淺析建設(shè)數(shù)字化油田過(guò)程中自動(dòng)化儀表的使用及維護(hù)措施

張慶東

（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠數(shù)字化運(yùn)維中心儀表檢定室，黑龍江 大慶 163000）

在數(shù)字化油田建設(shè)過(guò)程中，使用自動(dòng)化儀表可以完成油田壓力值的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，該方式比人工監(jiān)測(cè)更加有效，且準(zhǔn)確率更高。在獲取到這一壓力值后，工作人員用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，能夠有效提高后續(xù)工作效率，提高油田產(chǎn)業(yè)發(fā)展的自動(dòng)化水平。數(shù)字化油田的建設(shè)是時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，今后工作過(guò)程中，管理者需重視自動(dòng)化儀表的使用，做好儀器安全的維護(hù)，以保證數(shù)字化油田的高質(zhì)量發(fā)展。

1 自動(dòng)化儀表使用的優(yōu)勢(shì)分析

1.1 促進(jìn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)

自動(dòng)化儀表往往能夠有效節(jié)約能源消耗。與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式相比，自動(dòng)化儀表可以做好電路規(guī)劃工作，一旦設(shè)備斷電或者是出現(xiàn)不良狀況，即能夠控制電路，保證工作正常開(kāi)展。自動(dòng)化儀表這一設(shè)備上通常會(huì)裝有太陽(yáng)能吸收板，該方式可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，滿足自動(dòng)化儀表的使用要求。另外該方式下不會(huì)生成過(guò)多噪音，噪聲污染較小，與科學(xué)環(huán)保這一理念相符合。

1.2 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)全自動(dòng)化管理

自動(dòng)化儀表在使用過(guò)程中可以完全利用計(jì)算機(jī)程序完成監(jiān)測(cè)工作，該方式下，只需要利用集成板進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)控即可。這一監(jiān)測(cè)過(guò)程中無(wú)須利用過(guò)多的人力物力，降低了成本投入，且能夠有效減少安全隱患。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)過(guò)程中，其相應(yīng)監(jiān)測(cè)方向等數(shù)據(jù)可以由人工進(jìn)行調(diào)控，按照不同開(kāi)采模式選用不同的監(jiān)測(cè)方案。數(shù)據(jù)調(diào)控過(guò)程中，只需要對(duì)電流參數(shù)調(diào)整即可，監(jiān)督管理起來(lái)較為方便。此外，在傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，所有監(jiān)測(cè)儀器都有著其自己的線路，一旦某一個(gè)儀器出現(xiàn)問(wèn)題，則會(huì)導(dǎo)致所有儀器無(wú)法正常發(fā)揮作用。且對(duì)這些儀器進(jìn)行維護(hù)檢修時(shí)，所需要的時(shí)間成本以及物力成本等都比較高。而自動(dòng)化儀表能夠完成24h 無(wú)人監(jiān)控管理，該儀表使用紅外遙感技術(shù)，提高了監(jiān)測(cè)效率，且無(wú)須耗費(fèi)過(guò)多人力物力，具有較強(qiáng)的應(yīng)用效果。

總體來(lái)講，自動(dòng)化儀表能夠完成油田開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中相應(yīng)參數(shù)發(fā)生變化，即能夠立刻反映到儀器中，工作人員對(duì)自動(dòng)化儀表進(jìn)行觀察，即能夠發(fā)現(xiàn)開(kāi)采狀況，并實(shí)時(shí)了解到油田開(kāi)發(fā)中的壓力變化。該方式能夠?qū)㈤_(kāi)采狀況直觀地呈現(xiàn)出來(lái)，可以有效提高開(kāi)采效率。另外，自動(dòng)化儀表可以對(duì)整個(gè)開(kāi)采作業(yè)進(jìn)行控制，若是所處環(huán)境中溫度等參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，儀表即能夠報(bào)警，并合理調(diào)整相應(yīng)參數(shù)。該方式無(wú)須工作人員自己動(dòng)手，節(jié)省了人工調(diào)動(dòng)，控制性更強(qiáng)，且精密程度更高。數(shù)字化油田建設(shè)下，工作人員能夠利用所獲取到的數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)字化建模加以分析，并得出良好的開(kāi)發(fā)方案。技術(shù)工作者同樣可以觀察到自然環(huán)境的變化，同時(shí)，對(duì)油罐壓力值進(jìn)行分析把控，以此，對(duì)開(kāi)采方案進(jìn)行合理調(diào)整。此外在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，同樣需要利用數(shù)字化方式做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，一方面需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行合理考察，另一方面需要對(duì)其可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)做出分析。在開(kāi)采過(guò)程中，需要根據(jù)最初作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理調(diào)整，對(duì)于所出現(xiàn)的突發(fā)問(wèn)題做出解決，保證整個(gè)工程能夠合理開(kāi)展。

2 建設(shè)數(shù)字化油田過(guò)程中自動(dòng)化儀表使用的問(wèn)題

2.1 RTU 故障

在自動(dòng)化儀表正常使用監(jiān)控的過(guò)程中，其左側(cè)指示燈往往是運(yùn)行燈常亮而故障燈關(guān)閉，另外，RK 燈若是有閃爍狀態(tài)，則代表著正在完成數(shù)據(jù)傳輸。一般來(lái)講，RTU 設(shè)備運(yùn)行中若是信號(hào)燈出現(xiàn)問(wèn)題，則代表著整個(gè)設(shè)備出現(xiàn)了故障。例如，若是運(yùn)行燈關(guān)閉，則說(shuō)明RTU 或許存在未加變狀況。而若是故障燈處于閃爍狀況，則代表著設(shè)備本身出現(xiàn)故障。后續(xù)對(duì)該設(shè)備進(jìn)行處理時(shí)，需先判斷故障發(fā)生部位，之后確保電源被切斷再進(jìn)行處理。

2.2 激活無(wú)線變壓

無(wú)線壓變?cè)谑褂眠^(guò)程中容易受到多種因素的影響而產(chǎn)生休眠狀態(tài)，休眠后的無(wú)線壓變需要被人工激活。其中磁力開(kāi)關(guān)激活法是比較常用的一類激活方式，該方式需要利用磁棒，將其與壓變開(kāi)關(guān)相觸碰做好激活工作。一般來(lái)講，壓變開(kāi)關(guān)往往處于壓變儀表顯示盤(pán)上方，在被磁棒觸碰后，該設(shè)備的指示燈會(huì)不斷閃爍，直到激活成功才會(huì)停止。此外，拆插電池激活法同樣較為常用，在實(shí)際使用中，需根據(jù)具體狀況選用合理的激活方式。

2.3 IOT 智能配注儀

微型閥組是一類新型的數(shù)字化穩(wěn)流注水設(shè)備，該設(shè)備通過(guò)太陽(yáng)能供電，解決了用電問(wèn)題。且該設(shè)備通常會(huì)設(shè)置相應(yīng)的傳感器，獲取注水壓力，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)流量信號(hào)與預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，最終驅(qū)動(dòng)水流閥門，做好穩(wěn)流注水工作。該過(guò)程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能夠利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)上傳到服務(wù)器，能夠有效監(jiān)控其參數(shù)狀況，一旦參數(shù)超過(guò)預(yù)期，工作人員能夠馬上觀測(cè)到相應(yīng)狀況。此外，該方式具有微型化等特點(diǎn)，各類型油田均可使用這一設(shè)備進(jìn)行操作，適用性較強(qiáng)，值得推廣使用。

3 出現(xiàn)故障問(wèn)題的原因

3.1 操作不當(dāng)

自動(dòng)化儀表具有一定的精密性，因此若是出現(xiàn)故障，后續(xù)檢修會(huì)比較復(fù)雜。基于這一點(diǎn)，對(duì)工作人員的能力同樣有著較高要求。此外，在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，容易受到周圍天氣狀況的影響，工作人員需要在不同狀況下靈活使用維修策略，以此保證自動(dòng)化儀器使用的有效性。若是工作人員沒(méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)學(xué)習(xí)，則難以真正擔(dān)任這一維護(hù)任務(wù)，容易導(dǎo)致自動(dòng)化儀表受到損害?；谶@一點(diǎn)，還需對(duì)工作人員加以培訓(xùn)，以提高工作效率。

3.2 線路接觸不良

自動(dòng)化儀表使用中出現(xiàn)接觸不良，同樣容易導(dǎo)致儀器故障。雖然這一問(wèn)題較小，但是造成的后續(xù)危害是較大的。若是不處理完全，甚至有可能造成重大事故。因此，需重視工作過(guò)程中的精細(xì)性，同時(shí)做好線路維護(hù)，防止出現(xiàn)不良事故。

3.3 自然因素

自動(dòng)化儀表雖然具有一定的抗干擾能力，但依然難以真正避免自然因素的威脅。例如，在雷雨天氣下，容易出現(xiàn)高壓電流對(duì)自動(dòng)化儀表造成危害。環(huán)境的復(fù)雜性同樣是導(dǎo)致自動(dòng)化儀表出現(xiàn)故障的原因，因此，在日常工作中需要重視天氣狀況，根據(jù)不同狀況做出處理，以保證儀器的穩(wěn)定使用。

4 建設(shè)數(shù)字化油田過(guò)程中自動(dòng)化儀表的使用及維護(hù)

4.1 注重開(kāi)展日常的檢查維修工作

做好自動(dòng)化儀器的保養(yǎng)能夠降低油田開(kāi)發(fā)的故障率，同時(shí)可以提高開(kāi)采效率，保證開(kāi)采收益。在自動(dòng)化儀器使用過(guò)程中，工作人員要做好日常的檢查維修工作，可以先對(duì)儀器的相應(yīng)性能、使用條件等進(jìn)行合理觀察分析，并據(jù)此制定保養(yǎng)方案。首先，檢測(cè)儀器中的一次元件，該元件中的伴熱功能是重中之重，若是該功能存在不足，則容易對(duì)整個(gè)設(shè)備的使用造成不良影響，尤其是在冬季時(shí)，需加強(qiáng)該元件的保養(yǎng)。其次，需重視寒冷天氣下的設(shè)備養(yǎng)護(hù)，天氣寒冷更容易導(dǎo)致儀器故障，所以需做好防濕、保溫等工作，以此降低資源浪費(fèi)，保持好工作狀態(tài)。

此外，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化儀表這一設(shè)備類型不斷增加，不同種類的儀表在不同領(lǐng)域下都有其主要的應(yīng)用價(jià)值。如果儀表類型與所使用領(lǐng)域有所不符，則會(huì)導(dǎo)致儀表使用受限，同時(shí)會(huì)加劇對(duì)儀表的損害，最終容易導(dǎo)致故障?；诖?，工作人員需按照油田開(kāi)發(fā)的具體需求，合理選擇自動(dòng)化儀表，以保證相應(yīng)儀表能夠符合使用需求。例如，壓力性檢測(cè)儀表往往需要通過(guò)介質(zhì)不同加以劃分，若是石油開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的原料具有較高黏度，則需做好隔膜處理，以便更好地做好原料處理工作。在對(duì)壓力性量表進(jìn)行處理時(shí)，需保證按照其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行區(qū)分，其中的刻度盤(pán)直徑等元素均可以作為劃分依據(jù)。若要選擇分析性儀器，可以按照所需選用合理的設(shè)備，例如，若要對(duì)原油密度進(jìn)行分析，則可以選用振動(dòng)式密度計(jì)。而若是想對(duì)水中含量狀況進(jìn)行分析，則需要選用電導(dǎo)率分析儀。不同類型自動(dòng)化儀器的選用直接關(guān)系到油田開(kāi)發(fā)質(zhì)量，同時(shí)，關(guān)乎到儀器的使用壽命。因此，工作人員需重視儀表選擇，以提高開(kāi)采效率。

4.2 建立完善的前期處理體系

做好前期處理準(zhǔn)備，能夠?yàn)楹罄m(xù)自動(dòng)化儀器的使用奠定基礎(chǔ)，同時(shí)可以保證數(shù)字化油田運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。在油田工作開(kāi)始之前，工作人員需對(duì)所有相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行檢查維護(hù)，尤其是一些大型的自動(dòng)化設(shè)備，需要做好故障維護(hù)、部件更換等細(xì)節(jié)的記錄，以便今后能夠及時(shí)檢查，為解決故障提供參考。自動(dòng)化儀表使用過(guò)程中，需要為其制定合理的檢修方案。檢修時(shí)，需要保證所有系統(tǒng)都已經(jīng)停機(jī)，以此降低意外事故的發(fā)生率。油田開(kāi)發(fā)工作中，各個(gè)部門均需做好運(yùn)行管控工作，對(duì)自動(dòng)化儀器的使用優(yōu)化等要進(jìn)行全方位分析。例如，使用時(shí)要構(gòu)建好相應(yīng)的報(bào)警機(jī)制，保證系統(tǒng)被破壞時(shí)能夠及時(shí)察覺(jué)并處理，以此降低損害，防止系統(tǒng)進(jìn)一步受損。

4.3 強(qiáng)化對(duì)周圍環(huán)境的觀察和控制

在對(duì)自動(dòng)化儀表進(jìn)行檢修時(shí)，需要先對(duì)其周圍環(huán)境進(jìn)行分析，并對(duì)系統(tǒng)狀況加以了解，在保證機(jī)器穩(wěn)定性后才能夠完成檢修工作。對(duì)于其中涉及的部分氣體設(shè)備，可以先對(duì)周圍的溫濕度進(jìn)行定位，防止氣體在檢修中擴(kuò)散造成安全隱患。而對(duì)于一些固體儀表，則需先對(duì)余料進(jìn)行處理，防止周圍有其他物質(zhì)能夠?qū)x表狀況造成影響。一般來(lái)講，油田開(kāi)采環(huán)境都比較惡劣，因此，自動(dòng)化儀器在使用過(guò)程中容易受到多種不良因素的影響。為了保證相應(yīng)儀器可以順利使用，還需做好排污處理。首先，工作人員可以根據(jù)儀器的具體狀況，為其制定合理的排污方案，并嚴(yán)格按照這一方案進(jìn)行操作。其次，排污工作人員需要對(duì)自動(dòng)化儀器的性能狀況進(jìn)行全方位把控，以此做好后續(xù)排污工作。若是工作環(huán)境中有著較多粉塵或者是油污，則需要做好防污染工作。若是自動(dòng)化儀器已經(jīng)被污染，可以針對(duì)其實(shí)際狀況進(jìn)行排污檢查，著重檢查其傳感器、插壓變速裝置等等，完成設(shè)備檢查，提高應(yīng)用效率。總體來(lái)講，整個(gè)儀表的檢測(cè)需要從局部到整體，檢修工作人員要具有較為專業(yè)的能力，充分了解儀表內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以防在拆卸處理中對(duì)其他系統(tǒng)結(jié)構(gòu)造成破壞。

4.4 加強(qiáng)人員培訓(xùn)，提高綜合素質(zhì)

油田建設(shè)過(guò)程中雖然需要用到自動(dòng)化儀器，但仍然需要人為掌控。做好人員培訓(xùn)能夠提高自動(dòng)化儀器的使用效果。且自動(dòng)化設(shè)備需要日常維護(hù)與檢修，若是工作人員能力不足，則無(wú)法保證相應(yīng)設(shè)備的合理使用。因此，若想提高建設(shè)效果，打造出合理的油田數(shù)字化建設(shè)體系，還需構(gòu)建更加完善的員工團(tuán)隊(duì)，提高工作人員的技能水平及綜合素養(yǎng)。在團(tuán)隊(duì)建設(shè)過(guò)程中，可以根據(jù)不同崗位對(duì)員工的要求對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)，保證所有工作人員都能夠做好自己的分內(nèi)工作。同時(shí)可以定崗定責(zé)，提高工作人員創(chuàng)新能力，能夠在工作過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)問(wèn)題并加以解決。此外，需重點(diǎn)做好技術(shù)交底工作，在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中容易引入更多新型設(shè)備，在設(shè)備技術(shù)引入后，需要先進(jìn)行工藝培訓(xùn)。對(duì)于自動(dòng)化儀器的日常使用等均需要制定相應(yīng)規(guī)范，保證所有員工都在規(guī)范下進(jìn)行操作。在后期檢查過(guò)程中，整個(gè)團(tuán)隊(duì)均需要配合完成檢查工作，若是發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化儀器中帶有問(wèn)題，還需立刻上報(bào)，及時(shí)處理這些故障，保證數(shù)字化油田的順利開(kāi)展。

4.5 進(jìn)一步發(fā)揮信息化調(diào)控的優(yōu)勢(shì)

自動(dòng)化儀表在運(yùn)行過(guò)程中往往需要遠(yuǎn)程控制，為了保證其運(yùn)行質(zhì)量，需要在后期研究過(guò)程中做好全自動(dòng)化轉(zhuǎn)型工作。實(shí)際使用中，可以將信息技術(shù)作為重要切入點(diǎn)，并結(jié)合數(shù)字化建設(shè)狀況進(jìn)行合理分析，選擇出其中可利用的技術(shù)，完成油田建設(shè)創(chuàng)新。尤其是在完成監(jiān)測(cè)工作的過(guò)程中，需要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力，保證遠(yuǎn)程控制的穩(wěn)定性，防止周圍各種環(huán)境因素對(duì)自動(dòng)化儀器的使用造成干擾。在自動(dòng)化儀器建設(shè)過(guò)程中，需要根據(jù)油田開(kāi)發(fā)的不同需求做好信息化更新。例如，如今人們更加關(guān)注遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立，研究人員需重視監(jiān)測(cè)信息的可視化狀況，以此提高智能程度，保證儀器使用的科學(xué)性，滿足新時(shí)期發(fā)展需求。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，新時(shí)代下所利用的數(shù)字化油田技術(shù)，依賴各種信息設(shè)備完成了石油開(kāi)發(fā)工作，成功提高了開(kāi)發(fā)效率。而其中所用到的自動(dòng)化儀表不僅可以對(duì)相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)可以精準(zhǔn)地分析出油田經(jīng)營(yíng)狀況。在油田開(kāi)發(fā)中具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。因此，工作人員需要加強(qiáng)對(duì)這一儀器的維護(hù)與檢修，實(shí)際操作中，可以按照儀器特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)等制定合理的維護(hù)計(jì)劃，并保證按照這一計(jì)劃完成設(shè)備檢修，以提高油田的開(kāi)采效益。