海油工程仪表自动化
第一章-海洋石油自动化控制系统doc资料
第一章海洋采油自动化控制系统海上油田一般考虑的自动控制总体设计方案有以下几种：一、以现场显示、就地控制为主的方案仪表选型以气动和就地式仪表以及现场控制盘为基础。
该方案的特点是投资少，安全可靠性高，对操作人员技术水平要求低，安装和维护工作量大，系统扩展性差。
适用于井数少、产量不大的采油平台。
二、就地控制与集中控制相结合的方案1、方案1仪表选型以气动和电动仪表为基础，集中监控由控制室模拟仪表实现。
该方案的特点与“以现场显示、就地控制为主”方案差不多。
增加集中控制，给生产管理带来方便。
采用电动仪表后信号传输速度高，电缆安装比气管线的安装简单容易。
控制室用模拟仪表盘对现场各种参数进行显示、记录、报警和控制，减少了现场操作人员。
但该系统灵敏性、扩展性差，仪表盘占用空间较大。
现场接到控制室的电缆较多，工作量大，该方案适合井数少，产量较大的平台。
2、方案2仪表选型以气动和电动仪表为基础，集中监控使用微处理机的监控装置来实现。
该方案的特点在于集中监控所采用的设备与方案1不同。
监控装置包括多个现场终端和控制室的计算机系统，现场终端以微处理机为核心。
这种方案使系统的扩展和修改比较易行。
它比较灵活，功能也强，能收集现场各种参数集中显示，还能进行数据处理和打印报表，也可根据需要在控制室内操纵现场电机、泵、阀的启停和开关。
通过通讯装置还能与其他平台和岸上终端基地的计算机实现联网、进行数据交换和遥控。
监控装置占用空间小，现场到控制室的电缆数量少，装置还具有自检、自处理功能，维护较为方便。
但要求操作人员的技术水平高。
三、分散控制集中方案仪表选型以电动仪表为基础，采用以微机为核心的集散装置分级控制和管理。
该系统充分发挥计算机的特长，对于规模大的海上油田自动化管理和无人值守平台的实现提供了前提。
在没有开发某一具体油田时，很难说采用哪一种方案为最佳。
不同的方案，采用的仪表装置差异很大。
一般认为方案2最为适当，这是因为这一方案有较大的仪表覆盖性，可靠性也较高。
海洋石油化工仪表中的自动化控制
海洋石油化工仪表中的自动化控制发布时间：2022-07-06T08:09:07.868Z 来源：《福光技术》2022年14期作者：王晓明王毅杜海鹏丁冬[导读] 自动化控制技术在海洋石油产业中起着重要的作用，其能够提高石油生产效率，加强生产整体的可靠性和安全性，优化生产管理结构，提高管理水平和效率，降低岗位员工作业强度，减少人为误操作的可能等。
本文将重点对海洋石油化工仪表中的自动化控制进行探讨。
海洋石油化工仪表中的自动化控制王晓明王毅杜海鹏丁冬海洋石油工程股份有限公司设计院 300450摘要：自动化控制技术在海洋石油产业中起着重要的作用，其能够提高石油生产效率，加强生产整体的可靠性和安全性，优化生产管理结构，提高管理水平和效率，降低岗位员工作业强度，减少人为误操作的可能等。
本文将重点对海洋石油化工仪表中的自动化控制进行探讨。
关键词：海洋；石油；化工仪表；自动化控制1海洋石油化工仪表控制的类型1.1传统控制型传统控制型是最基本的仪表类型，传统控制型的石油化工仪表在实际应用中虽然总体效果较佳，但是存在监控不集中、分散性较强、观测精度易受外界影响等劣势，近年来海洋石油资源开发规模的逐渐扩大，对自动化监控、精度、时效等方面的要求相应提高，传统仪表的劣势日渐凸显。
随着社会经济水平的不断发展，市场对石油生产量的需求也逐渐增高，传统控制型已经落后于实际生产要求且难以满足更大规模的石油生产，因此必须要针对传统控制型仪表的精度不够、稳定性较弱、监控分散等短板进行技术上的革新。
加大研发投入，提升智能化水平和自动化水平，深入研究自动化控制技术以及开发自动化监控系统，进一步提升海洋石油生产总体水平。
1.2集散式控制型与陆地石油油田开发相比，海洋石油油田需要克服海洋环境的影响，台风、巨浪威胁生产人员的生命，潮湿、盐雾影响生产设备的寿命。
正因海洋环境的特殊，海上油气开发的投资成本一般是陆地油气开发投资的三到五倍，成本主要集中在海洋石油开发设备、装备的设计与制造上，在海洋要使用特殊的仪器设备，石油化工仪表便是其中之一。
石化行业中自动化仪表的应用故障及解决对策
99在石化工业生产过程中，仪表是一个重要的组成部分，它通过仪表来实现对石化工业生产过程中的各种数据、信息的采集与传递，为石化工业生产过程中的自动控制奠定了基础。
为了提高仪表的精度，保证仪表的可靠性和准确性，提高企业在石化企业中的使用效率，提高企业的经济效益，我国石化企业在这方面做了大量的工作[1]。
所以，石油化工企业应明确其工作性质及工作内容。
在石油化学工业中，很多原材料都是易燃、易爆、高辐射等有害物质，给化学药品的安全带来了隐患。
为此，许多石油化工企业纷纷采用全自动化技术，既能降低人员间的直接劳动接触，又能迅速提高产品的品质与功效。
1 石油化工仪表自动化技术概述随着石油化学仪表自动化技术的问世，它将石油化学仪表从原本的测量功能进行了一系列的改变，其中包括了向测量、现实、存储方面的改变，另外还有对控制、预警、数据处理等综合功能进行转变，有效促进了我国石油化工产业稳定发展。
在石油、化工等行业中，仪表是必不可少的设备，其使用的准确度与生产工艺的优劣有着密切的联系。
近年来，由于科技的快速发展，社会各界的各行各业对石油化工行业的要求日益增加，在石油化工行业中，要求其对石油化工仪表的测量很准确，对精度要求极高。
然而将自动化元件、设备和过程控制与计算机技术相融合，也是为了进一步提升石油化工仪表自动化技术，这种技术主要是在特定的参数设置下，以命令的方式实现石油化工仪表的自动化运行。
2 石油化工企业中自动化控制技术的特点2.1 可编程在石油化工行业中，为满足石油化工行业对仪表的需求，必须采用先进的自动控制系统来实现对仪表的有效管理。
在此基础上，提出了一种新型电子仪表的设计方案，并采用先进的电子仪表设计方案，将电子仪表的设计方案、整体功能和质量相结合，实现了电子仪表的总体性能与质量的最佳化与升级[2]。
2.2 精准计算在石油工业中，将自动控制技术运用到石化仪表上，可以将它和计算机技术有机地融合起来，从而不仅可以提高它的控制级别，而且还可以增加它的计算准确度。
自动化仪表在石油化工行业的应用案例
自动化仪表在石油化工行业的应用案例随着科技的不断发展，自动化技术在各个行业中得到了广泛应用。
在石油化工行业中，自动化仪表的应用起到了至关重要的作用。
它不仅提高了生产效率，降低了生产成本，还保障了生产安全和环境保护。
本文将通过介绍一些典型的自动化仪表在石油化工行业的应用案例，来说明其重要性和优势。
一、压力传感器在油气生产过程中的应用案例在油气生产过程中，准确测量和控制压力是至关重要的。
传统的压力测量方法需要人工操作，不仅耗时耗力，而且容易受到人为误差的影响。
而采用压力传感器可以实现对压力的实时监测和精确控制，提高了生产效率和精度。
以一个油田开采作为案例，通过安装压力传感器和相应的自动控制系统，可以实现对井口压力的实时监测和控制。
当井口压力超过设定值时，自动控制系统会自动调整油井的开采参数，调节油井开采量，从而避免了油井背压、井眼坍塌等现象的发生，确保了油井的正常运行。
二、液位计在储罐管理中的应用案例在石油化工行业中，储罐是存放原油、石油化工产品和化学品的重要设备。
准确测量液位对于保障储罐的正常运行和安全管理至关重要。
传统的液位测量方法需要人工操作，不仅费时费力，而且容易受到人为误差的影响。
而采用液位计可以实现对液位的自动测量和监控，提高了测量精度和安全性。
以一个化工储罐为例，通过安装液位计和相应的自动控制系统，可以实现对储罐内物料的液位实时监测和报警。
当液位超过或低于设定范围时，自动控制系统会发出报警信号，并采取相应的措施，如启动报警装置、自动停止进料等，以避免液位过高或过低对储罐和生产线的安全造成影响。
同时，也通过对液位变化的监测和记录，优化了储罐管理和生产计划。
三、温度控制器在炼油过程中的应用案例在石油炼制过程中，温度是一个重要的控制参数。
传统的温度控制方法需要人工操作，不仅反应迟缓，而且容易受到环境和操作人员的影响。
而采用温度控制器可以实现对温度的自动测量和控制，提高了温度控制的稳定性和精度。
海洋石油自动化仪表的分类
海洋石油自动化仪表的分类1、压力仪表压力仪表存在的作用即是检测液体、气体等状态下的物质的压强。
该设备主要包含信息收集装置、测量装置等，同时，其还能承受住较大的压力，从而立足于整体层面上来看，其在监测数据时具有较高的精确性。
除此之外，由于压力仪表自身所具有的特性，导致其可以将系统与操作装置相连接，以便做到实时控制单位时间内的液体流量，此举有助于完成数据的精准收集与后期整理工作。
2、温度仪表在海洋石油处置过程中，最常使用的设备便是温度检测仪，该仪表拥有着大量的电子元器件，同时，仪表的运行状况会受到来自电力系统的控制。
通常情况下，温度检测仪表现出了较好的稳定性，这就导致其得以在高温或是低温的状态下实现平稳运行，其所能测量的温度最高可达1600℃，此时的数据精确性却不会受到任何影响。
仪表在实际的运行状态中，会使用到传感器，一旦温度出现上升，就会导致阻值较大的电子元器件出现发热的情况，此时，传感器得以迅速感知到该变化，从而精确获取相关信息数据，并将这些数据传递给控制系统，以此实现监测处理过程中的温度的工作。
3、流量仪表流量监测仪表之中包含着诸多先进的技术与设备，并且，这些所应用的技术同红外技术一类的技术相比，显现出了相似性，主要用于把控石油处理过程中原料的添加比例，所含有的设备具体包括：差压式流量计、超声流量计等。
而该仪器在实际使用的过程中，需要注意到不同的检测仪都具备着各异的检测原理，因此，我们应当依据相关使用说明进行后续操作，同时，某些仪表所得到的数据不能进行直接使用，应当预先对其进行谨慎分析，而后才能得到准确的结果。
4、物位仪表在海洋石油的处置过程中，物位仪表所发挥的主要作用即是监测容器内的液位情况。
该仪表所测量的物质的属性为化学品，且这类物质具有较强的不稳定性，不过，假设我们使用了此仪表，便可得到相对精准的数据。
物位仪表的表现形式多样，有直读式、浮力式等，虽然这些仪表具有着各异的优势，但在某些特殊情况下，这些仪表也需要进行组合应用。
海洋石油自动化仪表设计及安装调试
海洋石油自动化仪表设计及安装调试摘要：本文主要简单介绍了海洋石油自动化仪表设计及安装调试，探讨了海洋石油自动化仪表安装调试技术要点，以加强对海洋石油化工自动仪表的研究，不断地创新自动仪表应用技术，旨在充分发挥海洋石油自动仪表的作用。
关键词：海洋石油；自动化仪表；设计；安装调试；技术一、石油化工自动化仪表分类1.1 压力检测仪表压力检测仪表,主要用来对各种物体压力的精密测量,如液体压力、气体压强等。
该仪器在具体的使用中,必须使之与导通测试仪实现高效相连,提高数据测量结果的真实性与准确度,同时,必须在综合考虑该仪器特点的基础上,使相关控制系统和操作设备间建立起高效的联系,为后期更好地监控液体流速提供良好的前提条件。
1.2 温度检测仪表温度检测仪表作为在石油化工制造中使用的一个自动化仪表,它里面包括多个电气元器件,必须全部通过电力系统,方可安全、可靠地工作。
该仪表具备了稳定性强、可靠性高特点,不论在高热环境下,或是在低温环境下,都可以顺利工作。
而高温检测仪表在具体的使用中,则主要使用感应器对电气元器件的发热状况进行追踪与捕捉,并将所收集到的热信号传输至特定的系统内,以此提升石油化工产品高温测量结果准确度。
1.3物位仪表物位仪表是一项重要的企业监控仪器,已应用在石化行业中,这种仪表主要用来进行含有液体、颗粒等物质的装载位置的检测。
这种仪表在实际的应用中,是根据生产需要,通过精细化计算的方法,通过封闭式容器结构或是敞开式容器结构,实现对固体和液体的物质密度的计算。
1.4成分分析仪表成分分析仪表,主要是指通过对物质化学组成及其各成份相对浓度的分析方法,以达到对物品化学成本计算,为石油化工产品工作的合理进行提供了重要的依据与参照。
所以,该仪器有着相当高的使用价值和应用前景。
二、海洋石油自动化仪表安装调试技术要点2.1海洋石油自动化仪表安装技术要点在进行海洋石油自动化仪表安装的同时,必须注意以下几点:首先,应做好安装之前的准备工作。
石油化工仪表中的自动化控制技术
石油化工仪表中的自动化控制技术石油化工行业是全球资源开发利用的重要产业之一，自动化控制技术在这一领域的应用十分广泛。
石油化工仪表是炼油、化工和石化等生产领域中用于测量、调节和控制流体的仪器设备。
自动化控制技术的发展为石油化工仪表的性能提升和生产效率的提高提供了强大的支持。
本文将围绕石油化工仪表中的自动化控制技术展开讨论，包括自动检测技术、智能控制技术和远程监控技术等方面。
1. 自动检测技术随着科学技术的不断发展，自动检测技术在石油化工仪表中得到了广泛应用。
自动检测技术主要包括传感器技术、计量仪表技术和分析仪表技术等方面。
传感器是自动检测技术的核心，其作用是将被测量的物理量转化为电信号，并传递给控制系统。
在石油化工生产过程中，温度、压力、流量、液位等参数的自动检测是非常重要的。
利用传感器技术可以实现对这些参数的实时监测，提高生产过程的安全性和稳定性。
计量仪表技术主要用于对液体和气体的计量和控制，包括流量计、液位计、压力计等设备。
这些设备通过传感器将被测量的参数转化为电信号，并通过控制系统进行处理和控制。
分析仪表技术则是用于对石油化工产品进行成分分析和质量监测，主要包括气相色谱仪、液相色谱仪、质谱仪等设备。
这些设备可以实现对石油化工产品成分的快速分析和检测，提高产品的质量和生产效率。
2. 智能控制技术智能控制技术是指在石油化工仪表中应用先进的控制算法和智能化的控制系统，实现对生产过程的自动化控制。
智能控制技术的核心是控制算法，包括PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等。
PID控制算法是一种经典的控制算法，可以实现对温度、压力、流量等参数的精准控制。
模糊控制算法则适用于复杂的非线性系统，可以根据实时的生产数据进行智能调节。
神经网络控制算法则是一种基于人工智能的控制方法，可以通过学习和记忆实现对生产过程的智能控制。
智能控制技术还包括控制系统的智能化，主要体现在控制器和执行机构的智能化。
先进的控制器可以根据生产参数的变化实时调整控制策略，提高生产过程的稳定性和安全性。
海油工程基础知识培训-仪表部分
03.12.31 03.10.22
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钟小侠 钟小侠
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余 智 余 智
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生产过程控制系统（PCS） 是基于DCS的控制系统，通过对现场的温度、压力、液 位、流量等工艺参数的采集和处理，在操作站上进行显 示，报警；实现对相关控制回路中阀门的自动控制。
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紧急关断系统（ESD) 一般分为四级： 一级关断为弃平台关断，是最高级关断； 二级关断为火灾及可燃气气体严重泄漏关断； 三级关断为生产/工艺系统关断；
WHPC PLATFORM
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GLCC WELL HEAD CONTROL PANEL UTILITIES HVAC WELLHEAD, PRODUCTION & TEST MANIFOLD WHPE PRODUCTION LINE PRESSURE WHPF PRODCUTION LINE PRESSURE PIG LAUNCHER / RECEIVER EMERGENCY GENERATOR CONTROL PANEL I&U AIR PANEL MULTIPHASE FLOW METER SKID (GROSS & TEST METERS)
2
SIZE 1 1/2"X3" SP 1380kPaG
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在不同设计阶段，仪表专业的工作内容和深度
详细设计图纸目录 因果逻辑图 紧急关断系统因果图 火气系统因果图
仪表控制回路图
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在不同设计阶段，仪表专业的工作内容和深度
详细设计图纸目录 设备布置图 中控室布置图 仪表电缆布线图 接线箱及现场仪表布置图 火气探测报警设备布置图 易熔塞及回路布置图 电缆托架布置图
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在不同设计阶段，仪表专业的工作内容和深度
海上油气田开发的项目实施阶段 详细设计阶段的工作主要包括： 对基本设计成果内容与深度进行确认； 完成规定的设计内容； 对详细设计图纸及文件进行交底，负责因详细设 计图纸而出现的现场施工问题的技术处理； 对甲方项目组（包括甲方项目组指定的第三方检 验部门）审批后图纸、文件的处理； 协助甲方项目组处理同采办和后续施工有关的技 术问题。
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在海油工程设计中，仪表专业涉及到的设备和设计内容
通信设备
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实现上述功能所需的设计工作内容 协助设备主专业完成对设备控制功能的定义和控制 方式的设计； 根据设备的设计要求完成对设备相关控制接口的设 计图纸； 参与完成完成对设备的评标工作； 参与完成对设备的技术澄清工作； 参与完成对设备建造图纸和文件的审查； 参与完成设备的验货；
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海油工程项目中央控制系统的组成：
生产过程控制系统（Process Control System） 紧急关断系统（Emergency ShutDown System） 火气监控系统 （Fire & Gas System）
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在不同设计阶段，仪表专业的工作内容和深度
海上油气田开发的项目实施阶段 加工和安装设计阶段的工作主要包括： – 对详细设计图纸和文件进行确认； – 完成规定的有关建造和安装施工的设计内容； – 对加工设计图纸和文件进行交底，负责因详细 设计和加工设计而出现的现场制造施工问题的 技术处理。 完工设计阶段的工作主要包括： 在工程设施完工后，用图纸和文件准确反映工程设施 的最终状态。
、
设备清单）
系统设计类文件（系统框图、因果图、计算书）
设备安装类文件（布置图、典型安装图）
设备调试类文件（调试大纲、仪表清单）
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在不同设计阶段，仪表专业的工作内容和深度
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详细设计图纸目录
数据表
现场指示类仪表：压力表、差压表、温度表、液位计、流量计、过球指示 计
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在不同设计阶段，仪表专业的工作内容和深度
海上油气田开发项目的前期研究阶段
ODP－指勘探钻井有油气发现后，进行的包括油田开发 的地质油藏、钻井完井、采油工艺、健康、安全与环保 、开发工程、油气市场、开发投资及费用估算、经济评 价等相关评价、研究、报告编制，直至总体开发方案获 得批准的全部工作内容。
平台公用系统
•成撬设备的控制： •热介质锅炉 •惰气发生器 •应急发电机 •空气压缩机 •氮气发生器 •HVAC系统及设备 •淡水系统设备 •热水系统设备 •柴油系统设备 •海水系统设备 •发电机辅助系统设备 •生活污水处理设备
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在海油工程设计中，仪表专业涉及到的设备和设计内容
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在不同设计阶段，仪表专业的工作内容和深度
详细设计图纸目录 典型安装图 仪表安装图 仪表接地图 计算书 调节阀（Cv计算） 孔板流量计（孔径比计算） 安全阀（喉径尺寸计算） 温井（温井强度计算）
变送器类仪表：压力变送器、差压变送器、温度变送器、液位变送器、流 量变送器
开关类仪表：压力开关、差压开关、温度开关、液位开关、流量开关
阀门类：调节/控制阀、安全释放阀、紧急关断阀、自力式调节阀、电磁阀 在线分析类仪表：油中水分析仪、水中油分析仪、露点分析仪、气体色谱
仪
设备类：多路选择阀、多相流量计、含沙探测器
自动消防系统
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在海油工程设计中，仪表专业涉及到的设备和设计内容
电力和电气系统 主电站及高压配电设备 高低压电驱动设备和MCC（油井电潜泵及其变频控制设备、 注水泵、压井泵、工艺和公用系统泵等） UPS 雾笛、导航灯 照明、电伴热系统
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紧急关断系统一般都选择具有TUV SIL3认证的产品。
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火气监控系统（FGS）
火气探测和报警系统利用各种探测设备对平台上发生的火 灾和泄漏的危险气体进行自动检测，并对意外的危险源进 行预报警，在确定危险的情况下，通过手动和自动方式启 动平台的安全消防系统，为平台操作人员和生产设施提供 安全保障。火气探测系统的输入输出系统都应该具有自监 测和诊断功能，对于系统短路、断路和接地都能够识别并 进行报警。
生产过程控制系统（PCS）
是基于DCS的控制系统，通过对现场的温度、压力、液 位、流量等工艺参数的采集和处理，在操作站上进行显 示，报警；实现对相关控制回路中阀门的自动控制。
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紧急关断系统（ESD) 一般分为四级： 一级关断为弃平台关断，是最高级关断； 二级关断为火灾及可燃气气体严重泄漏关断； 三级关断为生产/工艺系统关断； 四级关断为单元关断。
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2020/11/25
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本次培训目的 是针对非专业的管理人员。
培训的内容： 在海油工程中，仪表专业涉及的工作范围； 在不同设计阶段，仪表专业的工作内容和深度； 仪表专业设计程序的讲解；
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火气探测报警设备主要包括： 可燃气体探测器 火焰探测器 烟、热探测器 手动火焰报警站 CO2/FM200报警及释放设备
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现场仪表的应用类型
工艺处理系统
工艺流程增压泵
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在海油工程设计中，仪表专业涉及到的设备和设计内容
生产污水水处理系统 撇油器 气浮处理器 核桃壳过滤器
水力漩流器
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在海油工程设计中，仪表专业涉及到的设备和设计内容
在不同设计阶段，仪表专业的工作内容和深度
基本设计图纸目录 仪表系统图 控制系统总框图 过程控制系统框图 紧急关断系统框图 火气监控系统框图 井口控制盘原理图
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在不同设计阶段，仪表专业的工作内容和深度
基本设计图纸目录 因果逻辑图 紧急关断系统因果图 火气系统因果图 布置图 中控室布置图 火气探测报警设备布置图
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在此阶段，仪表专业需要完成的工作： 对开发油田控制系统的总体规模进行定义； 对开发油田采用的系统网络结构进行定义； 对开发油田所采用的系统类型进行定义。
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在不同设计阶段，仪表专业的工作内容和深度
海上油气田开发的项目确定阶段 基本设计是项目确定阶段工程设计工作的主要内容。
平台公用系统 (成撬设备的控制)
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在海油工程设计中，仪表专业涉及到的设备和设计内容
自动消防系统 CO2/FM200和泡沫灭火系统 水喷淋消防系统（消防泵、喷淋阀、管网）
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在海油工程设计中，仪表专业涉及到的设备和设计内容
火气探测设备：可燃气探头、火焰探头、烟热探头、手动报警站 、释放报警灯/铃、平台状态灯
其他：接线箱
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在不同设计阶段，仪表专业的工作内容和深度
详细设计图纸目录 仪表系统图 控制系统框图 过程控制系统框图 紧急关断系统框图 火气监控系统框图 井口控制盘原理图 仪表系统电缆框图
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在海油工程设计中，仪表专业涉及到的设备和设计内容
工艺处理系统
油水分离器（一级分离器） 热化学分离器（二级分离器） 电脱分离器（三级分离器） 换热器 工艺流程增压泵 井口计量分离器 火炬及放空设备 外输及计量标定设备 化学药剂注入设备 注水设备 开闭排罐
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在不同设计阶段，仪表专业的工作内容和深度
基本设计图纸目录 设备清单 仪表清单 中控系统I/O清单 仪表设备清单
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