自動化儀表在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化油田中的應(yīng)用

劉潔 關(guān)文志 劉莉莉 許玉斌

摘要：隨著自動化控制技術(shù)的快速發(fā)展，自動化儀表的重要性也逐步體現(xiàn)出來，但是自動化儀表在發(fā)展中還面臨著許多問題，如儀表精確度不高，專業(yè)性不強(qiáng)，在實(shí)際操作中較為復(fù)雜，這樣就對造成油田數(shù)字化的發(fā)展造成了一定的阻礙。本文主要針對自動化儀表進(jìn)行了深入探索研究。

關(guān)鍵詞：自動化;儀表;數(shù)字化;油田

當(dāng)前，自動化儀表技術(shù)在油田開發(fā)中的應(yīng)用范圍越來越廣，這樣保證了油田開采的速度和效率，同時(shí)也不斷提升了油田開采的智能化水平。為了進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)字化油田的快速發(fā)展，就必須深入研究數(shù)字化油田的開采技術(shù)，并且制定出科學(xué)合理的開采措施。自動化體系由多種因素組成，DCS 為最有效的一種控制體系，借助DCS 能夠促進(jìn)計(jì)算機(jī)設(shè)備及其他控制設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，在工作人員與機(jī)器相互轉(zhuǎn)化時(shí)，自動化儀表技術(shù)可以作為經(jīng)典的技術(shù)種類。立足于自動化體系，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與以分散形式為主的控制體系之間可以相互融合，相互配合，進(jìn)而促進(jìn)智慧模型與遠(yuǎn)程控制的整體化發(fā)展。

1、油田儀器儀表自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀概述

在油田的開采過程中，自動化儀表主要起到了智能化和自動化的作用，這樣就可以快速提升開采效率，也不斷降低了人工成本。對于油田開采的精細(xì)化管理起到了積極作用，油田工作人員通過遠(yuǎn)程控制就可以快速實(shí)現(xiàn)油田開采。

儀表自動化系統(tǒng)主要包括了測量裝置，信號發(fā)生裝置，保護(hù)裝置和調(diào)節(jié)裝置等，儀表系統(tǒng)通過DCS系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)連接，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對油田的有效控制，具體的工作順序包括，油田作業(yè)生產(chǎn)接轉(zhuǎn)站，自動化儀表也可以對油田中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，如壓力，溫度，流量等，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效轉(zhuǎn)換快速讀取有效數(shù)據(jù)，對于讀取到的數(shù)據(jù)，工作人員可以進(jìn)行嚴(yán)格確定，這樣就及時(shí)有效的減少了開采事故的發(fā)生。當(dāng)前，我國常用的自動化儀表主要是以DCS系統(tǒng)為主，這個系統(tǒng)具有非常明顯的優(yōu)勢作用，如系統(tǒng)運(yùn)行速率較快，技術(shù)較為成熟，可以有效連接網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這樣油田工作人員就可以對工作全過程進(jìn)行有效的監(jiān)控。

2、DCS 控制系統(tǒng)和油氣生產(chǎn)管控一體化系統(tǒng)相結(jié)合

當(dāng)前，DCS 控制系統(tǒng)的組成部分主要由三部分構(gòu)成，每個部分發(fā)揮了自身的功能作用，這樣就形成了完善規(guī)范的控制系統(tǒng)。

2.1 現(xiàn)場采集和控制部分

現(xiàn)場采集主主要是對油田開采的信息進(jìn)行有效的采集，然后通過對數(shù)據(jù)的科學(xué)處理，進(jìn)而不斷提升油田開采的質(zhì)量和效率。

2.2 通信網(wǎng)絡(luò)部分

通信網(wǎng)絡(luò)部分主要是對網(wǎng)絡(luò)信息的處理，通信網(wǎng)絡(luò)的作用是可以加強(qiáng)部門之間的信息共享，實(shí)現(xiàn)快速的信息溝通交流，這樣就提升了油田工作的掌握速率，也不會受到油田復(fù)雜因素的影響。

2.3 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心是DCS系統(tǒng)的核心關(guān)鍵組成，對于油田控制是指的是對油田開采的全過程進(jìn)行控制，主要體現(xiàn)對對油田開采的溫度，流量和液位等信息的監(jiān)控，首先將油田開采信息進(jìn)行上傳到系統(tǒng)服務(wù)器中，服務(wù)器會對各類信息進(jìn)行歸納總結(jié)，最后再依照系統(tǒng)信息的不同，將不同的信息傳輸?shù)较嚓P(guān)的工作人員手中，這樣就進(jìn)一步提升了工作效率，我減少了安全事故的發(fā)生，對于提升油田開采的工作質(zhì)量也是有著一定的作用。由于受到油田復(fù)雜因素的閑置。這樣就會導(dǎo)致了油田開采數(shù)據(jù)可能不夠完善，主要是由于服務(wù)器的設(shè)置不夠均衡造成的。因此，油田工作人員，在對某一區(qū)域油田進(jìn)行開采的過程中，要詳細(xì)勘察油田數(shù)據(jù)，計(jì)算好相關(guān)數(shù)據(jù)，對每個油田管道的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)掌握，這樣就可以保障在出現(xiàn)安全事故的過程中，油田專業(yè)工作人員可以及時(shí)有效的面對，將油田開采損失降低到最小程度。

目前，在我國的一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，油田開采的自動化裝置還需要進(jìn)一步的發(fā)展，這樣才能保障監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，人工儀表控制由于受到環(huán)境條件的影響，這樣對于油田開采的智能化發(fā)展是極其不利的，因此在油田的開采過程中，應(yīng)該將儀表控制系統(tǒng)進(jìn)行深入推廣，這樣就可以不斷減少油田開采的物力和人力成本，并且不斷促進(jìn)油田開采的高效穩(wěn)定性。

3 中央控制室與子站接入

3.1 中央控制室

系統(tǒng)DCS 子站利用中央控制室來連接，中央控制室可以實(shí)時(shí)對系統(tǒng)子站數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，也可以對相關(guān)報(bào)表可以數(shù)據(jù)生成和下載，這樣就可以自動診斷到系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息。中央控制室的工程師可以對子站系統(tǒng)信息進(jìn)行管理，也可對子站信息進(jìn)行有效的修改，為油田開采的工作人員提供了可靠的數(shù)據(jù)，促進(jìn)了對設(shè)備和人員的精細(xì)化管理，也進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的自動化管理水平。

3.2 DCS 系統(tǒng)功能

（1）可實(shí)現(xiàn)對整個工藝流程實(shí)時(shí)監(jiān)測動態(tài)模擬。DCS 系統(tǒng)可以對系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理，并結(jié)合油田開采的實(shí)際環(huán)境進(jìn)行模擬作業(yè)，這樣就可以將油田開采的全過程展現(xiàn)在工程師面前，這樣也有助于油田開采人員提前做好準(zhǔn)備工作。

（2）所有數(shù)據(jù)的采集與存儲以及實(shí)時(shí)趨勢曲線描述。應(yīng)用用DCS 控制系統(tǒng)，可以方便快捷的收取相關(guān)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)生成的趨勢曲線對于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析具有積極作用，工程師可以清晰的了解掌握油田開采的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，不斷提升工作效率。

（3）自動定時(shí)對班報(bào)表、日報(bào)表、月報(bào)表以及年報(bào)表的打印輸出。傳統(tǒng)自動儀表需要人工手動進(jìn)行制作報(bào)表，這樣增加了工作人員的壓力和時(shí)間，也并不能取得良好的工作效果。

（4）超限報(bào)警以對報(bào)警信號的匯總、存儲、報(bào)警報(bào)表打印輸出。系統(tǒng)中超限報(bào)警是一種保護(hù)裝置，相比傳統(tǒng)的報(bào)警方式，DCS 控制系統(tǒng)具有更加可靠完善的功能，并且可以在第一時(shí)間報(bào)警，極大真實(shí)有效的保護(hù)了油田開采人員的人身安全。

綜上所述，通過對自動化儀表技術(shù)的深入分析，得到了自動化儀表在實(shí)際操作過程中的問題和不足，這就需要自動儀表技術(shù)進(jìn)一步有效改進(jìn)，對自動儀表技術(shù)的功能進(jìn)行深入探索完善，從而不斷提升自動儀表技術(shù)的使用效率，對促進(jìn)我國油田開采技術(shù)的發(fā)展作出重大的貢獻(xiàn)。

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