灘海陸岸平臺(tái)采油自動(dòng)化測控系統(tǒng)的應(yīng)用

摘 要：本文以墾東12區(qū)塊灘海陸岸平臺(tái)采油自動(dòng)化測控系統(tǒng)為研究案例，介紹了灘海陸岸平臺(tái)采油自動(dòng)化測控系統(tǒng)的構(gòu)成與應(yīng)用，詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的主要測控內(nèi)容以及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，并分析了該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：灘海陸岸平臺(tái)；采油自動(dòng)化；PCS；SIS

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 系統(tǒng)方案簡介

墾東12區(qū)塊自動(dòng)化測控系統(tǒng)分為兩級(jí)管理模式，第一級(jí)為灘海陸岸平臺(tái)，第二級(jí)為監(jiān)控中心。平臺(tái)的自控系統(tǒng)采用PLC控制器組成的RTU，實(shí)現(xiàn)由井口到外輸?shù)乃泄に噮?shù)的采集，并把工藝參數(shù)及報(bào)警遠(yuǎn)傳至監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制。

1.1 主要測控內(nèi)容

（1）油井井口油壓、回壓、套壓、油溫、產(chǎn)液量檢測及遠(yuǎn)傳。（2）各類泵電流、電壓檢測遠(yuǎn)傳及遙控啟停。（3）加熱裝置進(jìn)、出口溫度檢測及進(jìn)口壓力遠(yuǎn)傳及遙控啟停。（4）加藥裝置流量、液位、壓力檢測遠(yuǎn)傳。（5）平臺(tái)進(jìn)出口管線溫度檢測及壓力檢測報(bào)警。（6）平臺(tái)進(jìn)出口管線緊急關(guān)斷。（7）可燃?xì)怏w探測及火災(zāi)報(bào)警。（8）注水井壓力、流量顯示。

1.2 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

數(shù)據(jù)傳輸方式采用光纖傳輸，網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)建立在國際通用的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議基礎(chǔ)上。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

墾東12區(qū)塊灘海陸岸自動(dòng)化測控系統(tǒng)建立在三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上：標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)、ControlNet網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。其中，主通信方案在主干網(wǎng)—標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的層面實(shí)施，整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)基于ControlLogix控制系統(tǒng)，具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一的硬件配置， 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境。系統(tǒng)擴(kuò)展靈活方便。

2.1 灘海陸岸平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)

第一級(jí)為灘海陸岸平臺(tái)，主要包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、配電保護(hù)系統(tǒng)、安全應(yīng)急系統(tǒng)及視頻系統(tǒng)，分別設(shè)在各平臺(tái)上，各平臺(tái)值班室設(shè)操作站1臺(tái)，通過PCS和SIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本平臺(tái)的生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控。為了避免誤操作，平臺(tái)上的操作站設(shè)置了管理權(quán)限，普通管理人員可通過登錄操作員界面進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備運(yùn)行情況監(jiān)視，平臺(tái)負(fù)責(zé)人可通過登錄管理員界面，執(zhí)行工藝流程緊急切斷及啟停設(shè)備等控制權(quán)限。

2.1.1 生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

該系統(tǒng)可完成對(duì)平臺(tái)內(nèi)油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，如套壓、回壓、油溫、產(chǎn)液量等，并能夠自動(dòng)選取指定油井進(jìn)行連續(xù)計(jì)量，也可以設(shè)定所有油井依次計(jì)量，大大降低了管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度（圖1）。

2.1.2 可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)

可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)由可燃?xì)怏w探測器及報(bào)警裝置組成。可檢測可燃?xì)怏w、硫化氫、一氧化碳、氨氣等氣體，具有精度高、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，完全滿足陸采平臺(tái)生產(chǎn)安全需要。

2.1.3 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)采用美國愛德華EST3消防報(bào)警系統(tǒng)。其主要技術(shù)特點(diǎn)有模塊化程度高；智能化程度高；便于安裝；方便調(diào)試、易于維護(hù)和管理。

2.1.4 配電保護(hù)系統(tǒng)

為了保障平臺(tái)生產(chǎn)用電以及用電安全，在平臺(tái)生產(chǎn)配電系統(tǒng)使用了NDX320 數(shù)字式線路保護(hù)裝置及NDT330數(shù)字式廠用變壓器保護(hù)裝置。同時(shí)，還通過以太網(wǎng)將配電系統(tǒng)的進(jìn)出線及變壓器電壓、電流、功率、頻率等相關(guān)參數(shù)傳送至整個(gè)自控系統(tǒng)的人機(jī)界面上。使操作人員無需進(jìn)入配電室就可在平臺(tái)控制室或管理區(qū)調(diào)度室實(shí)時(shí)監(jiān)測相關(guān)用電參數(shù)。為采油生產(chǎn)用電調(diào)度提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

2.1.5 視頻系統(tǒng)

通過在平臺(tái)關(guān)鍵部位設(shè)置探頭，以實(shí)景畫面的形式對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。

2.2 監(jiān)控中心

第二級(jí)為監(jiān)控中心，設(shè)在中心調(diào)度室，該系統(tǒng)配置一臺(tái)視頻服務(wù)器和一對(duì)冗余的自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù)器。自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù)器可以兼做工程師站，具有PLC遠(yuǎn)程維護(hù)和診斷功能。監(jiān)控中心既是生產(chǎn)管理中心，也是生產(chǎn)指揮中心。可以監(jiān)控生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，顯示現(xiàn)場視頻畫面，處理油田生產(chǎn)信息，打印油田生產(chǎn)報(bào)表。

監(jiān)設(shè)置在監(jiān)控中心的SCADA系統(tǒng)的人機(jī)界面和灘海陸岸平臺(tái)站控系統(tǒng)（PCS ESD）的人機(jī)界面是融為一體的。采用羅克韋爾自動(dòng)化RSView Supervisory Edition組態(tài)軟件，整個(gè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)畫面完善、透明、種類多，并全漢字化顯示。如流程畫面、參數(shù)顯示及設(shè)置畫面、趨勢曲線查詢畫面、報(bào)警及查詢畫面等。

3 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

灘海陸岸平臺(tái)自動(dòng)化是基于Contro-

lLogix的控制系統(tǒng)為工業(yè)應(yīng)用提供了統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺(tái)，而不再是相互孤立的自動(dòng)化孤島， 這就是全集成自動(dòng)化的價(jià)值所在，全集成自動(dòng)化包括三重集成：統(tǒng)一的組態(tài)和編程；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)一的通訊。它將帶來以下的利益：（1）基于統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺(tái)，可以簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少系統(tǒng)投資。（2）模塊化的結(jié)構(gòu)可以靈活地構(gòu)建和優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)可靠性，縮短安裝、調(diào)試時(shí)間。（3）標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 本系統(tǒng)中灘海陸岸平臺(tái)所有的控制器都選用1756系列。 所有現(xiàn)場I/O都采用分布式I/O， 選用同樣型號(hào)的AI，AO，DI，DO板卡，減少了備件的品種和數(shù)量。 （4）整個(gè)裝置使用統(tǒng)一共享的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，不再有網(wǎng)關(guān)，協(xié)議轉(zhuǎn)換等通訊難題。（5）利用高效方便的診斷工具，縮短了故障處理時(shí)間。（6）方便靈活的擴(kuò)展性能，使擴(kuò)展和改進(jìn)更快、更廉價(jià)。（7）通過標(biāo)準(zhǔn)接口的開放性硬件和軟件，可方便地和第三方產(chǎn)品集成，減少了不同廠家產(chǎn)品之間的通訊和接口費(fèi)用。

結(jié)語

墾東12區(qū)塊灘海陸岸平臺(tái)采油自動(dòng)化測控系統(tǒng)建成后，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)均到設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，在線修改和調(diào)試方便，并能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)、消除安全隱患，極大改善了生產(chǎn)的安全狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)參數(shù)自動(dòng)檢測和控制，提高了工藝自動(dòng)化水平，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]油田聯(lián)合站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[J].硅谷，2013（06）.