全自動一次稱重原油計量系統(tǒng)裝置

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1、全自動一次稱重原油計量系統(tǒng)裝置 可行性研究報告 一、總論 1、項目概述： 油田油井三相介質的計量一直是國內外難題。 本項目主要開發(fā)生 產(chǎn)國內外首創(chuàng)的全自動一次稱重原油計量系統(tǒng)裝置， 該計量系統(tǒng)由分 配計量多通閥又稱多路流量分配、 全自動一次稱重計量罐和原油含水 分析儀組成。 其基本工作原理是： 通過計量選通裝置選擇接通井站內 任何一口油井的原油進入稱重計量罐內智能稱重計量， 含水分析儀分 析出原油含水量，進而計算出油井產(chǎn)油量。 整套系統(tǒng)采用PLC空制系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動控制，并可遠傳。 主要用途及適用范圍： 該項目適合所有油田的油井原油的精確計 量，實現(xiàn)自動化控制，無人值守，

2、提高現(xiàn)代化生產(chǎn)水平。 2、 項目的社會經(jīng)濟意義及進展情況 油井原油計量是油田重要的工作， 靠人工量油和落后的計量設備 已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。 該套裝置的研究成功， 實現(xiàn)了自動 化精確計量，將油田原油計量技術提高了很大一個臺階。 該產(chǎn)品有巨大的市場需求潛力， 項目實施后將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效 益和社會效益，產(chǎn)品預計定價 26萬元 /套，以年銷售 150套計算，每 年可新增產(chǎn)值 3900萬。 該項目于 2009 年初開始研發(fā)，目前已經(jīng)完成了樣機制造，室內 試驗等工作，該項目已獲得一項國家專利，名稱為：全自動油井計量 裝置，專利號分別為： 200920013722.5 。

3、3．項目計劃目標 （ 1）總體目標： 該項目計劃投資 1000 萬元，項目完成時達到批量生產(chǎn)程度， 實現(xiàn) 600 套/ 年的生產(chǎn)能力， 企業(yè)資產(chǎn)規(guī)模達 1000 萬元， 企業(yè)員 工總人數(shù)達 150 人，新增就業(yè)人員 65 人。 （ 2 ）經(jīng)濟目標： 該項目計劃完成時預計累計銷售收入 3500 萬元，實現(xiàn)工業(yè) 增加值 2200 萬元，繳稅總額 900 萬元，凈利潤 1200 萬元。 （ 3）技術、質量指標： 該項目完成時達到的功能和技術指標： 對多口油井自動計量單位時間內的產(chǎn)液量、 含水率、 產(chǎn)油量 以及產(chǎn)氣量，并將計量數(shù)據(jù)遠傳到管理室。 計量精度： 0.1%； 產(chǎn) 液重

4、量計量誤差三1%;原油重量計量誤差三1.5% （國家標準為 誤差三10%,產(chǎn)氣量計量誤差三1.2%, ?倒井控制功能 根據(jù) RTU 人機界面操作命令或中控室遠程操作命令，自動將某一個 或多個油井切換到計量位，并啟動計量。 ?計量流程控制功能 某一個或多個油井切換到計量位后， 實時采集原油流量、 含水率、 天然氣流量， 完成一定時間的計量 （由 RTU 人機界面或中控室設置） ?計量計算功能 計量過程結束后，根據(jù)計量有效時間、原油和天然氣流量累計、 含水率情況，自動計算出液、油、氣、水的日產(chǎn)量。 ?報警與聯(lián)鎖功能 數(shù)據(jù)采集點報警，設備故障報警，如電動閥故障判斷與報警、計

5、 量流程異常報警如壓油時間超長報警、站內斷電報警等。危險報 警點可與設備聯(lián)動，實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。 ?通信接口功能 控制器與中控室具有多種通信方式， 采用標準、 開放的通信協(xié)議， 可實現(xiàn)計量站采集數(shù)據(jù)上傳、計量結果上傳和中控室參數(shù)設置的 下傳等遠程操作，從而使計量站實現(xiàn)無人值守。 ? MM I接口功能 維護人員可在現(xiàn)場用便攜機對R T U進行檢測和維護， 可提取 RTU中的數(shù)據(jù)。 ?看門狗功能 當系統(tǒng)由于意外情況造成死機時， 能夠自行啟動， 無需維護人 員現(xiàn)場啟動。 ?擴展功能 據(jù)現(xiàn)場計量油井數(shù)量的增加，可以按需要擴展。 ?現(xiàn)場操作功能 通過人機界面（觸摸屏）可實現(xiàn)現(xiàn)場

6、計量操作和參數(shù)設置。 技術指標： :640K ?通訊口 ：2個RS-232串行口 ?波特率 :300 600 1200 2400 4800 9600 19200 38400 ?通訊協(xié)議 :Modbus ASCB、 Modbus RTU/Modbus TCP/AP ? 24VDC 電源：冗余配置 ?輸入 /輸出： 模擬輸入 16 路 A/D 分辨率 12 位 0?20mA/4?20mA DC電流信號 0?5V/1?5V DC電壓信號 熱電阻輸入 4路 數(shù)字輸入 40路 繼電器觸點信號 狀態(tài)電平信號 計數(shù)輸入 11 路 0?10KHz頻率脈沖信號 數(shù)字輸出 32 路

7、 繼電器觸點信號 狀態(tài)電平信號 ? 串行口 2 路 RS-232 口或 1 路 RS-232 口 ?通訊方式 無線、租用電話、專用雙絞線 ? 供電方式 220V AC 20% 5 0Hz ? 溫度特性 使用溫度 W0?+120 C 存儲溫度 -50?+80 C ?計量精度： 0.1% ?產(chǎn)液重量計量誤差三1.5% ?原油重量計量誤差三1.5% （國家標準為誤差三5% 質量要求： 起草并經(jīng)盤錦市技術監(jiān)督局審定企業(yè)標準， 嚴格執(zhí)行 石油天然氣總公司相關標準， 企業(yè)通過國家ISO9000質量體系認 證. 二、申報企業(yè)情況 1．申報企業(yè)基本情況 盤錦遼河油田大疆工程安裝有限

8、公司于 2006 年在盤錦市工 商行政管理局注冊成立， 注冊地址： 盤錦經(jīng)濟開發(fā)區(qū)石油高新技 術工業(yè)園， 注冊資金 600 萬元，企業(yè)類型為股份有限公司 。 公司主 要經(jīng)營業(yè)務范圍： 油田機械設備安裝、 公路橋涵建設、 機械制造 , 工業(yè)自動化產(chǎn)品生產(chǎn) ,石油鉆采工藝、太陽能光電、油井測試、 節(jié)能環(huán)保、計算機技術開發(fā)、技術服務等業(yè)務。 2．企業(yè)人員及開發(fā)能力論述 盤錦遼河油田大疆工程安裝有限公司現(xiàn)有員工 95 人， 大專 以上 25 人，其中高級工程師 5 人，工程師 10 人。公司設置技 術研發(fā)部，具有電子、計算機 、機械、化工、采油工程等多專業(yè) 工程師、高級工程師 15

9、 人，并長期與大連理工大學和石油大學等高 等院所專家教授進行合作，公司擁有十多項專利技術，并擁有自主 知識產(chǎn)權。公司每年投入產(chǎn)品研發(fā)費用 100 萬元以上，并具有一定 規(guī)模的生產(chǎn)車間、加工設備和試驗手段及儀器，具有較強的科技開 發(fā)實力，能夠滿足本項目產(chǎn)業(yè)化的需要。 本項目已完成了樣機制造和室內試驗等工作， 并不斷進行改進試 驗，獲得了大量的數(shù)據(jù)，現(xiàn)已獲得了一項國家專利名稱為：全自動油 井計量裝置，專利號分別為： 200920013722.5 。 擁有完全自主的知 識產(chǎn)權。經(jīng)過不斷完善，技術上已達到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的要求。 公司占地 20000多平方米，廠房面積近 9000平方米，具備

10、一定 生產(chǎn)設備和測試手段，已有相當?shù)募夹g與物質基礎。所以，對實施本 項目無論從技術、物質基礎等條件來看，都有許多有利條件。 項目負責人和主要承擔人員簡介： 孫勝凱，項目負責人，男， 45 歲，大學學歷， 1989 年畢業(yè)于西 安石油大學機電專業(yè)， 高級工程師， 工作后在遼河油田從事科研工 作，擁有國家專利 5 項，發(fā)表論文 3 篇，獲遼河油田科技進步二 等獎兩項。一直 組織領導本項目的開發(fā)設計。 李立峰，項目負責人，男， 35 歲，自動化專業(yè)，大學學歷，高 級工程師， 本公司產(chǎn)品研發(fā)部主任， 長期從事自動控制的的研究和設 計，作為項目負責人，一直主持本項目的開發(fā)和設計。

11、周拱臣，主要承擔人員，男， 28 歲，機械設計專業(yè)，大學學歷， 長期從事機械設備的研發(fā)， 并積累了豐富的實踐經(jīng)驗， 作為本項目主 要參與人員，直接參與項目產(chǎn)品的設計和試驗。 三．項目的技術可行性和成熟性分析 1．項目的技術創(chuàng)新性論述 （ 1）本項目的基本原理及創(chuàng)新性 該系統(tǒng)裝置的工作原理是：通過計量選通裝置選擇接通井站內任 何一口油井的原油進入稱重計量罐內智能稱重計量， 含水分析儀分析 進而計算出油井產(chǎn)油量， 實現(xiàn)整個計量工作全自動化， 無人值守。 目前一個平臺上可以打十幾口井， 采用普通閥門需眾多閥門， 要 想計量某一口井的來油量，需操作眾多的閥門，工藝流程較復雜，勞

12、 動強度大。采用分配計量多通閥可以實現(xiàn)一組油井的來油集中輸送， 集中計量，具有工藝簡單，管線少，勞動強度低等優(yōu)點。通過該閥， 可以實現(xiàn)在一組油井中任意選取一口油井來油進行計量和檢驗， 其余 油井來油集中外輸?？梢允謩舆x井，也可遙控選井。 全自動一次稱重計量罐由罐體、分離器、稱重傳感器，氣體流量 計以及微機等控制系統(tǒng)組成。 將被測油井的來液從罐體的頂部進入分 離器分離氣體經(jīng)罐頂氣體流量計計量， 液體在單位計量內在罐內形成 一定液位， 采用差壓變送器計算出計下液位的液體的壓強， 該數(shù)值乘 以罐的有效截面積， 即為單位時間內進入罐內的液體的重量， 也就是 產(chǎn)液重量。 原油含水分析儀

13、是采用電磁波傳感器測出產(chǎn)出液中含水比 例，進而計算出單位時間內的產(chǎn)油量。 整套系統(tǒng)采用PLC空制系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動控制，并可遠傳。 主要創(chuàng)新點： 本項目的創(chuàng)新主要是技術的創(chuàng)新， 1、研發(fā)自補償 密封多通閥裝置。 2、研發(fā)罐內智能一次稱重計量裝置。 3、研發(fā)雙探 頭含水分析儀。 計量用多通閥的密封結構設計不合理， 維修周期短。 新研發(fā)的多 通閥其密封結構具備高彈性自補償，維修周期延長五倍以上。 研發(fā)的罐內一次稱重計量裝置采用差壓傳感系統(tǒng)， 消除罐頂氣體 壓強影響， 直接測出罐內計量下液位的液體壓強， 該壓強乘以罐內有 效截面積即為下液位至上液位液體的重量， 這樣就測出單位時間內油

14、 井的產(chǎn)液重量。 要測取油井的產(chǎn)油量，必須對油井產(chǎn)液分析，分析原油含水率， 目前國內的原油含水分析儀形式多樣， 有電容式， 射線式， 電磁波式， 這些含水分析儀都有很大的弊端就是不能全量程， 比如電容式含水分 析儀只適合于低含水（含水低于 40%）的原油，而電磁波式的含水分 析儀只適合高含水（含水高于 60%）的原油，油井產(chǎn)出的原油的含水 率隨著周期變化很大，含水變化范圍可能在 10%---90%，這樣單一的 含水分析儀都不能適合。新研發(fā)的含水分析儀為高低量程雙探頭組 合，兩探頭交替工作，實現(xiàn)含水分析全量程。 經(jīng)一次稱重計量罐計量出油井的產(chǎn)液重量后， 根據(jù)原油含水分析 儀

15、測試出原油含水量，即可計算出油井的產(chǎn)油量。 該套裝置實現(xiàn)了自動化，做到無人值守，計量精確。 （ 2）詳細描述項目的技術來源 該項目所涉及的技術為我公司科技人員自主開發(fā)， 目前已申報四 項國家專利，具有自主知識產(chǎn)權。 （ 3）國內外有關該項目研究現(xiàn)狀及趨勢分析 目前國內外油田油井原油計量普遍采用玻璃管液位計量油裝置 和翻斗式量油裝置。璃管液位計量油裝置只能測量出油井產(chǎn)液的體 積， 由于產(chǎn)液含水率隨時變化導致不能測量出油井產(chǎn)液的重量， 并且 靠人工操作，勞動強度大，精確度差，不能實現(xiàn)油井的自動化管理； 而翻斗量油裝置由于稱量次數(shù)多、 形成累積誤差， 稠油粘度大對翻斗 形成掛壁

16、現(xiàn)象加大計量誤差， 其中翻斗裝置為機械運動系統(tǒng)， 轉動部 件易損， 故障率高。 該項目成功的解決了國內外目前在用油井計量裝 置的弊端，具有明顯的優(yōu)勢，是油田原油計量技術的一次革命。 2．項目的成熟性和可靠性論述 該項目從 2009 年初開始研發(fā)，目前已經(jīng)完成了設計、 樣機 制造、室內試驗和工業(yè)應用試驗，并不斷進行改進試驗，獲得了大量 的數(shù)據(jù)， 各項技術性能指標已達到或超過設計開發(fā)要求， 該項目技術 為國內首創(chuàng)，技術先進可靠，現(xiàn)已申報了一項國家專利，名稱為：全 自動油井計量裝置，專利號為： 200920013722.5 。 擁有完全自主的 知識產(chǎn)權。技術上已達到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的要求

17、。 四、項目產(chǎn)品市場調查與競爭能力預測 1 ．本項目產(chǎn)品的主要用途，目前主要使用領域的需求量， 未來市場預測。 該產(chǎn)品主要用于油田油井產(chǎn)量計量， 只要油井生產(chǎn)就需要有 計量裝置，據(jù)不完全統(tǒng)計國內油田油井數(shù)量在 10 萬口以上，平 均每十口井就需要一套計量裝置， 這樣國內該產(chǎn)品的需要潛力在 一萬套左右。 由于該產(chǎn)品具有明顯的先進性和實用性， 將在該領 域得以迅速推廣， 產(chǎn)品投產(chǎn)后第一年銷售量預計 300 套， 以后每 年將以 40%的幅度遞增。該產(chǎn)品每套售價預計 26 萬元。 2．分析本項目產(chǎn)品的國內外市場競爭能力，替代進口或出 口的可能性，預測本項目市場占有份額。 據(jù)檢

18、索， 國外還沒有先進的油井原油計量裝置， 國內油田沒 有進口記錄。 該產(chǎn)品的銷售先立足于國內油田市場， 時機成熟后 要開拓國際市場。本項目的市場占有份額估計能達到 80%。 五、項目實施方案 該項目計劃 2011 年 12 月前完成， 2010 年底完成產(chǎn)品的改 進和優(yōu)化設計、定型；同時進行加工廠房，加工設備的建造和采 購安裝， 20010 年 11 月份形成年產(chǎn) 600 臺的生產(chǎn)能力并建立銷 售網(wǎng)絡并聯(lián)絡出口渠道。 該產(chǎn)品整套技術的研究設計全部自主完成。 經(jīng)試驗各項指標 已達到或超過了設計指標， 已獲得一項國家專利， 擁有完全的自 主知識產(chǎn)權。產(chǎn)品在工業(yè)應用試驗過程中，會

19、逐漸完善和改進。 對該產(chǎn)品生產(chǎn)擬采用先進的設備和生產(chǎn)線， 對關鍵部件選用 國內外質量可靠的， 以保證產(chǎn)品的質量。 根據(jù)生產(chǎn)流程編制工藝 卡，并制定各工序操作及質檢規(guī)范，建立嚴格的材料，工藝，檢 測等規(guī)程， 建立了完善的質量保證體系，并通過 ISO9001 質量體系 認證 。 產(chǎn)量以銷定產(chǎn)，根據(jù)銷量預測保證一定庫存量。 對產(chǎn)品的銷售采用互聯(lián)網(wǎng)絡銷售和重點大客戶上門銷售相 結合。 六、投資預算與資金籌措 1 ．投資預算 （ 1） 近期完成的投資額 2009 年 1 月至今，已完成項目投資額 200 萬元，主要用于該 產(chǎn)品的研究設計、試驗、樣機制造以及購置部分加工設備，上述資

20、金 來源為企業(yè)當年度銷售利潤及股東集資。 ② 項目執(zhí)行期內計劃新增投資估算 項目執(zhí)行期內計劃新增投資800萬元，表1為新增投資估算表 表1新增投資估算表 科目 生產(chǎn)廠房和 設備 試驗及檢測設 備 流動資金 人工費 其它 投資金額 200萬元 30萬元 420萬元 100萬元 50萬元 800萬元 2.資金使用計劃 根據(jù)項目實施進度和籌資方式，編制的資金使用計劃如下: 表2資金使用計劃表 資金去向 20010年度 2011年度 總額 金額 資金來源 金額 資金來源 產(chǎn)品中試 30萬元 財政撥款10萬元 30萬元 生產(chǎn)車間 120萬元 自籌 120萬元 生產(chǎn)設備 80萬元 財政撥款30萬元 80萬元 示范推廣 40萬元 自籌 40萬元 測試鑒定 10萬元 財政撥款5萬元 10萬元 開發(fā)費用 100萬元 財政撥款25萬元 100萬元 流動資金 100萬元 自籌 320萬 自籌、貸款 420萬元  合計 480萬元 320萬 800萬元