電力實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在勝利油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

王北平　沈諒平　湖北恩施職業(yè)技術(shù)學(xué)院

電力實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在勝利油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

王北平沈諒平
湖北恩施職業(yè)技術(shù)學(xué)院

為提高電力系統(tǒng)供應(yīng)能力以及油田生產(chǎn)區(qū)安全管理水平，在勝利油田生產(chǎn)區(qū)采用電力實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)中心和終端系統(tǒng)構(gòu)成，監(jiān)測(cè)電參數(shù)數(shù)據(jù)的變化，可實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)電壓、電流、功率、頻率、用電量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還可對(duì)電動(dòng)機(jī)溫度、井口壓力與溫度、示功圖等擴(kuò)展項(xiàng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。中心系統(tǒng)通過對(duì)數(shù)據(jù)的記錄、分析與處理，制作各種報(bào)表以及功圖，及時(shí)下達(dá)指令遠(yuǎn)程控制油田生產(chǎn)一線井場(chǎng)運(yùn)行狀況；同時(shí)，對(duì)于井場(chǎng)盜油、設(shè)備被盜、管道堵塞的異常情況進(jìn)行相應(yīng)光電感應(yīng)報(bào)警，將報(bào)警信號(hào)及時(shí)傳回監(jiān)控中心，并可采取維護(hù)措施，保障油田生產(chǎn)正常運(yùn)行。

勝利油田；電力實(shí)時(shí)監(jiān)控；報(bào)警；監(jiān)測(cè)；數(shù)據(jù)中心

油田的電力系統(tǒng)是電力能源生產(chǎn)和消耗系統(tǒng)的總稱，主要包括發(fā)電、變電、輸電、配電等部分，通過該系統(tǒng)，可一次性把電能輸送至變電站，將變電站的電能經(jīng)過配電等環(huán)節(jié)處理后，使電能轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N類型的能量，以充分利用電能。提高電力系統(tǒng)供應(yīng)能力以及油田生產(chǎn)區(qū)安全管理水平具有重要意義，在勝利油田生產(chǎn)區(qū)采用電力實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，可為油田生產(chǎn)順利進(jìn)行提供保障［1］。

1　勝利油田電力系統(tǒng)現(xiàn)狀

勝利油田電網(wǎng)以中心調(diào)度為核心，管轄著河口區(qū)、東營區(qū)、濱南區(qū)、濱海區(qū)以及純梁區(qū)等5個(gè)地區(qū)的電力系統(tǒng)，還管轄孤北2個(gè)電廠、勝利電廠和變電站150多座，電網(wǎng)的規(guī)模非常龐大。勝利油田生產(chǎn)油井所在地偏離市區(qū)，環(huán)境、交通、通信等方面相對(duì)較為落后。電力供應(yīng)對(duì)油田生產(chǎn)非常重要，由于歷史原因，電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)之初，技術(shù)水平相對(duì)落后，電力系統(tǒng)的各個(gè)組織結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，例如：油田生產(chǎn)一線電流卡每周只能讀取一次，抽油機(jī)功圖測(cè)試次數(shù)達(dá)不到要求，管線被打眼，電力線載波，通訊設(shè)備陳舊，造成維護(hù)工作量大大提升，使得電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)傳輸通道不暢，電力故障繁多等問題。因此，需要對(duì)電力系統(tǒng)加大升級(jí)力度，減小油田生產(chǎn)過程中設(shè)備維護(hù)次數(shù)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控油田生產(chǎn)運(yùn)行過程。

2　電力實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電力實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)由數(shù)據(jù)中心與終端系統(tǒng)構(gòu)成，前者主要是對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示并對(duì)全程電力運(yùn)行實(shí)時(shí)控制，后者主要是完成監(jiān)測(cè)和最終控制。

在油田生產(chǎn)中采用電力實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)摒棄了舊電力系統(tǒng)的缺點(diǎn)，可高覆蓋、全自動(dòng)跟蹤監(jiān)控電力運(yùn)行狀態(tài)，可以合理規(guī)劃油田生產(chǎn)過程中用電量，實(shí)時(shí)監(jiān)控油田在生產(chǎn)用電過程中故障點(diǎn)以及發(fā)生時(shí)間，保證第一時(shí)間找到故障源頭，并及時(shí)做出維護(hù)措施，使得整個(gè)電網(wǎng)能夠更加安全、可靠地運(yùn)行［2］。

2.1數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)構(gòu)成

數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)主要包括天線、接收和發(fā)射設(shè)備、計(jì)算機(jī)、顯示設(shè)備、UPS電源以及蓄電瓶等6大部分。數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1　數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

終端站采集的數(shù)據(jù)信息通過天線傳送到接收發(fā)射設(shè)備，接收發(fā)射設(shè)備處理完數(shù)據(jù)信息后，回傳到中心系統(tǒng)，中心系統(tǒng)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)完畢的數(shù)據(jù)才會(huì)進(jìn)入下一環(huán)節(jié)，進(jìn)行計(jì)算處理。根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)形成各種圖形、統(tǒng)計(jì)與故障報(bào)表，處理的信息通過顯示設(shè)備界面顯示，方便操作人員查閱檢錯(cuò)處理。

操作人員遙控操作，選擇啟動(dòng)終端站，默認(rèn)計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)信號(hào)，將處理后的結(jié)果以指令的形式傳送到接收發(fā)射設(shè)備；接著進(jìn)一步對(duì)指令進(jìn)行分析，分析處理結(jié)果經(jīng)由天線傳送到相應(yīng)終端站，并指導(dǎo)下一步系統(tǒng)運(yùn)行。

數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)按地址1～地址1 024的次序，一步一步對(duì)終端站進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)查詢。終端站的數(shù)據(jù)傳回中心系統(tǒng)后，中心系統(tǒng)首先將數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，運(yùn)行數(shù)據(jù)將會(huì)在界面顯示，同時(shí)對(duì)下一終端站進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)查詢。生產(chǎn)數(shù)據(jù)一輪一輪進(jìn)行查詢，完成對(duì)終端數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)循環(huán)監(jiān)測(cè)。

2.2終端系統(tǒng)構(gòu)成

終端系統(tǒng)主要包括監(jiān)測(cè)端口、采集端口、控制端口、服務(wù)器、控制部分、處理中心以及天線7大部分。終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2　終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

多路數(shù)據(jù)采集端口主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集多路監(jiān)測(cè)端口的各種運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)傳回到中心站服務(wù)器；中心站服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行再處理，處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)CRC校驗(yàn)后，通過液晶顯示屏顯示；同時(shí)通過多路控制端口，操作人員可以在終端站進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)讀值以及手動(dòng)操作處理。

中心站發(fā)出的遙控指令，經(jīng)過天線傳送，先由發(fā)射接收端口將數(shù)據(jù)運(yùn)行信息上傳回?cái)?shù)據(jù)處理中心；回傳的數(shù)據(jù)信號(hào)再進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)后的數(shù)據(jù)回傳至到多路控制端口，實(shí)現(xiàn)對(duì)端口數(shù)據(jù)的控制功能［3］。

通過終端站采集的參數(shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)過接收裝置傳回到處理中心，中心站下達(dá)相應(yīng)處理指令給終端站，終端站依照中心系統(tǒng)指令，進(jìn)行相應(yīng)的操作。

3　在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1系統(tǒng)功能

（1）報(bào)警功能。井場(chǎng)電力設(shè)施破壞或者被盜可立即啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，電力系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)匹配接收的運(yùn)行參數(shù)與正常運(yùn)行狀態(tài)下的參數(shù)，比較之后，對(duì)照故障列表進(jìn)行排查，對(duì)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行聲光感應(yīng)報(bào)警，指揮中心可根據(jù)需求調(diào)整故障報(bào)警感應(yīng)。

（2）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。通過電力實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，利用電參數(shù)數(shù)據(jù)變化情況，可對(duì)抽油機(jī)電壓、電流、功率、頻率、用電量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還可以對(duì)電機(jī)溫度、井口壓力與溫度、示功圖等擴(kuò)展項(xiàng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)。

（3）遠(yuǎn)程控制功能。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制距離長(zhǎng)，可靠性強(qiáng)。管理人員可以根據(jù)電參數(shù)變化，來識(shí)別故障類型以及聲光報(bào)警級(jí)別，通過控制中心系統(tǒng)，對(duì)油田生產(chǎn)一線的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制。

（4）輔助功能。通過該功能可以及時(shí)監(jiān)控盜油、液面過低、管道堵塞、電壓不穩(wěn)等異常情況，同時(shí)將異常信號(hào)傳回中心進(jìn)行處理備案。

3.2應(yīng)用效果

（1）提高原油產(chǎn)量。通過該系統(tǒng)異常情況的處理，能夠及時(shí)調(diào)整井場(chǎng)工作制度，避免油田生產(chǎn)間斷，提高采油井的工作效率，進(jìn)而保障原油的生產(chǎn)率。

（2）減少能耗損失。電力遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)每一口油井進(jìn)行單井能耗計(jì)算，同時(shí)對(duì)于不合理的用電環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，減少空抽能耗損失。

（3）減少井場(chǎng)盜竊損失。本系統(tǒng)能夠?qū)畧?chǎng)范圍內(nèi)的情況通過光電感應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，遇到異常情況及時(shí)啟動(dòng)報(bào)警機(jī)制，及時(shí)了解井場(chǎng)運(yùn)行狀況，有效地避免井場(chǎng)設(shè)備被盜。

（4）提升管理質(zhì)量。系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，人機(jī)界面對(duì)話方便、直觀。改變了以前落伍的人工管理方式，通過電力系統(tǒng)監(jiān)控各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，能夠更加全面地掌握油井用電情況，遇到異常能夠及時(shí)處理，減少不必要的誤判，提高了油井工作效率。

4　結(jié)語

勝利油田油井分布分散，電力供應(yīng)對(duì)油田生產(chǎn)非常重要，采用一套電力實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，主要是通過電參數(shù)變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)抽油機(jī)生產(chǎn)參數(shù)以及井場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。中心系統(tǒng)通過對(duì)數(shù)據(jù)的記錄、分析與處理，制作各種報(bào)表以及示功圖，及時(shí)下達(dá)指令控制遠(yuǎn)程井場(chǎng)運(yùn)行狀況，維護(hù)井場(chǎng)的正常運(yùn)行；同時(shí)，對(duì)于井場(chǎng)盜油、設(shè)備被盜、管道堵塞的異常情況進(jìn)行相應(yīng)光電感應(yīng)報(bào)警，將報(bào)警信號(hào)及時(shí)傳回監(jiān)控中心，并及時(shí)采取維護(hù)措施，保障油田生產(chǎn)正常運(yùn)行，提高了井場(chǎng)管理效率，減少了井場(chǎng)不必要的損失。

［1］禇曉銳.油田電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制裝置［J］.油氣田地面工程，2014，33（11）：83-84.

［2］揭福街.淺論電氣自動(dòng)化在油田化工中的應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010，25（12）：63.

［3］段正忠.電力監(jiān)控系統(tǒng)用于油井生產(chǎn)管理［J］.油氣田地面工程，2014，33（6）：73-74.

（欄目主持關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.7.022

2015-04-29