油田油氣集輸智能化站庫發(fā)展模式探討

張 琳

（中國石化勝利油田分公司東辛采油廠油氣集輸管理中心，山東 東營 257000）

油氣田資源開發(fā)中，不確定影響因素很多，如開發(fā)難度大、員工綜合素養(yǎng)不高及機械運行維護不到位等，使得企業(yè)發(fā)展遇到很多問題。近些年，現(xiàn)代科技水平日益提高，油氣田信息化開發(fā)水平逐步提高，應(yīng)用大數(shù)據(jù)與遠程監(jiān)控等技術(shù)可全面監(jiān)控油氣田發(fā)展，打好堅實基礎(chǔ)，提高生產(chǎn)效率。油氣田開發(fā)中勞動率改善不夠明顯，如某油氣田原油庫、天然氣處理站及中間輸油站等，借助信息化建設(shè)全面監(jiān)控油氣田，因集輸站庫有復(fù)雜的操作工藝，一旦發(fā)生緊急情況，員工要動手操作設(shè)備，此環(huán)節(jié)多而且外操人員數(shù)量控制難度大。所以，建設(shè)智能化站庫保障管理效率與勞動生產(chǎn)率，是油氣田發(fā)展面臨的首要任務(wù)。

1 油田油氣集輸站發(fā)展及安全管理意義

油氣資源開發(fā)中，集輸站庫環(huán)節(jié)非常重要，其功能在于集中石油與天然氣資源。完成石油與天然氣資源開采后集中管理這些資源，包含初加工、集中儲存并輸送質(zhì)量達標(biāo)的油氣資源[1]。因而，油氣資源的合理應(yīng)用環(huán)節(jié)中，集輸站庫至關(guān)重要，其工作中涉及的管理模塊比較多，如油氣分離工作、油氣計量、天然氣及原油穩(wěn)定管理等模塊。應(yīng)用各環(huán)節(jié)保障后期安全處理油氣資源，為安全應(yīng)用油氣資源提供保障。

油氣田企業(yè)發(fā)展中，集輸站庫安全管理也是不容忽視的問題，綜合分析其安全隱患對站庫生產(chǎn)管理具有非常重要的意義。

首先，此項安全管理工作符合國家安全生產(chǎn)工作要求。社會發(fā)展中安全生產(chǎn)是首要任務(wù)，集輸站庫負(fù)責(zé)石油與天然氣資源的集中管理，自身安全隱患比較大，因而要加強安全管理，有效開展安全管理工作，嚴(yán)格管控安全生產(chǎn)，保障實際管理工作效果。

其次，油氣田集輸站庫安全管理是符合現(xiàn)實要求的。眾所周知，站庫存在很多安全隱患，而且油氣資源自身具有易燃易爆性，因而必須要加強安全管理。日常工作如果發(fā)生安全危險行為，將會造成無法估量的損失。因而，油氣田集輸站庫生產(chǎn)管理中要增強安全管理意識，利用安全管理工作保障整個站庫持續(xù)運行，高效應(yīng)用油氣資源。

2 油田集輸站庫主要架構(gòu)

油氣集輸行業(yè)領(lǐng)域中，企業(yè)處于復(fù)雜運行環(huán)境中，集輸站庫不用通過無線傳輸方式干預(yù)，內(nèi)控工作中可深入發(fā)掘并研究海量數(shù)據(jù)。同時，為了保障其它企業(yè)有效溝通信息，應(yīng)與其它企業(yè)建立信息交換安全保障，以此有效設(shè)計站庫。基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特點，將其劃分層不同層次，包含應(yīng)用、傳輸及感控等三個架構(gòu)層。實際工作中，在集輸站庫建站時，其功能主要包含自動化監(jiān)控油田生產(chǎn)環(huán)境、自動化搜集相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以此全面監(jiān)控管理現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備。管控層所需設(shè)備包含毒害氣體監(jiān)控裝置、分散控制裝置、遠程控制、傳感器、變電裝置及攝像頭等[2]。一是借助監(jiān)控裝置與攝像頭有效搜集現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)。二是利用靜電阻抗裝置自動化處理現(xiàn)場數(shù)據(jù)。三是通過傳感器，全面監(jiān)控各工作環(huán)境中及所在位置設(shè)備像素信息。對于油氣田集輸站庫而言，傳輸層是核心結(jié)構(gòu)，具體包含傳遞應(yīng)用與管控層信息，根據(jù)其實際情況選擇四種不同的傳輸模式，涉及有線與無線專網(wǎng)、公網(wǎng)及異構(gòu)傳輸?shù)?。日常運行過程中，根據(jù)參數(shù)信息實際傳輸需求合理選擇傳輸模式，實時傳輸集輸站庫建設(shè)信息。基于組態(tài)化程序，應(yīng)用層完成自動化數(shù)據(jù)采集，并對生產(chǎn)環(huán)境做好實時檢測，保障其穩(wěn)定運行。

3 油田油氣集輸智能化站庫發(fā)展模式

智能化油氣集輸要秉承分步實施與層層推進的理念，結(jié)合智能化站庫1.0+、站庫2.0、站庫3.0 及站庫4.0 等不同發(fā)展模式，加快智能化站庫建設(shè)形成智能化站庫管理平臺，從根本上提升集輸業(yè)務(wù)生產(chǎn)效率，加強集輸業(yè)務(wù)管理運行工作的優(yōu)化。

3.1 智能化1.0+站庫發(fā)展模式

智能化站庫1.0 模式在初始模式，以從繁重工作中將員工解放出來為主。借助先進信息化技術(shù)智能化監(jiān)控油氣田并完成遠程操作，全面保護異常車輛。同時，減少站庫值班人員數(shù)量，實現(xiàn)不到現(xiàn)場就可直接操作，從技術(shù)層面為站庫安全提供保障，促使智能化集輸站庫保持4 名工作人員，以此降低員工數(shù)量的同時勞動生產(chǎn)力得以全面解放，油氣集輸站庫有更高的智能化水平。智能化站庫1.0 發(fā)展模式，以往利用自動化技術(shù)進行改造，分析油氣站庫SLL 并自動優(yōu)化油氣田工藝生產(chǎn)流程，全面控制參數(shù)采集警報[3]。實際工作中，還要結(jié)合具體情況設(shè)計儀表系統(tǒng)，保障油氣田開發(fā)工藝的安全，確保各項設(shè)備保持最佳安全狀態(tài)。實際工作中一旦發(fā)生特殊情況，如溫度異?；蛘駝拥?，可利用自動化技術(shù)自動發(fā)出警報增強保護效果。有的工作人員無需到達現(xiàn)場就可遠程控制設(shè)備，解決遇到的相關(guān)問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量與效率。

可視化改造層面，站庫設(shè)置更多視頻監(jiān)控點增強可視化效果，油氣田集輸工作中保障塔類與儲罐達到一對一可視化，全方位實時監(jiān)控整個集輸過程，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，保障辦公、工控與視頻等三網(wǎng)間的獨立性，有效控制站內(nèi)運行。該模式是智能化站庫的初始模式，其建設(shè)質(zhì)量直接影響智能化站庫后期升級效果。

3.2 智能化2.0 化站庫發(fā)展模式

油氣集輸站庫2.0 智能化模式很大程度上是1.0 模式的信息化成果體現(xiàn)，基于1.0 模式積累的經(jīng)驗持續(xù)建設(shè)智能化站庫。此環(huán)節(jié)，集輸站庫生產(chǎn)中在崗員工只有2人，負(fù)責(zé)廠級調(diào)度中心到網(wǎng)絡(luò)通信站庫系統(tǒng)建設(shè)，全面調(diào)度操作調(diào)度中心信息，2.0 模式中構(gòu)建良好的管理模式，為智能化水平的提高奠定了良好的基礎(chǔ)。

本模式中，智能化調(diào)度中心的要求比較嚴(yán)格，系統(tǒng)建設(shè)及完善過程中，利用相關(guān)技術(shù)實時采集油氣站庫數(shù)據(jù)并做好全面監(jiān)控，加強安全保護，增強統(tǒng)一調(diào)度管理工作具體效果[4]。調(diào)動中心還可結(jié)合實際情況發(fā)出相應(yīng)的指令，站控系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成相關(guān)工作，以此確保油氣田中產(chǎn)生相關(guān)層級控制模式。（1）中心控制級為第一級，其界別可全面遠程監(jiān)控區(qū)域內(nèi)所有站庫同時保障調(diào)度管理的統(tǒng)一性。通常情況下，該級別控制系統(tǒng)中達到了沒有人工干預(yù)的目標(biāo)，基于各自工作站庫自身站控系統(tǒng)完成相應(yīng)工作任務(wù)。（2）站場控制級位第二級系統(tǒng)。本控制級別系統(tǒng)中，調(diào)動中心直接規(guī)定相關(guān)操作指令，獲得一級系統(tǒng)授權(quán)許可后才能繼續(xù)完成相關(guān)業(yè)務(wù)操作。如果通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就可實時監(jiān)控并有效控制站庫具體運行情況。（3）就地控制級位第三級別控制系統(tǒng)。相較之前兩級別系統(tǒng)，本控制系統(tǒng)特殊性比較明顯，實際生產(chǎn)活動中如果出現(xiàn)故障，就可通過局域控制系統(tǒng)實現(xiàn)就地控制目標(biāo)，自動化檢修抑或是緊急處理故障設(shè)備。在進行視頻聯(lián)動控制改造過程中，因視頻監(jiān)控數(shù)量非常大，使得工作人員無法全面、實時跟蹤海量視頻信息，因此要在站庫安排更多值班人數(shù)。此種情況下，部分外來人員進入禁闖區(qū)域，通過改造視頻聯(lián)動控制系統(tǒng)后，如果發(fā)現(xiàn)外來人員私自闖入，系統(tǒng)就會自動發(fā)出警報信號并進行動態(tài)化跟蹤，一旦生產(chǎn)區(qū)域出現(xiàn)禁闖問題，就可具體呈現(xiàn)相關(guān)畫面，利用人臉識別技術(shù)綜合分析禁闖人員信息并實時跟蹤其具體位置。

智能化油氣集輸站庫2.0 模式中，配置安全可靠性高的通信系統(tǒng)是非常重要的，要充分保障站庫安全并集中監(jiān)控整個調(diào)度中心，實現(xiàn)安全可靠的運營。因而，安全且可靠的通信系統(tǒng)至關(guān)重要，各油氣站庫到廠級別調(diào)度中心要結(jié)合具體情況加快建設(shè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，增強網(wǎng)絡(luò)安全性，為通信系統(tǒng)穩(wěn)定運行夯實基礎(chǔ)。

3.3 智能化3.0 站庫發(fā)展模式

上述兩類站庫模式建設(shè)過程中，可遠程監(jiān)控油氣站庫與廠級別調(diào)度中心，同時在統(tǒng)一調(diào)度的基礎(chǔ)上進入3.0 模式建設(shè)階段，以此細分化管理各區(qū)域，整個站庫區(qū)域?qū)崿F(xiàn)無人值守且區(qū)域化管理的目標(biāo)，構(gòu)建零員工在崗管理模式。日常工作中，其主要包含總廠調(diào)度中心與作業(yè)區(qū)域兩個級別，與作業(yè)區(qū)域相比，總廠調(diào)度中心主要發(fā)揮總指揮的功能，全面指揮廠區(qū)各項生產(chǎn)活動，進一步優(yōu)化生產(chǎn)流程工藝，及時、有效地處理各類設(shè)備故障，同時發(fā)出并監(jiān)督執(zhí)行相關(guān)調(diào)度命令。在特殊情況下，作業(yè)區(qū)才開始進入生產(chǎn)操作，因而特殊性非常明顯。

此模式環(huán)節(jié)，要優(yōu)化自動控制系統(tǒng)的可靠性，工藝設(shè)計要實現(xiàn)完全自動切換且余量設(shè)計要保持充分。一旦出現(xiàn)故障后，要實事求是地采取有效措施快速處理事故，爭取充足時間保障公眾人員抵達現(xiàn)場后快速處理問題。站控系統(tǒng)自身可靠性的提高，離不開其它設(shè)備的輔助作用[5]。現(xiàn)場儀表具備遠程診斷功能，依靠高級別管理系統(tǒng)有效優(yōu)化處理部分警報信息，降低錯誤報警問題發(fā)生概率，提高報警實效性。智能化站庫3.0 發(fā)展模式中，自動切換通信鏈路狀態(tài)診斷情況。構(gòu)建智能化巡檢系統(tǒng)時，要重視視頻聯(lián)動功能的優(yōu)化完善，保障整個站庫達到自我監(jiān)控，促進視頻與安防系統(tǒng)間的聯(lián)動性，為智能視頻根本目標(biāo)的實現(xiàn)創(chuàng)造良好條件。在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，各行業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用現(xiàn)代圖像識別技術(shù)，借助該技術(shù)進一步完成智能化超標(biāo)工作，借助視頻巡檢功能分類儲存巡檢線路相關(guān)信息數(shù)據(jù)，分類儲存基礎(chǔ)上方便快速查詢并使用搜集到的信息。智能化站庫3.0 發(fā)展模式中，借助視頻、紅外線熱成像及激光掃描技術(shù)等手段快速識別站庫設(shè)備故障，如對設(shè)備微小泄露情況等實現(xiàn)快速而準(zhǔn)確的識別，有效識別各類潛在風(fēng)險，降低發(fā)生嚴(yán)重隱患事故的概率。

視頻巡檢過程中，巡檢人員要配置相應(yīng)的操作設(shè)備，實際工作中可利用智能化終端設(shè)備完成巡檢工作。此類智能化終端設(shè)備利于實現(xiàn)一體化通訊、定位與簽到等工作，保障巡檢人員工資效率大大提高。各行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中，應(yīng)用智能化機器人產(chǎn)生了很大的影響，人工得到了充分解放，可定期檢測待檢測站庫設(shè)備，緩解工作人員工資壓力，打好堅實基礎(chǔ)，增強巡檢工作效率與質(zhì)量。

3.4 智能化4.0 站庫發(fā)展模式

智能化油氣集輸站庫4.0 發(fā)展模式是以前三種模式融入各類現(xiàn)代智能化技術(shù)后逐步發(fā)展而來的。此發(fā)展模式中，要結(jié)合具體情況加快智能化管控平臺建設(shè)。實際工作中，建設(shè)此類管控平臺利于油氣田企業(yè)有效開展油氣集輸業(yè)務(wù)工作。

眾所周知，前三種模式已經(jīng)實現(xiàn)實時監(jiān)控整個生產(chǎn)過程、達到自動化生產(chǎn)及可視化生產(chǎn)現(xiàn)場等效果，其基于市場導(dǎo)向原則，堅持高效質(zhì)量目標(biāo)，全面控制智能化4.0 油氣集輸站庫。

首先，實際生產(chǎn)運行工作中要逐步優(yōu)化該發(fā)展模式，具體問題具體分析，有效構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，準(zhǔn)確預(yù)測分析并對比集輸站庫運行情況，增強器運行安全性[6]。仿真模擬研究生產(chǎn)工藝流程時，可借助大數(shù)據(jù)分析與虛擬現(xiàn)實等相關(guān)技術(shù)，動態(tài)化模擬整個生產(chǎn)工藝流程，充分發(fā)揮其實時監(jiān)控預(yù)警功能。設(shè)備管理工作中，不同故障診斷、在線運行分析及業(yè)務(wù)等相關(guān)模塊的建立也是非常必要的。此環(huán)節(jié)打造智能化工地也是不容忽視的問題，應(yīng)用相關(guān)技術(shù)綜合分析關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建全生命周期的信息數(shù)據(jù)庫。

其次，QHSE 智能化管理工作中，應(yīng)積極借助物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)加強各類風(fēng)險隱患的分析與識別，通過生產(chǎn)實踐增強安全管理效率，達到綜合預(yù)警效果，基于智能化管理降低并杜絕發(fā)生各類安全事故的概率，以防給企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失?，F(xiàn)階段，智能化信息技術(shù)呈現(xiàn)高速發(fā)展趨勢，利用智能化信息技術(shù)開展智能化培訓(xùn)勢在必行，具體可通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助可穿戴型VR 設(shè)備開展沉浸式學(xué)習(xí)活動，為員工組織智能化培訓(xùn)學(xué)習(xí)，彌補傳統(tǒng)培訓(xùn)方式缺陷，保障培訓(xùn)工作效率。如應(yīng)用智能化培訓(xùn)手段為員工模擬培訓(xùn)設(shè)備大修場景或進行應(yīng)急演練，全面增強培訓(xùn)質(zhì)量，還可反復(fù)參加，節(jié)省企業(yè)培訓(xùn)資源。

4 結(jié)語

綜上所述，信息化時代油氣田企業(yè)運營管理中，建設(shè)智能化集輸站庫，可從整體上有效提升站庫運行效率，對站庫系統(tǒng)管理運行優(yōu)化具有非常重要的意義。但實際工作中，智能化站庫建設(shè)是一項長期而艱巨的任務(wù)，要循序漸進地持續(xù)推進，層層遞進，合理地選擇智能化站庫發(fā)展模式，實事求是，優(yōu)化各階段功能，確保各環(huán)節(jié)實現(xiàn)安全運行，盡可能降低安全生產(chǎn)隱患，創(chuàng)造良好的環(huán)境，從整體上提升油氣田資源開發(fā)效益。