電氣自動化在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用與發(fā)展

趙淵 王彥君 劉賢玉

摘 ?要：電氣自動化技術(shù)給各行各業(yè)的生產(chǎn)帶來極大便利，提高了經(jīng)濟效益，也成為未來油田生產(chǎn)的一個重要發(fā)展方向。基于此，本文從現(xiàn)場總線技術(shù)、分布式控制、變配電系統(tǒng)等方面入手，對電氣自動化在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用進行了探討，并對電氣自動化技術(shù)的發(fā)展提出了建議與展望。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;油田生產(chǎn);現(xiàn)場總線

前言：

自動化和智能化是近幾年在工業(yè)領(lǐng)域中不斷被提及的兩個概念，許多企業(yè)也在積極探索生產(chǎn)方式向這兩個方面的升級轉(zhuǎn)型。在油田生產(chǎn)行業(yè)中，電氣自動化技術(shù)的引進十分必要，它可以促成油田生產(chǎn)的遠(yuǎn)程控制、實時監(jiān)測，保證油田生產(chǎn)的順利進行，對提高企業(yè)效益大有裨益。

1電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于油田生產(chǎn)的必要性

當(dāng)今世界的生產(chǎn)生活方式不同于以往，智能化、自動化登上歷史舞臺，成為二十一世紀(jì)新興的、主導(dǎo)的生產(chǎn)方式。油田生產(chǎn)作為我國經(jīng)濟的命脈，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式存在著生產(chǎn)效率較低、生產(chǎn)運輸成本較高、人員管理復(fù)雜等問題?？傊瑐鹘y(tǒng)的石油生產(chǎn)方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今社會經(jīng)濟發(fā)展的需求[1]。

此時，引進和推廣電氣自動化技術(shù)就顯得尤為重要。電氣自動化實際上是“電氣工程及自動化技術(shù)”的簡稱，它是一種綜合性的技術(shù)，涉及到電氣專業(yè)知識、自動化設(shè)備與控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計等。將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于油田生產(chǎn)益處良多，比如大大減少石油工作人員勞動量、減少不必要的能源消耗、提高石油企業(yè)生產(chǎn)管理效率、為石油開采持續(xù)發(fā)展提供保障等。

2電氣自動化技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1電氣自動化與現(xiàn)場總線技術(shù)

石油生產(chǎn)中現(xiàn)場總線技術(shù)就是將現(xiàn)場各個控制器和現(xiàn)場智能的儀表設(shè)備相連接的實時控制系統(tǒng)，借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，現(xiàn)場總線可以很好地將現(xiàn)場設(shè)備和儀器進行整合，它的應(yīng)用是電子自動化技術(shù)的一個具體體現(xiàn)?，F(xiàn)場總線技術(shù)借助現(xiàn)場設(shè)備自動控制和多點通信，遠(yuǎn)距離監(jiān)控各類設(shè)備，對可能出現(xiàn)的故障情況進行診斷，采用數(shù)字化傳輸?shù)姆绞?，使得信息傳輸效率、信息精?zhǔn)程度顯著提升。比如在設(shè)備出現(xiàn)問題時，現(xiàn)場總線會對不正常狀況提出預(yù)警，發(fā)現(xiàn)問題時自動控制停機。這樣一方面提高了生產(chǎn)設(shè)備運行的安全性和穩(wěn)定性，另一方面也取代過去落后單一的傳統(tǒng)設(shè)備，很大程度上減少工作量和不必要的設(shè)備投入。

2.2電氣自動化與分布式控制

對油田生產(chǎn)現(xiàn)場按照功能不同或工藝區(qū)別進行分區(qū)管理被稱為分布式控制，一般將油田現(xiàn)場劃分為開采系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等。電氣自動化技術(shù)引進以后，可以先對每個子系統(tǒng)配備管理監(jiān)測設(shè)備，對子系統(tǒng)的各項數(shù)據(jù)進行單獨的采集、分類和處理，然后再將子系統(tǒng)的檢測設(shè)備聯(lián)合起來，實現(xiàn)統(tǒng)一管理、全面檢測。這樣一來，各個子系統(tǒng)既相對獨立，又是一個有機聯(lián)系的整體，使得整個生產(chǎn)流程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，條理清晰，有跡可尋。

此外，電氣自動化技術(shù)又可以幫助分布式控制中的每一個子系統(tǒng)本身實現(xiàn)效率的提高。比如在生產(chǎn)操作系統(tǒng)中，傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下缺乏流程化的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，工作人員生產(chǎn)出來的石油產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，生產(chǎn)效率較為低下，企業(yè)統(tǒng)一管理標(biāo)準(zhǔn)也無從談起。電氣自動化技術(shù)可以將整個生產(chǎn)進行詳細(xì)的流程化設(shè)計，對工作進行細(xì)化分類，每一個工作崗位上的人員都有自己明確的、專門性的工作。一方面，增加了每個工作崗位的專業(yè)性，工作人員只需要在固定場所進行固定的技術(shù)操作，降低了人員管理的復(fù)雜性，另一方面，也使得石油生產(chǎn)效率有所提高，減少了人力成本，提高了經(jīng)濟效益。再比如，近些年，在石油生產(chǎn)的運輸子系統(tǒng)中為減少石油貯存成本，許多石油企業(yè)都在積極探索“去倉儲化”，即將生產(chǎn)出的石油及時地運輸給買方，省去儲存的環(huán)節(jié)。這樣做不僅可以保證石油產(chǎn)品的質(zhì)量，還可以加快資金流轉(zhuǎn)，節(jié)省開銷。電氣自動化技術(shù)的使用正好可以滿足石油企業(yè)在這方面的需求，提高石油產(chǎn)品的運輸效率[2]。

2.3電氣自動化與變配電系統(tǒng)

在油田生產(chǎn)過程中，電力是必不可少的能源供給，變配電系統(tǒng)就顯得尤為重要。電氣自動化技術(shù)的普及，可以使變配電系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)有效結(jié)合，一旦生產(chǎn)過程中出現(xiàn)電力方面的安全隱患，配電自動化技術(shù)就可以及時隔斷故障區(qū)域，避免部分故障影響到整個生產(chǎn)系統(tǒng)。具體來講，首先由自動化設(shè)備通過故障檢測器、分段器和重合器的配合，及時發(fā)現(xiàn)故障并找出故障的具體位置進行隔斷;之后電氣自動化技術(shù)就可以利用遠(yuǎn)程通信將故障情況向工作人員進行詳細(xì)報告，工作人員根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)對電網(wǎng)負(fù)荷進行調(diào)整，嚴(yán)重故障的及時安排維修人員搶修。由以上幾個步驟，工作人員就可以簡單便捷地通過電腦對配電網(wǎng)系統(tǒng)進行及時的、智能化的監(jiān)控和管理。保證配電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性不僅可以為油田生產(chǎn)提供持續(xù)的動力，而且也是油田安全生產(chǎn)，避免安全事故的重要手段。

3電氣自動化技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用發(fā)展

3.1油田生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

在提高石油開采量，促進石油生產(chǎn)效率提高的同時，安全問題也不容忽視，現(xiàn)場設(shè)備的良好運行對生產(chǎn)的安全性至關(guān)重要。電氣自動化技術(shù)在未來可以實現(xiàn)對油田生產(chǎn)的全面監(jiān)控。第一，可以實現(xiàn)對油井運行狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式下，對油井井口溫度、電流電壓、井口啟動功能等的測量只能通過人工的方式完成，而一般的石油開采都需要較大的電壓、較高的溫度，人工測量很容易遇到危險，造成安全事故。而引入電氣自動化技術(shù)之后，就可以實時、便捷、高效地對井口進行檢測。當(dāng)遇到參數(shù)不正常時，也可以通過電氣自動化技術(shù)及時進行暫停;第二，對自噴井的監(jiān)控，通過電氣自動化技術(shù)可以對油嘴的閥位以及開度進行一個合理調(diào)控，從而達到對石油產(chǎn)量的把控;第三，對控油機的監(jiān)控，電氣自動化技術(shù)可以全方位地對控油機油溫、壓力和控油桿進行檢測和操控。此外，在油田進行大量開采之后，伴隨著油田能量的不斷減少，產(chǎn)出石油質(zhì)量也會降低。后期地下出現(xiàn)虧空甚至?xí)沟檬蜔o法繼續(xù)開采，為解決這種困境，石油企業(yè)一般會大量向地下注水增加壓力，完成開采。在注水過程中要對流量計的注水壓力、注水流量進行實時監(jiān)控，電氣自動化技術(shù)的使用就可以及時有效地完成這種遠(yuǎn)程監(jiān)控，保證注水流程的順利進行。對石油生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，一方面降低人工操作的危險性，另一方面也會大大提高工作效率，是未來電氣自動化技術(shù)的一大應(yīng)用前景[3]。

3.2通用結(jié)構(gòu)促進市場化

電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于油田生產(chǎn)以來，在提高生產(chǎn)率，增加經(jīng)濟效益方面收獲頗豐，而實現(xiàn)電氣自動化技術(shù)的結(jié)構(gòu)通用化則是關(guān)系到今后能否普及使用的一個關(guān)鍵點。電氣自動化系統(tǒng)在通用設(shè)計之下，能夠更好地保證企業(yè)管理系統(tǒng)、現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)等各個子系統(tǒng)之間信息的傳遞。通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在接收生產(chǎn)數(shù)據(jù)的同時，也能對石油行業(yè)市場發(fā)展與需求做具體分析，對二者進行更好的匹配，從而促進石油企業(yè)整體的升級與調(diào)整，進而提高生產(chǎn)效益。在這一過程中要注意的是，電氣自動化技術(shù)的順利應(yīng)用離不開專業(yè)人才隊伍的建設(shè)，石油化工企業(yè)若想充分利用這一技術(shù)，相關(guān)技術(shù)人員必須掌握豐富的專業(yè)知識如計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、儀器儀表檢測、控制理論等，而反過來，高素質(zhì)人才隊伍的建設(shè)也將極大程度上提高企業(yè)自主創(chuàng)新能力。因此，加強通用結(jié)構(gòu)設(shè)計、大力引進相關(guān)人才是未來電氣自動化技術(shù)在油田生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展的重要方向。

結(jié)論：

綜上所述，氣自動化技術(shù)在減少人力、提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造經(jīng)濟價值等方面起到了重要作用。石油企業(yè)應(yīng)將電氣自動化作為未來油田生產(chǎn)的戰(zhàn)略方向與技術(shù)手段，適當(dāng)投入科研費用，組建專業(yè)人才隊伍，提高電氣自動化技術(shù)水平，加強電氣自動化通用設(shè)計，以促進油田生產(chǎn)效益的整體提升。

參考文獻：

[1]楊衛(wèi)學(xué).淺析電氣自動化在石化行業(yè)的應(yīng)用及發(fā)展[J].智能城市，2018，4（19）：144-145.

[2]趙成杰.石油化工電氣自動化系統(tǒng)集成[J].化工管理，2020（15）：151-152.

[3]何小款.電氣自動化系統(tǒng)在石油行業(yè)中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代鹽化工，2019（03）：159-165.