RTU技術(shù)在油田自動(dòng)化管理中的應(yīng)用

文/楊海軍

RTU技術(shù)在油田自動(dòng)化管理中的應(yīng)用

文/楊海軍

當(dāng)前，隨著移動(dòng)通信技術(shù)的成熟應(yīng)用及互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的不斷更新發(fā)展，數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化正在改變我們的工作、生活和學(xué)習(xí)方式。尤其在數(shù)字化油田建設(shè)中，實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)管理自動(dòng)化則能夠大大降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)提質(zhì)增效?，F(xiàn)在，借助RTU（遠(yuǎn)程控制終端）就可以實(shí)現(xiàn)油田采油井、注水井、計(jì)量間、電力運(yùn)行的自動(dòng)化管理和無人值守，有助于加快推進(jìn)油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)（A11）系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)程。

RTU 遠(yuǎn)程自動(dòng)化 油田生產(chǎn)

1 RTU（遠(yuǎn)程控制終端）簡介

RTU（遠(yuǎn)程控制終端）是REMOTE TERMINAL UNIT的簡稱，它主要應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)測、控制與數(shù)據(jù)采集。由于RTU具有超大的數(shù)據(jù)存儲量、便捷的通訊功能和強(qiáng)大的適用嚴(yán)寒酷暑環(huán)境的能力，并且提供多樣的程序設(shè)計(jì)功能，特別是在信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，RTU能夠更加方便、快捷地適用于許多生產(chǎn)領(lǐng)域。例如RTU可以覆蓋從油井井口、計(jì)量間、聯(lián)合站到生產(chǎn)調(diào)度指揮中心的自下而上自動(dòng)化控制應(yīng)用。

2 RTU的兩種常見使用方式

2.1 RTU的GPRS數(shù)據(jù)采集

RTU通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)將生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{(diào)度中心的服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程、透明、實(shí)時(shí)傳輸。它具有永遠(yuǎn)在線，自動(dòng)重連的優(yōu)點(diǎn)，可以直接與各種需要遠(yuǎn)程無線通信的設(shè)備通過串口連接，如智能儀器儀表、PLC等設(shè)備，同時(shí)能與各種組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)自由協(xié)議。GPRS數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)，并且抗干擾性強(qiáng)，有效地解決了生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集問題。

2.2 RTU的通道報(bào)警與短信息聯(lián)動(dòng)

在用戶端通過配置設(shè)備的報(bào)警和短信息提醒聯(lián)動(dòng)功能，用戶可以設(shè)定某個(gè)或多個(gè)類型的報(bào)警限值，只要出現(xiàn)測量值超過設(shè)置的報(bào)警限值情況，即可向預(yù)設(shè)的手機(jī)用戶發(fā)送報(bào)警短信，用戶可以及時(shí)了解每次警情，有效杜絕險(xiǎn)情所帶來的無畏損失和不良后果。

3 RTU在油田中的應(yīng)用

3.1 RTU在采油井中的應(yīng)用

在油田生產(chǎn)中，最重要的就是采油井，它們大多分布在相距遙遠(yuǎn)的各個(gè)采油井場。及時(shí)準(zhǔn)確地對每口井的工作狀況進(jìn)行監(jiān)測和控制，是前線采油隊(duì)一項(xiàng)最基礎(chǔ)也最重要的工作?，F(xiàn)在油田的日常巡檢方式還是采用常見的人工巡檢，它易受外在因素影響，如下雨、下雪等惡劣天氣，造成巡檢不及時(shí)，數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)度低，從而不能及時(shí)掌握井場采油井的井況，配套的調(diào)整措施不能及時(shí)跟進(jìn)，影響油田正常生產(chǎn)。

隨著油田信息化建設(shè)水平不斷提高，可以采用自動(dòng)化設(shè)備對抽油井的井況和生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行采集和控制。RTU具有強(qiáng)大的計(jì)算能力、良好的環(huán)境適應(yīng)能力、多種通訊接口，使其成為油田生產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)備上不可替代的產(chǎn)品。RTU作為抽油機(jī)的控制核心，對抽油機(jī)的工作起著實(shí)時(shí)監(jiān)督控制作用。RTU在抽油井中可以實(shí)現(xiàn)以下功能。

3.1.1 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)圖的繪制

根據(jù)生產(chǎn)要求，可實(shí)時(shí)采集抽油井井口的各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，繪制成油井示功圖，作為分析診斷抽油機(jī)井運(yùn)行狀況的依據(jù)。

3.1.2 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備智能控制

通過自動(dòng)采集油壓、套壓、電流等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)參數(shù)，及時(shí)監(jiān)測抽油機(jī)啟停等運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)時(shí)掌控，并根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度實(shí)際需要遠(yuǎn)程控制抽油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

3.1.3 實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)高效節(jié)能

根據(jù)油井出油含水情況，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制抽油機(jī)的轉(zhuǎn)速、沖次等參數(shù)，使抽油機(jī)在最合理的工作狀態(tài)下運(yùn)行，減少損耗，提高效率，達(dá)到節(jié)能效果。

3.1.4 實(shí)現(xiàn)智能預(yù)警功能

通過分析油井示工圖，分析當(dāng)前油井的工作情況，如漏失、桿脫、出沙、結(jié)蠟等狀況，并對抽油機(jī)的井口盤根漏油、油桿卡桿、斷桿等狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程停機(jī)操作，實(shí)現(xiàn)對抽油機(jī)等設(shè)備的安全保護(hù)。

3.2 RTU在計(jì)量間中的應(yīng)用

油田生產(chǎn)中的各個(gè)計(jì)量間，主要用來匯集各油井所產(chǎn)原油，同時(shí)對各油井所產(chǎn)原油進(jìn)行油氣分離、計(jì)量原油、伴熱等。此外，計(jì)量間還承擔(dān)著注水井的管理工作。安裝在計(jì)量間的RTU通過測量各管匯的溫度、壓力等參數(shù)，向各自動(dòng)注水閥門下達(dá)注水指令，實(shí)現(xiàn)注水井的自動(dòng)注水。計(jì)量間RTU還需完成各油井的摻水控制。大慶油田由于天氣及工藝的原因，需要向原油中摻入熱水，以保證原油的流動(dòng)性。RTU需要根據(jù)設(shè)定的工作溫度向原油管匯中摻入適量的熱水，以保證原油的溫度。通過RTU的自動(dòng)控制，最終實(shí)現(xiàn)中、小站場無人值守，大型站場少人值守的目標(biāo)。

3.3 RTU在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)是油田生產(chǎn)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，它的安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行是油田生產(chǎn)的重要保證。當(dāng)前，隨著油田生產(chǎn)對電力系統(tǒng)的要求越來越高，管理者對電力系統(tǒng)的監(jiān)測和控制要求也日益提高。通過RTU設(shè)備采集電力設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并精準(zhǔn)執(zhí)行控制和調(diào)度指令，其優(yōu)勢和作用越來越得到廣泛認(rèn)可，可以說它是實(shí)現(xiàn)油田電力系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)運(yùn)行的必不可少的手段之一。

RTU作為電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備。它把油田電力系統(tǒng)中分布在不同地方的輸電線路、變電所等聯(lián)合成一個(gè)高效有機(jī)整體，并進(jìn)行統(tǒng)一的電力生產(chǎn)和調(diào)度指揮。借助RTU實(shí)時(shí)對電力系統(tǒng)中各運(yùn)行電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和工況特性進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測和控制，以實(shí)現(xiàn)油田電力系統(tǒng)的高效、平穩(wěn)運(yùn)行，最終達(dá)到無人(或少人)值守的自動(dòng)化、智能化調(diào)度管理目標(biāo)。

4 應(yīng)用前景

RTU作為一種高效、可靠的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制設(shè)備，它在油田生產(chǎn)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間。RTU在油田生產(chǎn)的大規(guī)模應(yīng)用，可有效降低員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高油田生產(chǎn)管理的自動(dòng)化程度，提高生產(chǎn)效率。將來，隨著通訊技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，特別是無線通訊技術(shù)的廣泛應(yīng)用，RTU與設(shè)備、儀表之間的連接將變得更加簡單，RTU也會(huì)在數(shù)字化油田建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。

5 結(jié)論

RTU（遠(yuǎn)程控制終端）以其良好的可擴(kuò)展性、強(qiáng)大的存儲能力以及較強(qiáng)的適應(yīng)能力，為加快推進(jìn)油田生產(chǎn)管理自動(dòng)化建設(shè)提供了保障。將來，隨著油田物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展，RTU與井口各設(shè)備聯(lián)接的通訊方式將從有線傳輸逐步轉(zhuǎn)換成無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，這將助推油田自動(dòng)化建設(shè)實(shí)施變得更加簡單高效，油田自動(dòng)化管理水平也將得到極大提升。

[1]趙云峰.SCADA與RTU：構(gòu)筑數(shù)字化油田[J].石油與裝備,2011(06)：77-77.

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[3]馬海波. RTU遠(yuǎn)動(dòng)裝置的改造升級[J].自動(dòng)化應(yīng)用,2016(04).

[4]門虎.RTU在注水井智能調(diào)控技術(shù)中的應(yīng)用[J].石油化工安全環(huán)保技術(shù),2016(05).

作者單位 大慶油田第七采油廠信息中心 黑龍江省大慶市 163517