海洋石油生产自动化测控系统浅析

引言

与传统的陆地油田生产模式相比, 海洋石油生产的环境则较为恶劣[1], 主要表现在:海底表层地形复杂, 有时也会出现大风、寒暖流及风暴潮等恶劣天气。如果缺乏专门的自动化测控系统进行实时监控, 依旧依靠人工进行职守管理, 当出现上述恶劣海况时, 生产平台只有停井停工, 将给生产带来重大损失。

近几年来, 中海油海上采油平台开展了一定程度的生产自动化测控应用实践。建立了数据采集与监视控制系统 (SCADA) 、视频监控等子系统, 但是各单元之间处于相对孤立状态, 无法实现信息共享, 对突发事件的反应时间较长[2]。同时, 恶劣的环境也要求管理人员最少化, 这势必要求我们建立一套先进的自动化测控系统。

一、系统基本情况

1. 结构组成

海洋石油生产平台主体生产单元由两部分构成, 分别是中心平台和卫星采油平台, 二者由海底管线和电缆连接。在油井集中区建立采储集输、油气处理、发配供电及职工生活功能于一体的海上原油生产基地 (中心平台) 。

系统结构呈现出两级控制、三级网络的布局, 基本工作过程如下:卫星平台站实时监视控制油井及原油后处理的生产运行情况, 并通过通讯网络与中心平台站实现即时信息互联, 中心平台站控制室的计算机获取中心平台站及周围所属卫星平台站的生产运行情况后, 通过数字微波向陆地中心站传送数据。

2. 配置方式

该自动化测控系统采用SCAN3000 (Honeywell公司) 作为SCADA系统软件[3], 远程终端控制器 (RTU) 由SLC500系列PLC (AB公司) 及无线电台 (MDS公司) 组成, 系统由陆地监控中心、中心平台站、卫星平台站和通讯系统组成。

二、系统应用情况及建议

1. 日常管理

为提高自动化测控系统的运行质量和可靠性, 保障公司原油产量的提高, 使用过程中已经开展了如下几方面的管理工作。

(1) 加大仪器仪表维护维修的管理力度

针对系统使用初期存在的问题, 应组织建立样板平台和自动化数据库。并以此为标准, 发现存在的问题, 并积极开展整改工作。

(2) 加强规章制度建设

结合海上生产实际, 并根据自动化测控系统投产后的实际运行情况, 制定《自动化测控系统运行管理规定》, 明确各有关单位和人员的职责并制订具体的考核办法。

2. 故障检测及维修

早期的海洋油井的日常维护检查是通过人工定时巡检来实现的, 每天要进行大量而繁琐的重复性工作[4]。引入自动化测控系统后, 相应的故障检测和维修工作则变得较为轻松, 但仍需进行一些必要的检测维护工作。

(1) 定期进行系统检修

自动化测控系统现场仪器仪表线路数量较多, 随着使用的延长, 必然出现一些老化现象。因此, 应对系统应每年统一检修一次。在检修过程中, 要逐一对仪表显示数据和现场实际数据进行对比, 及时解决出现的问题, 保证系统正常实现各项功能。

(2) 加强设备和仪表的维护

严格按照相关规章制度对设备仪表进行检修、维护和保养, 油井作业期间更要加强这方面的工作, 要对作业井和临近井进行仪表拆除和保护[5]。

3. 建议

虽然自动化测控系统在海洋石油生产中已经取得了不少成效, 但是仍然存在一些不足, 仍有一些需要完善的地方。

(1) 建立全方位的管理网络

随着电力自动化的进步和图像监控系统的发展, 组合现有的自动化测控系统和雷达监控系统, 将形成一套完整的海洋石油生产自动化管理系统。因此, 有必要建设全方位的石油生产系统管理网络, 明确相关单位和人员的职责, 使各个系统正常运行。

(2) 进一步开发并完善系统功能和网络应用, 充分发挥自动化测控系统的效能

为了使技术人员能够高效、准确的获取数据, 并进行高质量的数据分析活动, 需进一步开发并完善系统功能和网络应用, 使自动化测控在油田开发工作中充分发挥其应有的效能。

结论

通过将SCADA技术与PLC相结合, 在引进关键硬件基础上, 独立进行系统设计、组态、编程, 形成完整的海洋石油生产自动化测控系统。该系统在具体使用过程中完全实现了机采井监控、注水井监控、自动选井计量、电加热器测控、安全系统监控和紧急关断等功能, 取得了良好的经济效益和社会效益。生产自动化测控系统运行中也暴露出来了一些不足, 亟需在全方位管理网络建设以及完善系统功能和网络应用方面做出进一步的努力, 进一步发挥该套系统的效能。

摘要：针对传统海洋石油生产模式存在的缺陷, 提出并建立一套海洋石油生产自动化测控系统, 并研究其在生产实践中所发挥的效能。融合SCADA技术与PLC技术, 并引进相关硬件设备, 在此基础上独立进行系统设计、组态、编程, 形成完整的海洋石油生产自动化测控系统。在实际生产应用中探索较佳的日常管理模式及维护检修程序, 并基于发展愿景提出合理化的建议。推广应用结果表明, 该自动化测控系统在海洋石油生产中具有巨大的经济和社会效益。

关键词：海洋石油生产,自动化测控系统,数据采集与监视引言

参考文献

[1] 周长江.极浅海油田开发技术与实践[M].北京:石油工业出版社, 2000.

[2] 李凤民, 李海, 李明涛, 等.油气田生产智能测控系统[J].石油科技论坛.2012.10.

[3] 王振明.SCADA监控与数据采集软件系统的设计与开发[M].北京:机械工业出版社, 2009.

[4] 周长江.海洋采油[M].石油大学出版社, 1997.

[5] 李振智.采油专业常用技术标准汇编[M].石油工业出版社, 2002.