RTU技術在油田自動化管理中的應用

文/楊海軍

RTU技術在油田自動化管理中的應用

文/楊海軍

當前，隨著移動通信技術的成熟應用及互聯網信息技術的不斷更新發展，數字化、自動化、智能化正在改變我們的工作、生活和學習方式。尤其在數字化油田建設中，實現油田生產管理自動化則能夠大大降低員工勞動強度，提高生產效率，實現企業提質增效。現在，借助RTU（遠程控制終端）就可以實現油田采油井、注水井、計量間、電力運行的自動化管理和無人值守，有助于加快推進油氣生產物聯網（A11）系統的建設進程。

RTU 遠程自動化 油田生產

1 RTU（遠程控制終端）簡介

RTU（遠程控制終端）是REMOTE TERMINAL UNIT的簡稱，它主要應用于生產現場設備的監測、控制與數據采集。由于RTU具有超大的數據存儲量、便捷的通訊功能和強大的適用嚴寒酷暑環境的能力，并且提供多樣的程序設計功能，特別是在信息技術、網絡技術飛速發展的今天，RTU能夠更加方便、快捷地適用于許多生產領域。例如RTU可以覆蓋從油井井口、計量間、聯合站到生產調度指揮中心的自下而上自動化控制應用。

2 RTU的兩種常見使用方式

2.1 RTU的GPRS數據采集

RTU通過GPRS無線網絡將生產數據傳輸到調度中心的服務器上，實現數據遠程、透明、實時傳輸。它具有永遠在線，自動重連的優點，可以直接與各種需要遠程無線通信的設備通過串口連接，如智能儀器儀表、PLC等設備，同時能與各種組態軟件實現自由協議。GPRS數據采集精準，并且抗干擾性強，有效地解決了生產現場的數據采集問題。

2.2 RTU的通道報警與短信息聯動

在用戶端通過配置設備的報警和短信息提醒聯動功能，用戶可以設定某個或多個類型的報警限值，只要出現測量值超過設置的報警限值情況，即可向預設的手機用戶發送報警短信，用戶可以及時了解每次警情，有效杜絕險情所帶來的無畏損失和不良后果。

3 RTU在油田中的應用

3.1 RTU在采油井中的應用

在油田生產中，最重要的就是采油井，它們大多分布在相距遙遠的各個采油井場。及時準確地對每口井的工作狀況進行監測和控制，是前線采油隊一項最基礎也最重要的工作。現在油田的日常巡檢方式還是采用常見的人工巡檢，它易受外在因素影響，如下雨、下雪等惡劣天氣，造成巡檢不及時，數據采集精準度低，從而不能及時掌握井場采油井的井況，配套的調整措施不能及時跟進，影響油田正常生產。

隨著油田信息化建設水平不斷提高，可以采用自動化設備對抽油井的井況和生產參數進行采集和控制。RTU具有強大的計算能力、良好的環境適應能力、多種通訊接口，使其成為油田生產自動化設備上不可替代的產品。RTU作為抽油機的控制核心，對抽油機的工作起著實時監督控制作用。RTU在抽油井中可以實現以下功能。

3.1.1 實現生產動態圖的繪制

根據生產要求，可實時采集抽油井井口的各項生產數據，繪制成油井示功圖，作為分析診斷抽油機井運行狀況的依據。

3.1.2 實現生產設備智能控制

通過自動采集油壓、套壓、電流等實時數據參數，及時監測抽油機啟停等運行狀態，實現生產現場實時掌控，并根據生產調度實際需要遠程控制抽油機運行狀態。

3.1.3 實現設備運轉高效節能

根據油井出油含水情況，可以實現自動調節控制抽油機的轉速、沖次等參數，使抽油機在最合理的工作狀態下運行，減少損耗，提高效率，達到節能效果。

3.1.4 實現智能預警功能

通過分析油井示工圖，分析當前油井的工作情況，如漏失、桿脫、出沙、結蠟等狀況，并對抽油機的井口盤根漏油、油桿卡桿、斷桿等狀況進行遠程停機操作，實現對抽油機等設備的安全保護。

3.2 RTU在計量間中的應用

油田生產中的各個計量間，主要用來匯集各油井所產原油，同時對各油井所產原油進行油氣分離、計量原油、伴熱等。此外，計量間還承擔著注水井的管理工作。安裝在計量間的RTU通過測量各管匯的溫度、壓力等參數，向各自動注水閥門下達注水指令，實現注水井的自動注水。計量間RTU還需完成各油井的摻水控制。大慶油田由于天氣及工藝的原因，需要向原油中摻入熱水，以保證原油的流動性。RTU需要根據設定的工作溫度向原油管匯中摻入適量的熱水，以保證原油的溫度。通過RTU的自動控制，最終實現中、小站場無人值守，大型站場少人值守的目標。

3.3 RTU在電力系統中的應用

電力系統是油田生產系統的一個重要組成部分，它的安全、平穩、高效運行是油田生產的重要保證。當前，隨著油田生產對電力系統的要求越來越高，管理者對電力系統的監測和控制要求也日益提高。通過RTU設備采集電力設備的實時數據，并精準執行控制和調度指令，其優勢和作用越來越得到廣泛認可，可以說它是實現油田電力系統安全、可靠、平穩運行的必不可少的手段之一。

RTU作為電力調度自動化系統的基礎設備。它把油田電力系統中分布在不同地方的輸電線路、變電所等聯合成一個高效有機整體，并進行統一的電力生產和調度指揮。借助RTU實時對電力系統中各運行電氣設備的運行狀態和工況特性進行動態監測和控制，以實現油田電力系統的高效、平穩運行，最終達到無人(或少人)值守的自動化、智能化調度管理目標。

4 應用前景

RTU作為一種高效、可靠的遠程自動化控制設備，它在油田生產領域具有廣闊的應用空間。RTU在油田生產的大規模應用，可有效降低員工的勞動強度，提高油田生產管理的自動化程度，提高生產效率。將來，隨著通訊技術的進一步發展，特別是無線通訊技術的廣泛應用，RTU與設備、儀表之間的連接將變得更加簡單，RTU也會在數字化油田建設中發揮更大的作用。

5 結論

RTU（遠程控制終端）以其良好的可擴展性、強大的存儲能力以及較強的適應能力，為加快推進油田生產管理自動化建設提供了保障。將來，隨著油田物聯網技術、無線網絡通訊技術的快速發展，RTU與井口各設備聯接的通訊方式將從有線傳輸逐步轉換成無線網絡傳輸，這將助推油田自動化建設實施變得更加簡單高效，油田自動化管理水平也將得到極大提升。

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[4]門虎.RTU在注水井智能調控技術中的應用[J].石油化工安全環保技術,2016(05).

作者單位 大慶油田第七采油廠信息中心 黑龍江省大慶市 163517