智能管線管理系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

趙大朋

[摘 要]油田油氣管道安全可靠運行具有十分重要的現(xiàn)實意義。智能管線管理系統(tǒng)是利用先進的信息化手段和工具，將現(xiàn)實油氣管線的各項資源數(shù)字化，形成的一個數(shù)字空間，使現(xiàn)實的油氣管道在時間和空間上得到延伸。建設(shè)智能化管線管理系統(tǒng)是油田推進智能化油田創(chuàng)建的重要內(nèi)容之一，也是油田信息化建設(shè)的必然發(fā)展方向。文中介紹了智能管線管理系統(tǒng)技術(shù)原理、主要功能與組成以及現(xiàn)場應(yīng)用情況等。智能化管線管理系統(tǒng)技術(shù)先進，性能優(yōu)越，運行可靠，具有良好的應(yīng)用前景。

[關(guān)鍵詞]智能管線；管理系統(tǒng)；油田生產(chǎn)

中圖分類號：TE832.2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）19-0347-01

1 智能管線管理系統(tǒng)

智能管線管理系統(tǒng)（CGPMS）是基于CG-CUBEGIS平臺上開發(fā)的一個專門針對三維地下綜合管線的管理系統(tǒng)軟件，結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和三維技術(shù)，直觀顯示地下管線的空間層次和位置，以仿真方式形象展現(xiàn)地下管線的埋深、材質(zhì)、形狀、走向以及工井結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境。與以往的管線平面圖相比，極大地方便了排管、工井占用情況、位置等信息的查找，幫助用戶對綜合管線以標(biāo)準(zhǔn)化的方式進行管理，并提供豐富強大的各類查詢、統(tǒng)計和輔助分析等功能?？梢杂行У貫榈叵鹿芫€資源的統(tǒng)籌利用和科學(xué)布局、管線占用審批等工作提供了準(zhǔn)確、直觀、高效的參考。

2 智能管線管理功能

2.1 系統(tǒng)組成

智能化管線管理系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，主要包括管線數(shù)字化管理模塊、管道完整性管理模塊、管線運行管理模塊、應(yīng)急響應(yīng)管理模塊、綜合分析與展示模塊等內(nèi)容，為上、下游業(yè)務(wù)有效銜接提供保障，便于對管道業(yè)務(wù)發(fā)展進行總體規(guī)劃和設(shè)計，為能源供應(yīng)及優(yōu)化資源配置提供基礎(chǔ)。

（1）管線運行管理模塊。管線運行管理系統(tǒng)是一個多個系統(tǒng)集成起來的復(fù)合系統(tǒng)，其中包括了SCADA子系統(tǒng)、管道風(fēng)險管理子系統(tǒng)、管道模擬仿真系統(tǒng)、管道資源管理子系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)（Supervisor Control And Data Acquisition，簡稱SCADA）即監(jiān)測監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。管道風(fēng)險管理子系統(tǒng)通過定性或定量的風(fēng)險評價，進行管段和站場的風(fēng)險識別，按風(fēng)險程度排序，確定重大風(fēng)險的性質(zhì)并定位，尋求降低風(fēng)險的措施，在有效分配資源的前提下，將風(fēng)險降低到可以接受的水平。管道資源管理子系統(tǒng)提供對管道設(shè)施的防腐、維護、檢修計劃和作業(yè)的管理功能。提供管道設(shè)施的設(shè)計參數(shù)、施工數(shù)據(jù)等；對管件維修記錄進行建檔入庫；分析各種設(shè)備和材料的使用性能、壽命、維護檢修頻率等。

（2）應(yīng)急響應(yīng)管理模塊。應(yīng)急響應(yīng)管理子系統(tǒng)主要有管線風(fēng)險評估與分析，應(yīng)急處置程序和演練方案，應(yīng)急物資管理，應(yīng)急演練管理，應(yīng)急響應(yīng)等內(nèi)容和應(yīng)急救援等內(nèi)容。

（3）綜合分析與展示模塊。該模塊子系統(tǒng)所產(chǎn)生的信息包括管道周邊人文、地理、氣象、水文、地質(zhì)、勘測、遙感信息，各專業(yè)二維、三維設(shè)計圖紙、文件，以及設(shè)備材料信息等。這些信息組成了管線信息數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)采用了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的完美結(jié)合，并具有圖形處理功能強大、空間分析功能獨特等特點。該模塊子系統(tǒng)包括全部管道以及周圍地區(qū)資料的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的過程在內(nèi)。它利用遙感（RS）、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)（DCS）或SCADA系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、現(xiàn)代通信等高科技手段，對管道資源、社會、經(jīng)濟等各個復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字化、數(shù)字整和、仿真等信息集成的綜合應(yīng)用分析與展示，并在可視化的條件下提供決策支持和服務(wù)。

（4）管線數(shù)字化管理模塊。該模塊主要功能是實時監(jiān)控采集管道的運行工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，包括管道進出站的壓力、溫度、流量、原油含水、密度，輸油泵進出口的壓力、溫度，閥門狀態(tài)，輸油泵電機的電量參數(shù)（包括三相電流、三相電壓、電量、有功功率、無功功率），通過這些參數(shù)的實時數(shù)字化采集，軟件要實時給出兩種信息：首先是完整性狀況，即有無泄漏發(fā)生，有則給出泄漏點的位置；二是輸油管道的經(jīng)濟運行狀況，如輸油單耗、輸油效率。數(shù)字化管道系統(tǒng)要實現(xiàn)系統(tǒng)各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換和共享，同時還要保證各子系統(tǒng)的信息安全。

（5）管道完整性管理模塊。管道的完整性管理是指管道運營商持續(xù)地對管道潛在的風(fēng)險因素進行識別和評價，并采取相應(yīng)的風(fēng)險控制對策，將管道運行的風(fēng)險水平始終控制在合理和可接受的范圍之內(nèi)。該模塊采用先進的管道完整性管理監(jiān)控技術(shù)，它是一種對影響管道完整性的各種潛在因素進行綜合的、一體化的管理技術(shù)。該技術(shù)包括失效分析及失效案例庫的建立、危險因素與危險源識別技術(shù)、風(fēng)險評價技術(shù)、管道檢測技術(shù)、適用性評價技術(shù)、機械設(shè)備故障診斷技術(shù)、地質(zhì)災(zāi)害評估技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）的建立等內(nèi)容，利用信息化技術(shù)，對管道實施潛在危險因素的識別及分類，數(shù)據(jù)的采集、整合及分析，風(fēng)險評價，完整性評價（在基于風(fēng)險的檢驗前提下進行），完整性評價結(jié)果的決策、響應(yīng)和反饋，形成閉環(huán)管理系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)主要功能

（1）支持管道類型分圖層管理和可視化選擇查詢；

（2）支持任意位置的橫縱斷、剖面查詢；

（3）可在任意位置進行地形開挖、場景剪切等特殊展示；

（4）可對管線對象的所在區(qū)域、管徑、埋深、長度、及各種屬性與空間信息進行查詢；

（5）可對管線對象以管徑信息、埋深信息及各類屬性信息進行統(tǒng)計并形成匯總報表；

（6）可支持?jǐn)嗝娣治觥艟喾治?，碰撞分析、?lián)通性分析、爆管分析等各種分析功能；

（7）可支持以所見即所得的可視化方式對管線對象進行新增、修改刪除等編輯操作；

（8）支持各種測量和扯旗標(biāo)注等功能；

（9）對用戶的各種管線數(shù)據(jù)維護等操作的日志記錄進行查詢和管理；

（10）可支持二三維風(fēng)格切換顯示；

（11）可支持CS和BS兩種模式的部署和使用。

（12）可支持《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程CJJ61-2003》標(biāo)準(zhǔn)管線探測成果數(shù)據(jù)導(dǎo)入并自動生成三維管線模型；

（13）可支持SHP等矢量管線數(shù)據(jù)導(dǎo)入并自動生成三維管線模型；

（14）可實現(xiàn)各種大地平面坐標(biāo)系與WGS84經(jīng)緯度坐標(biāo)系的投影轉(zhuǎn)換，并可隨意切換各種坐標(biāo)系進行查詢定位等操作；

（15）提供CJJ61-2003標(biāo)準(zhǔn)中的近百種附屬物管線點的三維化符號庫；

3 現(xiàn)場應(yīng)用工程

按照堅持統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一投資、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理六統(tǒng)一原則，堅持?jǐn)?shù)據(jù)源唯一性的原則，堅持自主知識產(chǎn)權(quán)的原則。勝利油田于2015年7月31日前完成管道數(shù)據(jù)勘測和數(shù)據(jù)錄入，同年10月31日前完成油田智能管線管理系統(tǒng)上線測試，2015年12月該智能管線管理系統(tǒng)實現(xiàn)上線運行，建成勝利油田智能化管線管理系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)的功能開發(fā)與管道的管理無縫銜接、深度融合。建成了標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、關(guān)系清晰、數(shù)據(jù)一致、互聯(lián)互通的智能管線管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了勝利油田油氣管線資源優(yōu)化、運行管理、風(fēng)險管控、應(yīng)急救援、信息共享的目標(biāo)。

4 結(jié)束語

智能化管線管理系統(tǒng)是利用先進的信息化手段和工具，將現(xiàn)實油氣管線的各項資源數(shù)字化，形成的一個數(shù)字空間，使現(xiàn)實的油氣管道在時間和空間上得到延伸。而隨著數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，數(shù)字信息化已經(jīng)成為油氣管道運營管理中的一個重要組成部分。建設(shè)智能化管線管理系統(tǒng)是油田推進智能化油田創(chuàng)建的重要內(nèi)容之一，也是油田信息化建設(shè)的必然發(fā)展方向。綜合運行信息化集成技術(shù)，應(yīng)用智能化管線管理系統(tǒng)對管道進行資源數(shù)字化系統(tǒng)管理，是提高油田管道管理水平的有效途徑，也是實現(xiàn)油田管道智能化管理的重要手段。實踐證明，智能化管線管理系統(tǒng)技術(shù)先進，性能優(yōu)越，運行可靠，具有良好的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1] 韓興溫.智能油田遠(yuǎn)程管控技術(shù)的研究與應(yīng)用[D].西安石油大學(xué)，2014.

[2] 趙嬋.探討油氣生產(chǎn)管理系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].化工管理，2014，15：40.