饱和蒸汽计算机监控系统的设计及应用研究

• 作 者: 曹爱武
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 监控系统 组态软件 数学模型

在油田的稠油热采中需要注入高温高压高干度的水蒸气,利用蒸汽汽化潜热加温原油,将稠油稀释后采集上来。根据不同的地质结构和不同的油井深度注入的蒸汽压力和流量也不同,随着压力的变化流量方程中的参数也随着变化,其中蒸汽密度是影响流量测量的最主要因素,因此蒸汽密度的精确补偿在蒸汽流量测量中起着非常重要的作用。现有的密度补偿模型不适合高温高压饱和蒸汽的流量测量,密度补偿精度较低,导致蒸汽流量测量误差较大。 本文以辽河油田饱和蒸汽计算机监控系统为基础,具体说明了本监控系统的设计过程。将此监控系统分为三层:现场层、监控层、管理层。现场层完成工业现场的控制和数据采集功能,通过现场控制阀门和仪表来实现。监控层完成整个生产过程的监控和数据转发,由工控机(IPC)和组态软件来实现。管理层用来完成对监控数据的存储、查询、报表打印等功能,由工控机、Delphi和SQL Server2000来实现。计算机监控系统通过RS-485总线实现信息共享,此监控系统界面美观大方,操作简单,功能多样化。 本文重点论述了变工况条件下饱和蒸汽密度补偿数学模型的建立。一般低温低压饱和蒸汽密度补偿是利用最小二乘法对压力-密度表进行简单的分段线性拟合而得到的,但随着压力的增加密度误差也越来越大,不利于高温高压饱和蒸汽的精确测量。为了提高密度补偿精度,首先,在压力大于10MPa的压力区间上进行三次样条密度插值,增加密度的样本点。其次,利用最小二乘法分别进行分段线形、抛物线、三次多项式拟合。最后,从仿真结果中得出最佳的拟合方程。 此密度补偿数学模型已经成功运用于辽河油田的饱和蒸汽流量测量中,其最大相对误差为3%,该密度模型在变工况条件下饱和蒸汽的流量测量中具有一定的推广价值。