數(shù)字化增壓集成裝置在數(shù)字化油田中的推廣及應(yīng)用

曹世忠 田建勇 劉鳳寧

[摘? ? 要] 長(zhǎng)慶油田標(biāo)準(zhǔn)化增壓站場(chǎng)建設(shè)過程中存在設(shè)備多、建設(shè)周期長(zhǎng)、占地面積較大、人工生產(chǎn)成本突出等問題。為適應(yīng)油田低成本開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和數(shù)字化管理的需要，長(zhǎng)慶油田公司開發(fā)出數(shù)字化增壓集成裝置，并成功應(yīng)用于油田現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。

[關(guān)鍵詞] 數(shù)字化;增壓集成裝置;數(shù)字化油田

0? ? ? 引? ? 言

近年來，隨著數(shù)字化油田和油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的不斷深入，數(shù)字化增壓集成裝置在油田現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中得到日益廣泛的應(yīng)用，其在生產(chǎn)應(yīng)用過程中的優(yōu)勢(shì)也得以彰顯。

1? ? ? 數(shù)字化增壓集成裝置

數(shù)字化增壓集成裝置（Skid-mounted Intergrated Unit）又稱數(shù)字化輸油橇，是集原油過濾、分離、緩沖、增壓、加熱等功能于一體的自動(dòng)控制橇裝集成裝置，它由過濾器、密閉分離緩沖裝置、油氣混輸泵、加熱爐、閥門、管線、裝置底座、數(shù)字化監(jiān)測(cè)儀表和自動(dòng)控制部分組成。

2? ? ? 數(shù)字化增壓集成裝置特點(diǎn)

數(shù)字化增壓集成裝置相比老式生產(chǎn)流程具有以下顯著特點(diǎn)。

2.1? ?功能高度集成，滿足了多種工藝要求

2.1.1? ?加熱分離輸油流程

主要特點(diǎn)是來油經(jīng)加熱爐加熱后全部進(jìn)入緩沖罐進(jìn)行油氣分離，伴生氣干燥后供加熱爐使用，分離后原油經(jīng)輸油泵加壓外輸。適用于伴生氣含量較低的站點(diǎn)環(huán)境溫度較低時(shí)使用。

2.1.2? ?不加熱分離輸油流程

主要特點(diǎn)是來油不經(jīng)過加熱裝置直接進(jìn)入緩沖罐進(jìn)行油氣分離后，經(jīng)輸油泵加壓外輸。適用于環(huán)境溫度較高和來油溫不許加熱且油氣混輸條件不適宜的情況。

2.1.3? ?加熱混合輸油流程

主要特點(diǎn)是來油進(jìn)入加熱爐加熱后，部分來油進(jìn)入緩沖罐油氣分離，以保證足夠的加熱爐加熱用氣;另一部分來油直接經(jīng)輸油泵進(jìn)行油氣混合加壓外輸。適用于環(huán)境溫度較低，伴生氣含量較大，且兩臺(tái)油氣混輸泵工作正常的情況。

2.1.4? ?不加熱混合輸油流程

本流程主要是來油直接經(jīng)兩臺(tái)輸油泵進(jìn)行油氣混合加壓外輸，來油不進(jìn)入加熱爐和緩沖分離裝置，適用于環(huán)境溫度和來油油溫較高的情況。

2.1.5? ?應(yīng)急輸油流程

本流程主要來油指跨設(shè)備自壓外輸，緊急情況下通過手動(dòng)或裝置自動(dòng)控制閥位開關(guān)，將裝置來油進(jìn)口和外輸出口直接連通，裝置外來油直接自壓到外輸管線。本流程主要適用于緊急條件下設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。

2.2? ?橇裝結(jié)構(gòu)，多種設(shè)備高度集成

安裝簡(jiǎn)單方便，有效縮短場(chǎng)站建設(shè)周期;標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，便于標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，提高工程建設(shè)質(zhì)量;滿足低成本開發(fā)的要求。

2.3? ?數(shù)字化管理、智能化操作

系統(tǒng)具有故障自檢和緊急故障處理功能，安全性能更高，能夠?qū)崿F(xiàn)伴生氣就地利用和部分伴生氣混合外輸，節(jié)約能源、減少排放和降低能耗。

3? ? ? 數(shù)字化增壓集成裝置現(xiàn)場(chǎng)操作應(yīng)用

安塞油田現(xiàn)已投產(chǎn)運(yùn)行3大類型數(shù)字化增壓集成裝置54套，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行平穩(wěn)，為保障現(xiàn)場(chǎng)原油生產(chǎn)起到積極作用，為油田公司數(shù)字化增壓集成裝置的成功應(yīng)用積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。數(shù)字化增壓集成裝置通過系統(tǒng)控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和運(yùn)行流程控制，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)輸油。

3.1? ?流程及運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控

遠(yuǎn)程流程監(jiān)控界面可以實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)字化增壓集成裝置現(xiàn)場(chǎng)流程運(yùn)行情況，實(shí)時(shí)查看裝置的各種儀表數(shù)據(jù)、輸油泵運(yùn)行參數(shù)、加熱爐狀態(tài)等，保證裝置在值班人員的有效監(jiān)控之下運(yùn)行，確保現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)安全可控。

3.2? ?數(shù)據(jù)查詢功能實(shí)現(xiàn)

數(shù)字化增壓集成裝置數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)分為曲線查詢、報(bào)表數(shù)據(jù)查詢和事件查詢?nèi)蠊δ堋?/p>

3.3? ?數(shù)據(jù)異常報(bào)警和故障自檢

數(shù)字化增壓集成裝置監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置的各種運(yùn)行參數(shù)并對(duì)異常數(shù)據(jù)（錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和超限數(shù)據(jù)）進(jìn)行及時(shí)報(bào)警、具備歷史報(bào)警數(shù)據(jù)查詢功能，詳細(xì)記錄了報(bào)警數(shù)據(jù)的時(shí)間、限制、值班人員處理情況、值班人員等信息，為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安全運(yùn)行和安全生產(chǎn)提供保障。

3.4? ?參數(shù)設(shè)置

數(shù)字化增壓集成裝置監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置包括流程控制設(shè)置、輸油泵控制參數(shù)設(shè)置、加熱系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、平臺(tái)報(bào)警參數(shù)設(shè)置等四大部分。數(shù)字化增壓集成裝置的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，取得了良好的效果。

3.4.1? ?減少場(chǎng)站占地面積

數(shù)字化增壓集成裝置投產(chǎn)占地面積僅為傳統(tǒng)增壓站的10%，與增壓點(diǎn)相比，大大節(jié)省了占地面積。

3.4.2? ?縮短了場(chǎng)站建站周期

傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)增壓、轉(zhuǎn)油站點(diǎn)的建設(shè)工期一般在3～6個(gè)月，且成本高、工程復(fù)雜，對(duì)人力物力資源需求量大。而數(shù)字化增壓集成裝置5～15天即可投運(yùn)使用，大大縮短了建設(shè)工期，減少投產(chǎn)成本。加快了油井從投用到實(shí)現(xiàn)外輸、計(jì)量的同步進(jìn)行。

3.4.3? ?節(jié)約運(yùn)行人工成本

常規(guī)增壓點(diǎn)需要3～4人兩班倒駐守，而數(shù)字化增壓集成裝置基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)人駐守。節(jié)約了人工成本和減輕員工的工作量，提高了工作效率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3.4.4? ?降低勞動(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)

利用數(shù)字化增壓集成裝置體積小、流程簡(jiǎn)單、操作方便的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵參數(shù)在線實(shí)時(shí)智能監(jiān)控，故障智能預(yù)警處理等功能，站控系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至站控中心集中管理，減少硬件設(shè)施需求量的同時(shí)，也進(jìn)一步降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)。

4? ? ? 數(shù)字化增壓集成裝置現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行管理

4.1? ?加強(qiáng)組織，注重協(xié)調(diào)，有效保障設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行

積極探索，完善數(shù)字化增壓集成裝置運(yùn)行管理模式是保證設(shè)備正常運(yùn)行的必要前提。隨著數(shù)字化增壓集成裝置的不斷推廣和廣泛應(yīng)用，逐步形成了由信息中心、產(chǎn)建項(xiàng)目部、設(shè)備管理科、數(shù)字化技術(shù)服務(wù)大隊(duì)和作業(yè)區(qū)組成的“五位一體”的管理模式，解決了數(shù)字化增壓集成裝置從投產(chǎn)安裝到生產(chǎn)應(yīng)用再到故障維護(hù)各方面的管理問題。信息中心主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理，協(xié)調(diào)相關(guān)部門完成裝置投產(chǎn)后數(shù)據(jù)上線和應(yīng)用故障維護(hù)等工作;產(chǎn)建項(xiàng)目部負(fù)責(zé)監(jiān)督裝置投產(chǎn)安裝進(jìn)度，協(xié)調(diào)投產(chǎn)隊(duì)伍和數(shù)字化調(diào)試人員同步完成現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，組織相關(guān)投產(chǎn)驗(yàn)收和移交工作;設(shè)備管理科負(fù)責(zé)裝置進(jìn)場(chǎng)質(zhì)檢和設(shè)備部分安裝進(jìn)度、質(zhì)量及協(xié)調(diào)投產(chǎn)和使用維護(hù)過程中的設(shè)備問題;數(shù)字化技術(shù)服務(wù)大隊(duì)負(fù)責(zé)數(shù)字化增壓集成裝置控制程序升級(jí)及數(shù)字化部分故障維護(hù)，并定期組織巡檢工作;作業(yè)區(qū)負(fù)責(zé)裝置的運(yùn)行管理及日常保養(yǎng)工作。職責(zé)明確，夯實(shí)了數(shù)字化增壓集成裝置系統(tǒng)管理的基礎(chǔ)，為裝置的正常運(yùn)行保駕護(hù)航。

強(qiáng)化設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管是保證設(shè)備正常運(yùn)行的重要依托。數(shù)字化增壓集成裝置的正常運(yùn)行與有效的現(xiàn)場(chǎng)管理和正確的操作應(yīng)用是密不可分的，現(xiàn)場(chǎng)值班人員必須實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、正確合理設(shè)置各項(xiàng)控制參數(shù)、發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，并按要求及時(shí)做好裝置各設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作。開展設(shè)備故障定期巡檢是保證設(shè)備正常運(yùn)行的有效手段。組織專業(yè)技術(shù)人員、專業(yè)電工、設(shè)備管理人員和安全人員等，每年一次定期對(duì)全部數(shù)字化增壓集成裝置進(jìn)行全方位的設(shè)備檢查有效保證設(shè)備運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性。定期開展數(shù)字化增壓集成裝置儀表校驗(yàn)是保證設(shè)備正常運(yùn)行的有力保障。只有裝置各種儀表完好、測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)才能有效反映設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)過程和實(shí)際生產(chǎn)情況。通過每年一次的各種儀表設(shè)備校準(zhǔn)校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不合格設(shè)備并及時(shí)更換合格的測(cè)量?jī)x表，保證各參數(shù)的準(zhǔn)確性。

4.2? ?增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，立足自主維護(hù)

數(shù)字化增壓集成裝置在早期應(yīng)用過程中，各類故障頻發(fā)，流程控制不能充分考慮現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際情況，造成大部分裝置不能正常運(yùn)行而長(zhǎng)期處于停運(yùn)狀態(tài)。我們針對(duì)這一情況成立了數(shù)字化增壓集成裝置課題攻關(guān)小組。技術(shù)人員查閱了大量資料進(jìn)行原理分析，多次到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)研，反復(fù)分析討論并進(jìn)行控制方案論證，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地試驗(yàn)并不斷修改完善，經(jīng)過半年多努力，終于編寫出一套適合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用的數(shù)字化增壓集成裝置PLC核心控制程序，這套程序取得了良好效果，已經(jīng)開始進(jìn)行廣泛的推廣應(yīng)用。在掌握數(shù)字化增壓集成裝置核心控制系統(tǒng)的前提下，我們開始開展獨(dú)立自主的維護(hù)工作。組織專業(yè)人員針對(duì)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)各類故障開展了針對(duì)性整改，有效保障了全廠數(shù)字化增壓集成裝置的順利運(yùn)行。

4.3? ?分層培訓(xùn)，全力提升員工數(shù)字化增壓集成裝置的技能水平

數(shù)字化增壓集成裝置設(shè)備集成度高，要求現(xiàn)場(chǎng)操作人員和設(shè)備維護(hù)保障人員都要具有更高的專業(yè)技能。我們從強(qiáng)化全員培訓(xùn)和專業(yè)技術(shù)人才兩方面入手，著力提高員工技能，確?；舅刭|(zhì)提升。作業(yè)區(qū)和數(shù)字化技術(shù)服務(wù)大隊(duì)在裝置現(xiàn)場(chǎng)使用和維護(hù)人員中廣泛開展基礎(chǔ)原理知識(shí)、使用操作、應(yīng)急故障處理和系統(tǒng)報(bào)警消除、撬裝使用注意事項(xiàng)等知識(shí)培訓(xùn)，員工技能操作水平和應(yīng)急故障處理水平明顯提高;并通過理論培訓(xùn)和自主維護(hù)實(shí)踐結(jié)合，培養(yǎng)一批能夠完成編程、設(shè)備調(diào)試和重大故障處理的人才隊(duì)伍。

5? ? ? 結(jié)? ? 語(yǔ)

數(shù)字化增壓集成裝置具有功能高度集成、結(jié)構(gòu)緊湊，滿足多種工藝流程要求，適用性強(qiáng);便于標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，占地空間小、可有效縮短建設(shè)周期，提高建設(shè)質(zhì)量，具有重復(fù)利用性;通過所配遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端控制，滿足油田數(shù)字化管理要求;通過推廣應(yīng)用新技術(shù)新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)清潔操作，美化現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境;操作簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)方便及運(yùn)行安全可靠等諸多特點(diǎn)，尤其是一個(gè)橇裝增壓裝置就能替代一個(gè)中小型增壓點(diǎn)，具有良好的節(jié)能效果以及顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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