摘 要：随着井站自动化程度的不断提高，自控仪表在徐深气田得到广泛的应用，作用也愈显突出，其测量准确与否直接影响到井站能否安全生产。为了保证自控仪表测量准确、运行平稳，本文在研究了徐深气田在用的测量温度、压力、液位和流量的四类自控仪表的功能、结构、工作原理及应用现状的基础上，从安装、使用及维护、计量介质、站控系统等多角度，并结合现场实例对影响其准确性的因素进行了深入细致的研究，并提出相应的认识和建议，为自控仪表的长期可靠运行提供保证，也为相关工作提供参考和依据。

 

近几年来，随着新工艺、新技术的发展，在徐深气田天然气采输生产工艺中应用了大量的自控仪表，极大地提高了井站的自动化水平。但由于自控仪表对安装、计量介质、维护保养等都有较高要求，随着使用年限的增加暴露出越来越多的问题，制约着正常生产。因此，有必要对自控仪表的影响因素进行综合研究，有针对性地采取各种措施，充分保障仪表长期稳定运行，确保安全生产。

 

自控仪表，是由若干自动化元件构成的，具有较完善功能的自动化技术工具。它一般同时具有数种功能，如测量、显示、记录或测量、控制、报警等。单个自控仪表本身是一个系统，同时又是整个自动化系统中的一个子系统。生产现场的各类自控仪表通常与计算机系统、RTU/PLC 等站控系统配合使用，有的只进行数据检测，有的还参与工艺控制。目前徐深气田自控系统就是以 PLC 站控系统为中心, 应用压力仪表、温度仪表、液位仪表及流量仪表等自控仪表进行现场生产参数的采集、传输，然后经过 PLC 站控系统运算处理后，zui终在上位机上实现生产参数的实时监测或远程控制。

影响自控仪表正常运行的因素有很多，下面将主要从安装、使用和维护、计量介质、站控系统等对其影响较大的因素分别进行研究。

1 仪表安装 

安装质量直接影响到仪表的使用，如果安装环节出现了问题，那么即使性能再好的仪表以及后期再好的维护和管理，都不能使仪表的性能达到zui佳。各类自控仪表在安装方面均有其具体规范和要求，比如国家标准 GB50093-2002、行业标准 SYT0090-2006 就对自控仪表取源部件、仪表的安装及验收标准等均作了具体的要求，规范安装可以提高自控仪表的准确度，减少系统误差。在现场安装中因工况条件的限制及安装人员的技术水平等因素会影响自控仪表的安装质量。其影响主要体现在以下两方面：

 

（1）安装方式不规范

每类自控仪表均有其适用条件，如果现场的安装条件与仪表的适用条件不相符，则会影响到仪表计量的准确性。例如：速度式流量计的安装，要求其前后有一定的直管稳定段，如果上下游直管段长度不够，气流得不到充分发展，将使流量计计量结果造成较大误差；压力取源部件的安装位置应选在被测流体流速稳定的地方，为此在国家标准GB50093-2002 中 4.3.2 规定，压力取源部件与温度取源部件在同一管线时，应装在温度取源部件的上游侧。如果压力变送器安装在了温度变送器的后面，这将会影响到压力变送器测量结果的准确性。

 

（2）安装质量不合格

行业标准 SY 4205-2007 对安装质量有明确的要求：接线正确、牢固，导电良好等。在徐深气田所应用的自控仪表中，因安装质量不合格影响仪表运行主要有以下两方面表现：由于防爆接头连接不紧密，雨水渗入变送器接线腔，易造成变送器故障或输出电流异常、Pt100 型铂热电阻的线路连接处生锈，导致温度输出值偏大；信号电缆接入变送器后留得过长过粗，接线完毕恢复仪表外壳时造成电缆挤压破损，引起短路，使仪表出现故障或输出电流异常。

 

2 使用和维护 

良好的使用和维护是仪表稳定运行的重要保证。使用和维护不当影响自控仪表的运行，主要有以下两方面：

（1）仪表原理不清晰，致日常操作不正确

每类自控仪表都有其自身的工作原理，如果了解原理就会对其日常操作和使用起到引导的作用。相反如果对仪表的主要结构和工作原理不了解，误操作就会导致仪表故障或仪表出现问题时，无法迅速查明原因，实例如下：在磁性液位计安装初期，由于对其工作原理不清晰，导致在启停液位计时，开关上下控阀门时操作顺序的错误，导致浮子受到强烈的撞击而发生损坏。差压变送器是基于膜片的移动来实现压力测量的，新员工由于对这一原理不了解，导致在进行导压管路吹扫时，控制阀开关频繁而猛烈，致使压力也频繁而猛烈地反复作用在变送器的传压膜片上，易导致膜片损伤，使仪表损坏或出现较大测量偏差。

（2）仪表特性未掌握，致维护措施不得当每类自控仪表都有其自身的特点，在维护、使用过程要根据仪表的特点，采取不同的措施，这样才能保证其正常运行。实例如下：

某站污水罐处雷达液位计冬季环境温度低时，总是高报显示满罐，现场大家也做了保温。后来研究发现，由于雷达液位计是依靠天线发射和接收微波并通过计算来进行液位的测量的，一旦天线产生结露现象，就会使发射出去的微波直接被反射回来，所以一直显示满罐，为此雷达液位计的天线也是保温的重点。

 

3 计量介质 

仪表通常是与被测介质（天然气和水）直接或间接接触的，为此，计量介质的洁净与否，介质的物性参数等特点，均会影响到仪表的正常运行及计量结果的准确性，具体主要体现在如下三个方面：

（1）介质含杂质

由于采出的天然气常含有杂质，经过分离后产生的污水也含有各种杂质，与此种计量介质相接触的仪表的正常运行及计量结果的准确性就会受到不同程度的影响。天然气中的杂质易造成孔板粘有污物、划痕甚至损坏，从而导致孔板流量计流量计量的不准确。天然气经分离后产生的污水中杂质偏多，杂质在浮子以及液位计腔体上的堆积，就会影响浮子的上下自由移动，造成磁转柱液位计对液位的测量偏差；也会造成造成浮球液位控制器卡脖，使上位机上容器的液位始终显示液位高报或低报；zui典型的就是造成金属管浮子流量计无法正常使用。污水内黑色杂质聚集在测量管内，在流量计运行中对测量管造成磨损，聚集凝结较大的杂质还会对浮子托盘带来撞击，造成托盘磨损甚至完全损坏。在故障处理时发现了流量计核心部件转子被打弯、测试管接口处金属缠绕垫片损坏并进入测试管内将转子顶起、测量管腔体内出现结块杂质、浮子托损坏等现象。

（2）天然气含水 

目前部分井站外输的孔板流量计所计量的是未经三甘醇脱水装置脱水的天然气，由于含有未被分离掉的饱和水，冬季温度低时凝析出液态水后易在差压变送器的引压管内结冰，从而造成压管堵塞，zui终影响孔板流量计计量结果的准确性。

 

（3）物性参数变化

此部分主要指的是孔板流量计。由于孔板流量计测量的流量不仅与压力、温度和差压有关，还与天然气的物性参数有关。这里主要指对测量结果影响较大的相对密度。

 

4 站控系统 

目前，徐深气田各集气站均安装有 PLC 站控系统，该装置可以实现数据显示和远程控制，给站内的生产管理带来了很大方便。所用自控仪表用于检测现场各环节的生产参数，然后将信号传输给 PLC 站控系统，经过系统运算和处理后，zui终在上位机上进行参数的显示，zui终实现实时监控，为此，如果站控系统出现问题，也会影响到仪表的应用效果，具体表现为如下三个方面：

（1）设置问题

这里主要指的是仪表量程的设置，由于自控仪表传输回来的都是标准的 4-20mADC 标准信号，系统根据上位机上设置的量程进行换算，然后进行参数的显示和计算，如果设置与仪表真实量程不符，会造成上位机上显示的数据与实际不符。

（2）硬件故障

现场自控仪表所采集的生产参数传输到站控系统的模块中，经过系统运算和处理后，zui终在上位机上进行显示。如果系统模块出现故障，则上位机上将不显示或显示出错误的运行参数。

（3）App故障

如果系统的运算和处理程序出现问题，则会造成站控系统计算出的数值错误，从而造成测量、显示数据不正确。

 

5 认识及建议 

（1）监督安装质量

在仪表安装施工过程中，要加强仪表安装质量的监督，严格实行相关的规范和标准，确保安装质量，通过对仪表安装质量的监督，一是可以及早进入现场，核查施工质量，二也可以提早学习，为以后的使用维护打下基础。

（2）加强员工培训 

加强对员工和技术人员的培训，使其掌握各类自控仪表的结构和原理，避免因原理不清楚导致操作失误，zui终造成仪表计量不准确或损坏的情况发生。

（3）及时修正计量参数

目前也周期性对天然气进行取样和分析，但在取样周期内，随着开关井数的变化，天然气的物性参数也在变化，为此可考虑缩短气样的分析周期，或安装在线气体组分分析设备，实现气体组分的在线实时分析，以及物性参数的实时更新，可有效降低因物性参数更新不及时对计量准确性造成的影响。

（4）加强站控系统维护

每个仪表都有检定周期和维护制度，站控系统也不应例外，应定期对站控系统进行维护、升级及漏洞修补，排除此因素对自控仪表正常运行的影响。

（5）发掘自控仪表潜力

目前徐深气田自控仪表的作用还仅局限于检测，为此以后可考虑发挥自控仪表更大的作用，继续开发 PLC 站控系统，使自控仪表更多的参与控制，从而进一步提高井站的自动化水平。