淺議自動(dòng)化技術(shù)在采油工藝中的應(yīng)用

張乾璐

摘要：隨著我國計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和完善，在采油工藝中也逐漸的得以了應(yīng)用，主要體現(xiàn)在石油開采的自動(dòng)化技術(shù)方面，顯著的提升了開采工作的效率以及石油開采率，從而在加快開采速度的同時(shí)，減少了石油資源的浪費(fèi)現(xiàn)象。本文就針對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在采油工藝中的應(yīng)用進(jìn)行簡要的分析。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù);采油工藝;應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)就是指將人的信息取得、處理、決策控制等功能通過各種技術(shù)工具加以延伸，從而簡化工作流程提高工作效率。而目前，自動(dòng)化技術(shù)在我國的采油工藝中已經(jīng)得到了大范圍的應(yīng)用，并且有效的控制了才有率以及開采效率并且能夠提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

1 我國石油開采中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

1.1 可編程控制器

可編程控制器（PLC）與工程計(jì)算機(jī)就結(jié)構(gòu)方面來說，并不是完全一樣的，PLC雖然有著諸多的優(yōu)勢(shì)，但是其不能作為一個(gè)完整的、獨(dú)立的、大規(guī)模的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，只能是和其它的儀器設(shè)備一起構(gòu)建一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)，如工控機(jī)、智能儀表等。依托計(jì)算機(jī)語言，實(shí)現(xiàn)設(shè)備在特定狀態(tài)特定程序下的運(yùn)行，可根據(jù)工藝的特殊性自主定制設(shè)備運(yùn)行程序，這種系統(tǒng)的運(yùn)用使生產(chǎn)工藝得到了更加精確的控。

1.2 可編程控制器

相比于工業(yè)計(jì)算機(jī)，PLC在自身的結(jié)構(gòu)上具有一定的特殊性，其可以與工控機(jī)和只能儀表等構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)，但不能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制。分散化的控制方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)有效的控制，不會(huì)因?yàn)橛?jì)算機(jī)或者某一個(gè)回放故障而造成系統(tǒng)運(yùn)行失控。

1.3 監(jiān)測(cè)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)作為SCADA系統(tǒng)式的基礎(chǔ)，可以良好的調(diào)度自動(dòng)系統(tǒng)，并有效的控制生產(chǎn)過程。在電力系統(tǒng)、石油和化工以及給水系統(tǒng)等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視工作中，SCADA系統(tǒng)都能得到有效的利用，具有廣闊的應(yīng)用范圍。

1.4 自動(dòng)化模擬控制技術(shù)

自動(dòng)模擬控制技術(shù)主要是在基于模擬裝置系統(tǒng)控制的石油生產(chǎn)工程中形成的。過去，許多油田采用傳統(tǒng)的控制模擬系統(tǒng)進(jìn)行采礦。它們的主要功能是控制三相分離過程和緩沖罐的液壓位置。但是，傳統(tǒng)控制模擬系統(tǒng)存在的問題是硬件增加會(huì)增加元件和性能可靠性和擴(kuò)展性能差。結(jié)合現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)形成的自動(dòng)仿真控制技術(shù)，這些問題得到了有效改善，但有在石油生產(chǎn)的抗干擾方面還存在一些缺陷。

2 采油工藝中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

隨著我國的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)于石油的需求量越來越多，而且對(duì)于其質(zhì)量也有了較高的要求，如何在保證采油質(zhì)量的前提下提高采油的效率，成為了當(dāng)前主要研究的課題之一，在這樣的大背景下，自動(dòng)化技術(shù)被有效的融合到了采油工藝當(dāng)中，對(duì)采油實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，減少人員投入，優(yōu)化資源利用有著重要的作用。以抽油機(jī)為例，目前我國最常用的螺桿泵抽油機(jī)發(fā)展迅速，其中地面直驅(qū)螺桿泵在井下采用普通螺桿泵，在井口驅(qū)動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)成熟。目前國內(nèi)油田螺桿泵大多采用這種驅(qū)動(dòng)方式。直驅(qū)螺桿泵以前在某油田使用過，但在實(shí)際使用過程中也遇到了許多問題，如能耗高、效率低。之后，采用了臺(tái)達(dá)C2000高階磁梁矢量通用變頻器，得到了明顯的改善。石油生產(chǎn)在開采的過程中，條件可能會(huì)改變?cè)谌魏螘r(shí)候，在臺(tái)達(dá)C2000逆變器可以檢測(cè)到由內(nèi)置的可編程控制器（PLC）電動(dòng)機(jī)自動(dòng)輸出，通過合理調(diào)整輸出變頻器內(nèi)部計(jì)算或轉(zhuǎn)矩，根據(jù)石油采油指數(shù)與此同時(shí)，由生產(chǎn)工人自己或定時(shí)輸出頻率的變化，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)控制功能，不僅可以節(jié)省電力，還節(jié)省了人力，深受用戶好評(píng)。

3 采油工藝中自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用存在的問題

目前自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到了采油工藝中，但是，也逐漸的暴露了技術(shù)上存在的一些問題，一些儀器、儀表設(shè)備不能很好的適應(yīng)油田惡劣的工作環(huán)境，并且，通訊設(shè)備受到雷電和干擾的影響嚴(yán)重。同時(shí)，人們的認(rèn)識(shí)不足、缺乏對(duì)技術(shù)的創(chuàng)新能力、資金不充分、制度不完善以及專業(yè)人才缺失等也是采油工藝應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)過程中的主要問題。

3.1 保護(hù)措施有待完善

對(duì)采油工藝中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用來說，其受到環(huán)境的影響比較大，由于石油開采的地理位置比較特殊，區(qū)域比較廣闊，各類設(shè)備的放置相對(duì)比較分散，而且對(duì)于設(shè)備的防護(hù)措施存在著一定的問題，這就使得設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)受到外界環(huán)境的影響，使得設(shè)備功能受到阻礙，不能發(fā)揮出應(yīng)有的效用。如，缺少有效的避雷措施，引發(fā)雷擊事故。另外，就國產(chǎn)設(shè)備來說，其自身的性能存在一定的缺陷，很容易使得自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行上的障礙，影響采油工作的正常進(jìn)行。

3.2 缺乏完善的管理制度

就目前的情況來看，采油工藝自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用達(dá)不到理想的效果，其主要原因就是缺乏完善的管理制度，管理制度對(duì)于采油工作來說，可以起到一定的指導(dǎo)和限制的作用，但是在實(shí)際的開采工作中，由于管理人員認(rèn)識(shí)不到管理制度的重要性，導(dǎo)致管理工作的開展沒有依據(jù)可遵循，使得管理制度成為一紙空文，難以對(duì)自動(dòng)化技術(shù)與采油工藝進(jìn)行有效的管理，使得采油自動(dòng)化系統(tǒng)無法有效的建立起來。

3..3 設(shè)備維護(hù)存在缺陷

對(duì)于石油開采來說，會(huì)應(yīng)用到大量的設(shè)備，而且由于自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)備更具有了先進(jìn)性，以此，對(duì)于設(shè)備的維護(hù)和檢修要引起高度的重視，這是順利開展工作的重要保障。但是在實(shí)際的開采工作中，有關(guān)石油企業(yè)忽視了對(duì)設(shè)備的檢修與維護(hù)工作，使用的設(shè)備經(jīng)常發(fā)生跑、冒、漏、滴的現(xiàn)象，相關(guān)責(zé)任人員對(duì)這些小毛病不予以重視，總是出現(xiàn)問題解決問題，對(duì)預(yù)先性的維護(hù)工作不重視，引發(fā)了設(shè)備的重大隱患，造成設(shè)備在應(yīng)用過程中的質(zhì)量問題，影響石油企業(yè)采油的質(zhì)量與效率。

3.4 人工原因

3.4.1 人工操作問題

對(duì)于生產(chǎn)要求相對(duì)較高的石油公司來說，手動(dòng)操作很難滿足工作精度的要求。而且人工操作對(duì)材料的精確使用掌握的不夠，也容易造成原料浪費(fèi)，而且難以滿足生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)質(zhì)量要求。還存在高溫或高壓，這將影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。在嚴(yán)重的情況下，存在安全隱患，這將危及工人的安全。所以采油自動(dòng)化的使用非常有必要。

3.4.2 依賴人工操作

目前大部分采油企業(yè)都還是依賴人工操作，主要的問題表現(xiàn)在：效率低，操作質(zhì)量不高，導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量不理想;采油企業(yè)的生產(chǎn)過程比較龐大復(fù)雜，人工操作需要大量的人力資源，大大增加了企業(yè)的人員數(shù)量，使得運(yùn)營成本提高，而且并未解決工作的難題，人工操作的效率低和目前生產(chǎn)力發(fā)展的要求不相匹配，而且石油加工具有一定的危險(xiǎn)性，大量員工聚集在一起開展工作，一旦出現(xiàn)生產(chǎn)危險(xiǎn)，很難保證員工的安全。

3.4.3 生產(chǎn)環(huán)境差

石油是高污染的行業(yè)，大量的工人聚集在一起，長期處于惡劣的環(huán)境中對(duì)自身的身體健康也帶來了損傷。而且石油易燃易爆炸，如果不加以小心防范，可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)安全事故，對(duì)工人造成生命危險(xiǎn)，企業(yè)也將受到嚴(yán)重?fù)p傷。

4 采油工藝中自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)化策略

只有結(jié)合石油開采企業(yè)自身實(shí)際的需求對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，才能有效的解決自動(dòng)化技術(shù)在采油工藝應(yīng)用過程中存在的問題。想要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)在采油工藝中的普及，社會(huì)和政府的力量也是重要的一環(huán)，我國應(yīng)該重視對(duì)專業(yè)人才的培養(yǎng)，培養(yǎng)更多懂得自動(dòng)化技術(shù)以及從事石油開采工作的專業(yè)人才。

4.1 改善采油工藝的工作系統(tǒng)

石油企業(yè)的采油工藝一直在進(jìn)行著不斷的發(fā)展，為了滿足采油工藝的發(fā)展，有關(guān)石油企業(yè)運(yùn)用了多種設(shè)備與儀器，但是，將自動(dòng)化技術(shù)與采油工藝進(jìn)行結(jié)合后，整個(gè)石油開采系統(tǒng)得到了有效的調(diào)整，因此，系統(tǒng)中出現(xiàn)了一些多余的沒有實(shí)際意義的儀表設(shè)備?；诖?，為了可以讓采油工藝高效的行使，我國有關(guān)石油企業(yè)應(yīng)對(duì)油田工作系統(tǒng)進(jìn)行改革，針對(duì)石油開采過程中不需要的設(shè)備以及儀表等進(jìn)行拆除，對(duì)油田開采設(shè)備進(jìn)行簡化。

4.2 完善設(shè)備防護(hù)措施

在油田開采過程中，一定要對(duì)設(shè)備的防護(hù)引起高度的重視，尤其是要對(duì)分散在油田四周的各種設(shè)備引起重視，這些設(shè)備會(huì)受到油田周邊自然環(huán)境的影響，容易出現(xiàn)一些故障或者質(zhì)量問題，針對(duì)這種情況，我國石油企業(yè)應(yīng)積極的制定出有效的保護(hù)措施，重視對(duì)于避雷設(shè)施的安裝。根據(jù)油田周邊環(huán)境的實(shí)際情況，以及設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行保護(hù)措施的建設(shè)與完善。

4.3 完善內(nèi)部管理系統(tǒng)

要想使得采油工藝中自動(dòng)化技術(shù)得到有效的應(yīng)用，就要有完善的內(nèi)部控制系統(tǒng)作為保障，而且還要建立完善的考核系統(tǒng)，優(yōu)化采油隊(duì)伍的建設(shè)，提高采油人員的技術(shù)水平。經(jīng)過層層嚴(yán)格的選拔挑選出基層技術(shù)人員參與進(jìn)修或者通過培訓(xùn)提升企業(yè)人員的技術(shù)素質(zhì)，保證企業(yè)具有更強(qiáng)的研究與開發(fā)自動(dòng)化項(xiàng)目的能力。此外，采油企業(yè)必須積極開展宣傳，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高管理者和員工對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在采油過程中應(yīng)用的重要性的認(rèn)識(shí)。石油生產(chǎn)企業(yè)在不斷提高認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)測(cè)控系統(tǒng)的有效管理，改善和優(yōu)化石油生產(chǎn)過程，確保企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。

5 結(jié)束語

綜上所述，由于科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，在油田開采中越來越多地應(yīng)用到自動(dòng)化技術(shù)。雖然其應(yīng)用已經(jīng)取得一定的成就，然而同樣存在一些問題。所以，必須和才有工藝的現(xiàn)狀相結(jié)合，積極強(qiáng)化在自動(dòng)化技術(shù)上的理論研究與實(shí)踐應(yīng)用，唯有如此，在采油工藝中自動(dòng)化技術(shù)才能獲得良好的發(fā)展。

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