据的精确性。对于油田工程中的相关工作人员来说，要结合测压设备的运行情况，认真遵守相关巡查制度，在保证自动化测压仪表稳定运行的同时，减少仪表发生故障的次数，有效提高油田工程的经济效益。