田新民

（中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750006）

0 引言

随着长庆油田数字化油田建设的推进，过去上游增压点、接转站、计量站等站点向联合站输油控制模式，由上游站点自行控制全部集中到中心站集中控制，通过网络远程进行输油参数调整。由于采用集中控制，原来一个上游站点正常值班人员最少2人，变成在中心站由4～6 人轮流倒班进行控制和视频监控，值班人员数量大大下降，劳动生产率明显提高，人工成本明显下降。

1 集中控制输油存在问题

输油站点实现远程集中控制后，保留1～2 名员工远程集中从事输油参数调整和控制，并且试行两班倒休，上12 h 休息24 h。因从事集中调控的员工频繁轮流更换，与以前相对固定到一个站点输油，能够掌握来油进液变化情况，根据进液变化的特点，调整输油参数，一个值班员工同时控制5～10 个站点的输油，操作过程中很难清楚掌握和了解所管理所有站点的进液特点，只能根据液位变化频繁调整输油频率，不仅工作量较大，在运行过程中还存在以下问题：①输送到下游站点的排量不均匀，接收站点联合站的三相分离器运行也不平稳；②参数调整时，易出现误操作，输入频率时，频率数值输入偏大，造成系统输油排量上升，导致压力突然升高，发生管线泄漏的风险；③输油排量没有规律，导致输油压力也没有规律，一旦管线发生泄漏则不能及时发现；④发生网络故障时不能远程控制输油参数，需要驻站员工手动本地输油。

2 现有输油模式运行情况

为了解决上述集中输油控制存在的问题，编制了远程输油控制程序，控制程序主要有4 种模式，分别是远程手动模式、高启低停模式、液位控制连续输油模式和排量控制输油模式（图1）。

图1 输油模式

2.1 远程手动模式

（1）特点：根据液位的高低，手动远程调整变频器输出频率，控制输油参数。

（2）缺点：当发生长时间网络故障时，远程不能控制输油参数，只能依赖站控PLC 上预先设定参数运行，频率设置的大，易发生输油罐被输空的问题，频率设置低，易发生输油罐溢罐问题。为了解决此问题，发生长时间断网，只能将控制变频器转换到本地手动模式，在站上上班员工根据缓冲罐液位手动调整排量。输油频率变化无规律，输油压力变化无规律。调整频繁，24 h 调整次数是18 次。图2～图4 是柳十五增压点输油的排量、压力、液位变化图。

图2 远程手动模式输油排量曲线

图3 远程手动模式输油压力曲线

图4 远程手动模式输油液位曲线

2.2 高启低停模式

（1）特点：按照设定的最高液位自动启动输油，按最低液位自动停止输油，输油严重不均匀，但是比较有规律。

（2）缺点：输油严重不均匀。压力波动大，基本无法监控压力变化，输油发生泄漏很难判断。图5～图7 是旗十四增压点输油的排量、压力、液位变化图。

图5 高启低停模式输油排量曲线

2.3 液位控制连续输油模式

（1）特点：储油罐液位变化小，基本处于设定的液位附近运行。

（2）缺点：输油通过PID 调节，控制P 和I 值设置不合理时，排量波动频繁且没有规律，基本不能监控压力变化，出现问题也无法监控到。图7～图9 是旗四转压点输油的排量、压力、液位变化图。

图6 高启低停模式输油压力曲线

图7 高启低停模式输油液位曲线

图8 液位控制连续输油模式排量曲线

图9 液位控制连续输油模式压力曲线

图10 液位控制连续输油模式液位曲线

2.4 排量控制输油模式

（1）特点：液位超过设定的液位值，按设定的高液位频率和排量运行，低于设定液位，按设定的低液位频率和排量运行。

（2）缺点：设置的高液位和低液位频率偏离平均频率时，输油排量波动大，波动频繁。图11～图13 是旗十三增压点输油的排量、压力、液位变化图。

图11 排量控制连续输油模式排量曲线

图12 排量控制连续输油模式压力曲线

图13 排量控制连续输油模式液位曲线

上述4 种输油模式，适应不同站点的输油控制，从实际的运行看，4 种输油模式都存在不能解决来进输油站的原油排量不均匀且要求输油排量均匀，便于监控和保障下游站点收到的原油排量相对变化小的问题。当输油排量变化没有规律时，输油压力变化就没有规律，当发生输油管线泄漏时，很难及时通过输油曲线变化预警泄漏事故。下游联合站的三相分离器因各站来油排量变化过大，导致三相分离器分离的原油含水高和水中含油高的问题、运行不正常（表1）。

表1 不同模式输油参数统计

通过上述4 种输油模式排量、压力、液位变化曲线和输油参数统计表分析，排量和压力变化偏差最小的是：排量控制连续输油模式；液位变化偏差最小的是：液位控制连续输油模式；液位控制连续输油排量和压力变化最大，也最没有规律。排量控制连续输油模式下，排量和压力变化小，变化有规律，是4 种输油模式中最佳的选择方式，但是排量和压力频繁有规律的波动，但波动过于频繁，通过软件或人为监控的方式，管线泄漏后很难监控到。

3 集中控制输油解决办法

排量控制连续输油模式是4 种输油模式中最好的一种，其控制原理是：输油时，液位高压设定的液位值，输油泵变频器加速到设定的高液位频率运行，当液位低于设定的液位值，输油泵变频器降速到设定的低液位频率运行。因输油时来油进缓冲罐在短时间会发生波动，导致缓冲罐液位也发生变化，将排量控制连续输油模式进行修改。将原来设定的频率变化液位，改为频率在一定的液位区间时不发生变化。当液位在规定的区间内，按每天的平均排量输油，高于这个区间瞬时排量增加3%～10%输送，低于这个区间则瞬时排量降低3%～10%，能保证每天输油在最平稳的排量下输油，且缓冲罐处于低液位，输油压力稳定，方便监控，下游站点收到的排量基本稳定。为了验证次输油模式，在远程手动模式下通过人为按设定的液位区间进行输油。图14～图16 是柳十五增压点按分段输油的排量、压力、液位变化图。

由图14～图16 可以看出，改为分液位段输油后，柳十五增压点输油排量变化幅度小，最大幅度是3.5%且每天只调整5次，频次明显下降。排量变化幅度和频次降低后，压力曲线也波动小，更适合泄漏时的及时发现和监控，同时也能保障平稳输油。表2 是采用远程手动和分液位段输油时参数分析对比。

图14 分液位段控制输油排量曲线

图15 分液位段控制输油压力曲线

图16 分液位段控制输油液位曲线

表2 采用远程手动和分液位段输油时参数对比

4 结论

通过上述已经编号程序的4 种输油模式运行曲线分析，4种输油模式均不能很好地解决来油不平稳但要求输油平稳的问题。采用分液位段输油模式基本上能够解决该问题，未来计划将分液位段输油模式编写成自动控制程序，实现自动平稳输油。这样监控员工的日常工作将由调整排量变成监控排量和压力变化，能及时发现泄漏现象，降低输油运行的安全风险。