全自动一次称重原油计量系统装置解读.docx

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全自动一次称重原油计量系统装置解读

全自动一次称重原油计量系统装置

可行性研究报告

盘锦辽河油田大疆工程安装有限公司

一、总论

1、项目概述：

油田油井三相介质的计量一直是国内外难题。

本项目主要开发生产国内外首创的全自动一次称重原油计量系统装置，该计量系统由分配计量多通阀又称多路流量分配、全自动一次称重计量罐和原油含水分析仪组成。

其基本工作原理是：

通过计量选通装置选择接通井站内任何一口油井的原油进入称重计量罐内智能称重计量，含水分析仪分析出原油含水量，进而计算出油井产油量。

整套系统采用PLC控制系统，实现了自动控制，并可远传。

主要用途及适用范围：

该项目适合所有油田的油井原油的精确计量，实现自动化控制，无人值守，提高现代化生产水平。

2、项目的社会经济意义及进展情况

油井原油计量是油田重要的工作，靠人工量油和落后的计量设备已经不能满足现代化生产的需要。

该套装置的研究成功，实现了自动化精确计量，将油田原油计量技术提高了很大一个台阶。

该产品有巨大的市场需求潜力，项目实施后将产生巨大的经济效益和社会效益，产品预计定价26万元/套，以年销售150套计算，每年可新增产值3900万。

该项目于2009年初开始研发，目前已经完成了样机制造，室内试验等工作，该项目已获得一项国家专利，名称为：

全自动油井计量装置，专利号分别为：

200920013722.5。

3．项目计划目标

（1）总体目标：

该项目计划投资1000万元，项目完成时达到批量生产程度，实现600套/年的生产能力，企业资产规模达1000万元，企业员工总人数达150人，新增就业人员65人。

（2）经济目标：

该项目计划完成时预计累计销售收入3500万元，实现工业增加值2200万元，缴税总额900万元，净利润1200万元。

（3）技术、质量指标：

该项目完成时达到的功能和技术指标：

对多口油井自动计量单位时间内的产液量、含水率、产油量以及产气量，并将计量数据远传到管理室。

计量精度：

0.1%；产液重量计量误差≦1%；原油重量计量误差≦1.5%（国家标准为误差≦10%），产气量计量误差≦1.2%，

●倒井控制功能

根据RTU人机界面操作命令或中控室远程操作命令，自动将某一个或多个油井切换到计量位，并启动计量。

●计量流程控制功能

某一个或多个油井切换到计量位后，实时采集原油流量、含水率、天然气流量，完成一定时间的计量（由RTU人机界面或中控室设置）。

●计量计算功能

计量过程结束后，根据计量有效时间、原油和天然气流量累计、含水率情况，自动计算出液、油、气、水的日产量。

●报警与联锁功能

数据采集点报警，设备故障报警，如电动阀故障判断与报警、计量流程异常报警如压油时间超长报警、站内断电报警等。

危险报警点可与设备联动，实现联锁控制。

●通信接口功能

控制器与中控室具有多种通信方式，采用标准、开放的通信协议，可实现计量站采集数据上传、计量结果上传和中控室参数设置的下传等远程操作，从而使计量站实现无人值守。

●ＭＭＩ接口功能

维护人员可在现场用便携机对ＲＴＵ进行检测和维护，可提取ＲＴＵ中的数据。

●看门狗功能

当系统由于意外情况造成死机时，能够自行启动，无需维护人员现场启动。

●扩展功能

据现场计量油井数量的增加，可以按需要扩展。

●现场操作功能

通过人机界面（触摸屏）可实现现场计量操作和参数设置。

技术指标：

●控制器：

内存:

640K

●通讯口:

2个RS-232串行口

●波特率:

30060012002400480096001920038400

●通讯协议:

ModbusASCB、ModbusRTU/ModbusTCP/AP

●24VDC电源：

冗余配置

●输入/输出：

模拟输入16路A/D分辨率12位

0～20mA/4～20mADC电流信号

0～5V/1～5VDC电压信号

热电阻输入4路数字输入40路

继电器触点信号状态电平信号

计数输入11路

0～10KHz频率脉冲信号

数字输出32路

继电器触点信号状态电平信号

●串行口2路RS-232口或1路RS-232口

●通讯方式无线、租用电话、专用双绞线

●供电方式220VAC20％５０ＨＺ

●温度特性使用温度–40～+120℃

存储温度-50～+80℃

●计量精度：

0.1%

●产液重量计量误差≦1.5%

●原油重量计量误差≦1.5%（国家标准为误差≦5%）

质量要求：

起草并经盘锦市技术监督局审定企业标准，严格执行石油天然气总公司相关标准，企业通过国家ISO9000质量体系认证.

二、申报企业情况

1．申报企业基本情况

盘锦辽河油田大疆工程安装有限公司于2006年在盘锦市工商行政管理局注册成立，注册地址：

盘锦经济开发区石油高新技术工业园，注册资金600万元，企业类型为股份有限公司。

公司主要经营业务范围：

油田机械设备安装、公路桥涵建设、机械制造,工业自动化产品生产,石油钻采工艺、太阳能光电、油井测试、节能环保、计算机技术开发、技术服务等业务。

2．企业人员及开发能力论述

盘锦辽河油田大疆工程安装有限公司现有员工95人，大专以上25人，其中高级工程师5人，工程师10人。

公司设置技术研发部，具有电子、计算机、机械、化工、采油工程等多专业工程师、高级工程师15人，并长期与大连理工大学和石油大学等高等院所专家教授进行合作，公司拥有十多项专利技术，并拥有自主知识产权。

公司每年投入产品研发费用100万元以上，并具有一定规模的生产车间、加工设备和试验手段及仪器，具有较强的科技开发实力，能够满足本项目产业化的需要。

本项目已完成了样机制造和室内试验等工作，并不断进行改进试验，获得了大量的数据，现已获得了一项国家专利名称为：

全自动油井计量装置，专利号分别为：

200920013722.5。

拥有完全自主的知识产权。

经过不断完善，技术上已达到产业化生产的要求。

公司占地20000多平方米，厂房面积近9000平方米，具备一定生产设备和测试手段，已有相当的技术与物质基础。

所以，对实施本项目无论从技术、物质基础等条件来看，都有许多有利条件。

项目负责人和主要承担人员简介：

孙胜凯，项目负责人，男，45岁，大学学历，1989年毕业于西安石油大学机电专业，高级工程师，工作后在辽河油田从事科研工作，拥有国家专利5项，发表论文3篇，获辽河油田科技进步二等奖两项。

一直组织领导本项目的开发设计。

李立峰，项目负责人，男，35岁，自动化专业，大学学历，高级工程师，本公司产品研发部主任，长期从事自动控制的的研究和设计，作为项目负责人，一直主持本项目的开发和设计。

周拱臣，主要承担人员，男，28岁，机械设计专业，大学学历，长期从事机械设备的研发，并积累了丰富的实践经验，作为本项目主要参与人员，直接参与项目产品的设计和试验。

三．项目的技术可行性和成熟性分析

1．项目的技术创新性论述

（1）本项目的基本原理及创新性

该系统装置的工作原理是：

通过计量选通装置选择接通井站内任何一口油井的原油进入称重计量罐内智能称重计量，含水分析仪分析出原油含水量，进而计算出油井产油量，实现整个计量工作全自动化，无人值守。

目前一个平台上可以打十几口井，采用普通阀门需众多阀门，要想计量某一口井的来油量，需操作众多的阀门，工艺流程较复杂，劳动强度大。

采用分配计量多通阀可以实现一组油井的来油集中输送，集中计量，具有工艺简单，管线少，劳动强度低等优点。

通过该阀，可以实现在一组油井中任意选取一口油井来油进行计量和检验，其余油井来油集中外输。

可以手动选井，也可遥控选井。

全自动一次称重计量罐由罐体、分离器、称重传感器，气体流量计以及微机等控制系统组成。

将被测油井的来液从罐体的顶部进入分离器分离气体经罐顶气体流量计计量，液体在单位计量内在罐内形成一定液位，采用差压变送器计算出计下液位的液体的压强，该数值乘以罐的有效截面积，即为单位时间内进入罐内的液体的重量，也就是产液重量。

原油含水分析仪是采用电磁波传感器测出产出液中含水比例，进而计算出单位时间内的产油量。

整套系统采用PLC控制系统，实现了自动控制，并可远传。

主要创新点：

本项目的创新主要是技术的创新，1、研发自补偿密封多通阀装置。

2、研发罐内智能一次称重计量装置。

3、研发双探头含水分析仪。

计量用多通阀的密封结构设计不合理，维修周期短。

新研发的多通阀其密封结构具备高弹性自补偿，维修周期延长五倍以上。

研发的罐内一次称重计量装置采用差压传感系统，消除罐顶气体压强影响，直接测出罐内计量下液位的液体压强，该压强乘以罐内有效截面积即为下液位至上液位液体的重量，这样就测出单位时间内油井的产液重量。

要测取油井的产油量，必须对油井产液分析，分析原油含水率，目前国内的原油含水分析仪形式多样，有电容式，射线式，电磁波式，这些含水分析仪都有很大的弊端就是不能全量程，比如电容式含水分析仪只适合于低含水（含水低于40%）的原油，而电磁波式的含水分析仪只适合高含水（含水高于60%）的原油，油井产出的原油的含水率随着周期变化很大，含水变化范围可能在10%---90%，这样单一的含水分析仪都不能适合。

新研发的含水分析仪为高低量程双探头组合，两探头交替工作，实现含水分析全量程。

经一次称重计量罐计量出油井的产液重量后，根据原油含水分析仪测试出原油含水量，即可计算出油井的产油量。

该套装置实现了自动化，做到无人值守，计量精确。

（2）详细描述项目的技术来源

该项目所涉及的技术为我公司科技人员自主开发，目前已申报四项国家专利，具有自主知识产权。

（3）国内外有关该项目研究现状及趋势分析

目前国内外油田油井原油计量普遍采用玻璃管液位计量油装置和翻斗式量油装置。

璃管液位计量油装置只能测量出油井产液的体积，由于产液含水率随时变化导致不能测量出油井产液的重量，并且靠人工操作，劳动强度大，精确度差，不能实现油井的自动化管理；而翻斗量油装置由于称量次数多、形成累积误差，稠油粘度大对翻斗形成挂壁现象加大计量误差，其中翻斗装置为机械运动系统，转动部件易损，故障率高。

该项目成功的解决了国内外目前在用油井计量装置的弊端，具有明显的优势，是油田原油计量技术的一次革命。

2．项目的成熟性和可靠性论述

该项目从2009年初开始研发，目前已经完成了设计、样机制造、室内试验和工业应用试验，并不断进行改进试验，获得了大量的数据，各项技术性能指标已达到或超过设计开发要求，该项目技术为国内首创，技术先进可靠，现已申报了一项国家专利，名称为：

全自动油井计量装置，专利号为：

200920013722.5。

拥有完全自主的知识产权。

技术上已达到产业化生产的要求。

四、项目产品市场调查与竞争能力预测

1．本项目产品的主要用途，目前主要使用领域的需求量，未来市场预测。

该产品主要用于油田油井产量计量，只要油井生产就需要有计量装置，据不完全统计国内油田油井数量在10万口以上，平均每十口井就需要一套计量装置，这样国内该产品的需要潜力在一万套左右。

由于该产品具有明显的先进性和实用性，将在该领域得以迅速推广，产品投产后第一年销售量预计300套，以后每年将以40%的幅度递增。

该产品每套售价预计26万元。

2．分析本项目产品的国内外市场竞争能力，替代进口或出口的可能性，预测本项目市场占有份额。

据检索，国外还没有先进的油井原油计量装置，国内油田没有进口记录。

该产品的销售先立足于国内油田市场，时机成熟后要开拓国际市场。

本项目的市场占有份额估计能达到80%。

五、项目实施方案

该项目计划2011年12月前完成，2010年底完成产品的改进和优化设计、定型；同时进行加工厂房，加工设备的建造和采购安装，20010年11月份形成年产600台的生产能力并建立销售网络并联络出口渠道。

该产品整套技术的研究设计全部自主完成。

经试验各项指标已达到或超过了设计指标，已获得一项国家专利，拥有完全的自主知识产权。

产品在工业应用试验过程中，会逐渐完善和改进。

对该产品生产拟采用先进的设备和生产线，对关键部件选用国内外质量可靠的，以保证产品的质量。

根据生产流程编制工艺卡，并制定各工序操作及质检规范，建立严格的材料，工艺，检测等规程，建立了完善的质量保证体系，并通过ISO9001质量体系认证。

产量以销定产，根据销量预测保证一定库存量。

对产品的销售采用互联网络销售和重点大客户上门销售相结合。

六、投资预算与资金筹措

1．投资预算

（1）近期完成的投资额

   2009年1月至今，已完成项目投资额200万元，主要用于该产品的研究设计、试验、样机制造以及购置部分加工设备，上述资金来源为企业当年度销售利润及股东集资。

②项目执行期内计划新增投资估算

项目执行期内计划新增投资800万元，表1为新增投资估算表

表1  新增投资估算表

科  目

生产厂房和设备

试验及检测设备

流动资金

人工费

其它

投资金额

200万元

30万元

420万元

100万元

50万元

800万元

2．资金使用计划

根据项目实施进度和筹资方式，编制的资金使用计划如下：

表2 资金使用计划表

资金去向

20010年度

2011年度

总额

金额

资金来源

金额

资金来源

产品中试

30万元

财政拨款10万元

30万元

生产车间

120万元

自筹 

120万元

生产设备

80万元

财政拨款30万元

80万元

示范推广

40万元

自筹

40万元

测试鉴定

10万元 

财政拨款5万元 

10万元

开发费用

100万元

财政拨款25万元 

100万元

流动资金

100万元

自筹 

320万

自筹、贷款 

420万元

合   计

480万元

320万

800万元

读书的好处

1、行万里路，读万卷书。

2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神。

4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。

——达尔文

5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。

——颜真卿

7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：

心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。

10、一日无书，百事荒废。

——陈寿

11、书是人类进步的阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生。

13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。

——高尔基

14、书到用时方恨少、事非经过不知难。

——陆游

15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德

16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。

——笛卡儿

17、学习永远不晚。

——高尔基

18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。

——刘向

19、学而不思则惘，思而不学则殆。

——孔子

20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。

——培根