自動化在油氣集輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

趙麗 張洪建 李金松 趙妍

摘要：在整個油田的生產(chǎn)過程中，油氣集輸是石油礦藏勘探、油田開發(fā)和采油工程之后很重要的階段。因各地的具體情況不一，為了將分散的油氣集中收集，油氣的集輸方案就會不同，從而產(chǎn)生不同的工藝流程。油田輸油系統(tǒng)采取自動化裝置，實(shí)現(xiàn)了集中監(jiān)視、操作和管理的目標(biāo)，是時代發(fā)展的必然成果。

關(guān)鍵詞：油氣集輸系統(tǒng)；數(shù)據(jù)；PLC控制

Abstract: In the entire field of the production process, oil and gas gathering and transportation of petroleum mineral exploration,field development and production engineering, after a very important stage.Due to the specific circumstances of different parts, in order to gather the dispersed oil concentration, oil and gas gathering and transportation plan will be different, resulting in a different process.Oil field oil system to take automation devices,to achieve a centralized monitoring, operation and management objectives,is the inevitable outcome of the development of the times.Keywords:oil and gas gathering systems;data; PLC co

中圖分類號：TE863 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號:

1引言

油氣集輸作為油田建設(shè)中的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，擔(dān)負(fù)著天然氣和石油的收集、初加工和輸送任務(wù)，在整個油田生產(chǎn)中起重要的主導(dǎo)作用。整個油氣集輸系統(tǒng)包含有脫水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、摻油系統(tǒng)、清水系統(tǒng)、注水系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)。油氣集輸流程反映了原油氣經(jīng)集輸、分離、脫水等處理后得到合格氣、油產(chǎn)品的工藝過程，是整個油氣集輸系統(tǒng)的骨干和代表。油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)連續(xù)、工序間相互關(guān)聯(lián)且銜接緊密，對于不同的工藝部分有不同的設(shè)備和裝置，這就要求相關(guān)的自動化有高技術(shù)和多內(nèi)容。本文就油氣集輸系統(tǒng)的自動化應(yīng)用進(jìn)行簡單的探討和分析。

2油氣集輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

整個油氣集輸流程設(shè)計(jì)會涉及到好多方面，比如油田內(nèi)所蘊(yùn)含的油氣相關(guān)物理化學(xué)性質(zhì)，周圍環(huán)境條件，經(jīng)濟(jì)方面的制約等。我們所要做的就是在眾多方案中選擇性價比較高的一種方案，其中需要注意的基本原則有：

①在整個油氣集輸過程中，盡最大努力做到全程封閉，從而減少油氣運(yùn)輸所造成的不必要的損耗；

②在油氣等的收集方面，要盡最大可能收集油田開發(fā)中產(chǎn)生的資源，使得資源的利用率達(dá)到最大值，進(jìn)而生產(chǎn)加工出相關(guān)的符合標(biāo)準(zhǔn)的天然氣和原油等相關(guān)產(chǎn)品；

③對油田礦井中的相關(guān)液體壓力要充分利用起來，對整個系統(tǒng)內(nèi)部的壓力有整體把握，適當(dāng)提高，進(jìn)而擴(kuò)大相關(guān)的輸出半徑，減少中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)的相關(guān)油氣損耗；

④對于系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，我們要合理利用起來，做到對整個系統(tǒng)流程的溫度控制，同時減少運(yùn)輸過程中的相關(guān)熱損耗；

⑤綜合考慮以上幾點(diǎn)的情況下，選擇整體工藝簡單易操作的系統(tǒng)，進(jìn)而提高工作效率。

3井場信息遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用

石油天然氣的開發(fā)涉及的項(xiàng)目很多，引進(jìn)集合化概念，使得各作業(yè)緊密配合。集合化不僅指的是井場信息要集合化，也包括相關(guān)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)要做到集合化。在整個井場信息中，可進(jìn)行集合的主要信息資源是鉆井、固井、定向井、地質(zhì)錄井、綜合錄井、試油等，且各項(xiàng)作業(yè)都有其相應(yīng)的特點(diǎn)和數(shù)據(jù)，尤其是在一定間隔下作業(yè)的鉆井液測定、錄井配套技術(shù)等不具備連續(xù)性，數(shù)據(jù)具有實(shí)時性，這就要求我們對相關(guān)作業(yè)盡量做到實(shí)時監(jiān)控。為了做到實(shí)時監(jiān)測，我們引用了綜合錄井技術(shù)，即在鉆井作業(yè)的現(xiàn)場實(shí)行實(shí)時監(jiān)控，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)如地層壓力的監(jiān)測預(yù)報(bào)做出及時評價，并最終在鉆井過程中匯集到錄井，以此對整體現(xiàn)場信息綜合分析和利用，也為相關(guān)研究部門提供充足的數(shù)據(jù)和資料。隨著綜合錄井技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)的作用日益突出，其的科學(xué)合理性也逐漸發(fā)揮了出來。

為了最大化的體現(xiàn)數(shù)據(jù)的重要作用，相關(guān)公司將井場信息全方位化，使得實(shí)時監(jiān)控的數(shù)據(jù)如鉆井液參數(shù)、隨鉆定向參數(shù)等得到實(shí)現(xiàn)，對于現(xiàn)場采集或間斷性測得的數(shù)據(jù)如固井參數(shù)、鉆井液性能參數(shù)、現(xiàn)場工況等可以及時錄入并定時傳輸提交，而對于不能實(shí)時監(jiān)控的由第三方所提供的數(shù)據(jù)如下套管數(shù)據(jù)等采取導(dǎo)入式傳輸。另外，對于現(xiàn)場的一些相關(guān)圖片如異常情況照片等實(shí)行上傳式的傳輸，對于較重要關(guān)鍵點(diǎn)視頻監(jiān)控的圖像也都實(shí)現(xiàn)了較大程度的實(shí)時傳輸。以上所有部分就形成了集合化的井場信息傳輸。

井場信息遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)為相關(guān)各方和研究人員提供了實(shí)時真實(shí)的井場信息，方便相關(guān)工作人員通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)異常情況和事故苗頭，并通過顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出問題所在和解決方案，降低鉆井的風(fēng)險(xiǎn)和成本，保證整個工程的安全和高效。另外，需要指出的是對相關(guān)工程的資料最好實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上資料一體化，實(shí)現(xiàn)相關(guān)資源共享，即將相關(guān)的資料通過整理、編制、上傳，經(jīng)有關(guān)人員審核，征求網(wǎng)上的審核意見，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場整改，最終確認(rèn)無誤后歸檔提交，形成完整的電子檔資料，供相關(guān)人員參考和研究。

4PLC在注水泵群控制中的應(yīng)用

基于國內(nèi)陸上油田的開采過程中出現(xiàn)了高含水率的問題，注水就成為一個穩(wěn)定原油產(chǎn)量的重要技術(shù)手段。整個控制系統(tǒng)對作業(yè)區(qū)的增壓泵、噴射泵、注水泵進(jìn)行集中控制和管理，實(shí)現(xiàn)了對注水泵群的遠(yuǎn)程控制，解決了高壓所帶來的安全隱患，使較大距離內(nèi)的設(shè)備管理優(yōu)化。

①控制系統(tǒng)的組成

系統(tǒng)主要包括上機(jī)位監(jiān)測系統(tǒng)、下機(jī)位PLC、觸摸屏、無線通訊設(shè)備和模塊、現(xiàn)場儀表組成，主要用于數(shù)據(jù)的采集、控制、監(jiān)測和處理。其中，PLC和觸摸屏組成了下機(jī)位部分，且PLC是重要控制部分，主要負(fù)責(zé)對預(yù)定數(shù)據(jù)的控制、采集及相關(guān)控制命令和數(shù)據(jù)的傳輸工作。上機(jī)位是收集各相關(guān)信息，并對其進(jìn)行分析和處理，生成圖像和歷史庫存等，進(jìn)而發(fā)出控制命令。各相關(guān)部分的配合，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制可操作性。

②PLC控制系統(tǒng)介紹

下機(jī)位上的PLC可以任意發(fā)出相關(guān)控制命令，主要包含出進(jìn)口壓力、電動機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速、對電壓進(jìn)行檢測等。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，工作人員只需要按下相關(guān)遠(yuǎn)程按鈕，實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的啟動。遠(yuǎn)程控制主要是通過現(xiàn)場儀器的監(jiān)測將電動機(jī)的電流、電壓等數(shù)據(jù)傳到PLC上，經(jīng)其處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)定和警報(bào)，最終傳至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的通訊。

該系統(tǒng)的運(yùn)行保證了操作人員的安全性，且維護(hù)較為簡單，減少生產(chǎn)成本，很大程度上提高了經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率。

5結(jié)語

自動化在油氣集輸系統(tǒng)中的應(yīng)用，對于生產(chǎn)所需數(shù)據(jù)做到了及時、準(zhǔn)確的反應(yīng)，既確保了生產(chǎn)的安全性，也降低了工作人員的勞動難度和強(qiáng)度，保障了工作人員的安全，在資源利用方面，節(jié)約電和相關(guān)試劑的使用，高效的降低了生產(chǎn)成本。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化會得到更加廣泛的應(yīng)用，為我國帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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