油气储运自动化PDF电子书下载

1　测量仪表基本知识 1

1.1　测量过程和测量误差 1

1.1.1　测量的概念 1

1.1.2　测量误差 1

目录 1

1.2　测量仪表的基本技术性能 3

1.2.1　仪表的精确度 3

1.2.2　仪表的灵敏度 3

1.2.3　仪表的变差 4

1.2.4　仪表的线性度 4

1.2.5　仪表的动态特性 5

1.3　测量仪表的基本构成及分类 5

1.3.1　测量仪表的基本构成 5

1.3.2　测量仪表的分类 6

2.1.1　压力的定义和种类 9

2　压力测量 9

2.1　压力测量的基本概念 9

2.1.2　压力的单位及其换算 10

2.1.3　压力测量仪表的分类 11

2.1.4　压力量值传递 11

2.2　液柱式压力计 11

2.2.1　液柱式压力计分类 11

2.2.2　液柱式压力计分类工作原理和结构 12

2.2.3　液柱式压力计的使用 15

2.3　弹性式压力计 15

2.3.1 弹性元件 16

2.3.2　弹簧管压力表 16

2.3.3　多圈弹簧管压力计 18

2.3.4　波纹管式压力计 19

2.3.5　电接点压力表 19

2.4.1 电容式压力传感器 20

2.4　电气式压力计 20

2.4.2　电感式压力传感器 22

2.4.3　电阻应变片的结构 23

2.4.4　压阻式半导体压力传感器 24

2.4.5　压力传感器的主要性能参数 25

2.5　活塞式压力计 26

2.5.1　活塞式压力计的结构 26

2.5.3　活塞式压力计的应用 27

2.5.2　工作原理 27

2.6　压力计选用及安装 28

2.6.1　压力计选用 28

2.6.2　压力表的安装 28

3　流量测量 31

3.1　流量测量的基本概念 31

3.1.1　流量的定义和单位 31

3.1.2　流量仪表的分类 32

3.2.1 概述 33

3.2　差压式流量计 33

3.2.2　差压式流量计的测量原理 35

3.2.3　标准节流装置 36

3.3　转子流量计 37

3.3.1　转子流量计的测量原理 37

3.3.2　转子流量计的结构 38

3.3.3　转子测量计的使用 39

3.4　流量测量仪表的选型 40

3.4.1　流量测量仪表选用 40

3.4.2　测量仪表的选型设计探讨 43

3.4.3　天然气流量计量仪表及选择原则 48

4　温度测量 53

4.1　温度测量的基本概念 53

4.1.1　温度与温标 53

4.1.2　温度测量仪表 53

4.2.1　液体膨胀式温度计 54

4.2　膨胀式温度计 54

4.2.2　固体膨胀式温度计 55

4.2.3　压力式温度计 56

4.3　热电偶温度计 57

4.3.1　热电偶测温原理 57

4.3.2　热电偶的结构 58

4.3.3　热电偶的类型 59

4.3.4　热电偶的测温误差 62

4.3.5　补偿导线与冷端温度补偿 63

4.4　热电阻温度计 64

4.4.1　热电阻测温原理 64

4.4.2　热电阻的结构 64

4.4.3　热电阻材料 65

4.5　测温仪表的选用与安装 65

4.5.1　各种温度测量方法的比较 66

4.5.2　温度仪表的选择 67

4.5.3　测温仪表的选用与安装 68

5　液位测量 71

5.1　液位测量的基本概念 71

5.2　直读式液位计 71

5.2.1　玻璃液位计 71

5.2.2　人工检尺液位测量 72

5.2.3　磁翻转液位计 73

5.3　浮力式液位计 74

5.3.1　浮标液位计 74

5.3.2　浮筒式液位计 76

5.4　静压式液位计 77

5.4.1　静压式液位计的测量原理 77

5.4.2　压力式液位计 78

5.4.3　差压式液体计 78

5.5　常用油罐液位计的性能特点及选用 81

5.5.1　常见液位计的性能特点 82

5.5.2　常见液位计性能比较和适用介质 83

5.5.3　选用液位计的原则 84

6　含水分析及密度测量 85

6.1　在线密度计 85

6.1.1　概述 85

6.1.2　工作原理与基本结构 85

6.1.3　振动式密度计测定天然气的密度 88

6.2　含水分析仪在原油含水测量中的应用 91

6.2.1　原油含水分析仪 91

6.2.2　YSL-1G型含水分析仪的应用 92

6.2.3　YSQF型原油含水含气在线计量分析仪 93

7　静电的测量方法和测量仪器 95

7.1　静电电位的测量 95

7.1.1　对测量仪表的要求 95

7.1.2　绝缘体表面静电电位的测量 97

7.1.3　带电液面静电电位的测量 98

7.2　放电电荷量的测量 100

7.2.1 冲击电流计法测量放电电荷量 100

7.2.2　示波器法测量放电电荷量 101

7.3　绝缘电阻的测量 102

7.3.1　测量原理 102

7.3.2　测量方法 103

7.3.3　测量步骤 105

7.3.4　试验结果 106

7.4　电荷密度的测量 106

7.4.1　一般原理 106

7.4.2　传感头结构 107

7.4.3 比例常数β′的标定 108

7.5　金属管线流动带电的测量方法 109

7.5.1　绝缘管法测流动电流 109

7.6　逸散时间、半值时间的测量 110

7.5.2　利用缓和罐测取流动电流 110

7.5.3　其他方法 110

7.7　静电电容和介电常数的测量 111

7.7.1　静电电容的测量 111

7.7.2　介电常数的测量 113

7.8　油品静止电导率的测量 114

7.8.1 电容法 114

7.8.2　浸没电池法 118

7.9　油罐内空间电场强度的测量 120

7.10　静电测量仪器 121

7.10.1 QV型静电电压表 121

7.10.2　BYJ-A型感应式静电电压表 122

7.10.3　KS-325型集电式静电计 123

7.10.4　ZC-36型超高电阻微电流测试仪 124

7.10.5　振簧式静电计 127

8.1.1　基本内容 137

8.1.2　主要应用领域和实例 137

8　油气田及管道自动化 137

8.1　油气田及管道自动化技术概述 137

8.1.3　油气田及管道自动化的作用 143

8.2 自动化系统的主要类型和设备 143

8.2.1 自动化系统的主要类型 143

8.2.2 自动化系统的主要设备 144

8.2.3　SCADA系统工作原理及产品介绍 153

8.3　油气田及管道自动化系统与其他信息系统的结合 156

8.3.1　与油藏研究和机采井诊断系统的结合 156

8.3.2　与地面生产设施运行优化系统的结合 158

8.3.3　与生产销售管理信息系统的结合 160

8.4 油气田及管道自动化工程建设 160

8.4.1　油气田及管道自动化工程可行性研究及设计中应注意的事项 161

8.4.3 油气田及管道自动化工程施工中应注意的事项 162

8.4.2　油气田及管道自动化工程设备采购中应注意的事项 162

8.4.4 油气田及管道自动化生产准备中应注意的事项 163

9　执行器 165

9.1 气动执行器 165

9.1.1　固有流量特性 167

9.1.2　工作流量特性 168

9.2　电-气转换器 170

9.3　阀门定位器 172

9.3.1　阀门定位器 172

9.3.2　阀门定位器选型指南 174

9.4　电动执行器 176

9.5　调节阀的选择、维修与校验 178

9.5.1　调节阀的选择 178

9.5.2　调节阀正确安装的若干问题 180

9.5.3　调节阀主要性能的现场检测 181

10.1.2　调节参数的选择 183

10.1.1　被调参数的选择 183

10 自动调节系统介绍 183

10.1　调节方案设计 183

10.1.3　调节仪表的选择 184

10.2　工艺控制流程图 186

10.2.1　文字符号 186

10.2.2 图形符号 186

10.3　调节器参数的工程整定 187

10.3.1　经验凑试法 188

10.3.2　临界比例度法 188

10.3.3　衰减曲线法 189

10.4　调节系统的投运 190

10.4.1　调节系统的投运 190

10.4.2　电动仪表组成的系统的投运 190

10.4.3　运行中调节系统常见的问题 191

11.1.1 SCADA系统概述 193

11.1　油气长输管道SCADA系统概述 193

11 油气长输管道SCADA系统及数字化管道发展趋势 193

11.1.2　SCADA系统的构成方式 195

11.1.3 SCADA系统的功能 196

11.2　SCADA自动监控系统软件 198

11.2.1　软件构成 198

11.2.1　软件介绍 198

11.3　SCADA在我国油气管道的应用 203

11.3.1 SCADA系统在陕京输气管道工程的应用 203

11.3.2 SCADA系统在克拉玛依-独山子输油管道中的应用 209

11.3.3　SCADA系统在陕银输气管道工程中的应用 216

11.3.4 SCADA系统在东营-临邑输油管线中的应用 222

11.4 油气管道SCADA系统设计与实施 226

11.4.1 油气管道SCADA系统的设计思想 226

11.4.2　管道SCADA系统的实施 229

11.5.1 长输管道SCADA系统冗余结构分类 231

11.5　长输管道SCADA系统冗余技术 231

11.5.2　SCADA系统控制中心冗余结构 233

11.6　油气管道SCADA系统发展动态 235

11.6.1　RTU技术的发展 235

11.6.2　软件的发展 236

11.6.3 SCADA系统功能与结构的发展 236

11.7　数字化管道现状及发展趋势 238

11.7.1　数字管道的背景 238

11.7.2　数字化管道的基本涵义 238

11.7.3　数字化管道的关键技术 239

11.7.4　数字化管道的理论意义 240

11.7.5　数字管道建设现状及应用前景 241

12　泵房自动化 243

12.1　机泵的遥控启停 243

12.1.1　离心泵的启动 243

12.1.2　离心泵遥控启动的自动调节方案 244

12.1.3　两位式压力调节系统在不同工况下的应用及保护 245

12.1.4 自力式调压单向阀的稳定运行、结构及参数选择 247

12.1.5　电机的遥控启停 248

12.2　机泵运行的监测 248

12.2.1　泵压力测量 249

12.2.2　电机电流的监测 250

12.2.3　轴温报警 251

13　管道在线泄漏检测 253

13.1 国内外泄漏检测方法综述 253

13.1.1　负压波法 254

13.1.2　质量平衡法 255

13.1.3　实时模型法 255

13.1.4　统计决策方法 256

13.1.5　压力梯度法 256

13.1.7　声波法 257

13.2　原油管道泄漏仿真 257

13.1.6　应力波法 257

13.2.1　管道水击概念 258

13.2.2　水击微分方程及求解 258

13.2.3　原油管道泄漏仿真边界条件的确定 260

13.2.4　原油管道泄漏仿真 262

13.3　原油管道泄漏点定位模型 266

13.3.1　温度对负压波传播速度的影响 266

13.3.2　原油管道泄漏定位公式 269

13.4　小波变换在管道泄漏检测中的应用 271

13.4.1 引言 271

13.4.2　小波分析理论基础 272

13.4.3　基于小波变换的管道压力信号去噪 278

13.5　统计模式识别在长输管道泄漏监测中的应用 281

13.5.1　特征向量的确定 281

13.5.2　分类方法的确定 283

参考文献 284