自動化儀表在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化油田中的應(yīng)用

常文偉，周成龍

（山東勝利通海集團(tuán)東營天藍(lán)節(jié)能科技有限公司，山東 東營 257200）

0 引 言

現(xiàn)階段，油田領(lǐng)域開始積極運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)來提高原本的生產(chǎn)效率。自動化儀表的引入能夠?qū)鹘y(tǒng)復(fù)雜的油田開采工作變得簡化，且油田開采工作能夠因此擁有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，不僅降低了油田工作中潛在的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，而且保證了油田工作的順利開展。隨著新時(shí)代的發(fā)展，油田開采工作在運(yùn)用先進(jìn)數(shù)字化技術(shù)的同時(shí)也要革新工作理念，時(shí)刻觀察市場動向，提升原有的技術(shù)水平，采用更先進(jìn)的自動化儀表，滿足現(xiàn)代人的實(shí)際需求。

1 自動化儀表現(xiàn)階段的使用情況

油田產(chǎn)業(yè)在運(yùn)行過程中會應(yīng)用自動化儀表設(shè)備，最根本原因是能夠真正實(shí)現(xiàn)采油工作的全面自動化，根本上減少人員的使用量，減少不必要的成本投入，提升采油效率，擁有更高的人員管理及設(shè)備管理效率，真正實(shí)現(xiàn)對各個(gè)方面較為精細(xì)的管理。不僅如此，工作過程中所有的數(shù)據(jù)都能夠被自動記錄和分類，工作人員能夠坐在辦公室便了解到油田現(xiàn)場的各類情況。

自動化的儀表系統(tǒng)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，還能夠根據(jù)系統(tǒng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)發(fā)送相應(yīng)的信號。此外，系統(tǒng)一旦察覺到工作過程中出現(xiàn)了某些異狀，便能夠立即做出相應(yīng)的保護(hù)措施，以免造成更嚴(yán)重的后果，并能夠自動根據(jù)系統(tǒng)中設(shè)定好的既定數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)工作。這些工作的順利完成主要通過DCS 系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際操控，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的共通，從而對油田工作場地進(jìn)行信息化操控。工作順序如下：第一，自動化儀表系統(tǒng)能夠精確測量和記錄油田工作場地中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，應(yīng)用信息化技術(shù)將其中的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為能夠讀取的信息；第二，工作人員通過分析返回信息能夠明確了解管道有無泄漏情況，如果發(fā)現(xiàn)故障還能夠判斷具體的發(fā)生點(diǎn)，保證工作人員的人身安全。目前，我國使用的自動化儀表系統(tǒng)都是通過DCS 系統(tǒng)進(jìn)行操控的，其運(yùn)行速度比較迅速，科技手段也極為成熟[1]。

2 DCS 系統(tǒng)應(yīng)用的主要途徑

DCS系統(tǒng)主要分為能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的控制部分、能夠運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信部分以及能夠?qū)ΜF(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的監(jiān)控部分。在使用控制部分時(shí)，它的主要工作由智能化儀表完成。采油工作在實(shí)際運(yùn)行中會產(chǎn)生各方面參數(shù)，如系統(tǒng)內(nèi)溫度的數(shù)據(jù)和管道流量對應(yīng)的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能夠通過控制部分進(jìn)行收集和分類，將完整的數(shù)據(jù)信息傳送到監(jiān)控系統(tǒng)。隨后，監(jiān)控系統(tǒng)繼續(xù)將其轉(zhuǎn)送至相應(yīng)的服務(wù)器。工作人員能夠通過這種工作流程反復(fù)查看相關(guān)數(shù)據(jù)，有效削減工作人員的工作量，助力企業(yè)盡早實(shí)現(xiàn)利益的最大化。

輸油管道在鋪設(shè)過程中會受到多種環(huán)境因素的影響而出現(xiàn)各種類型的故障。不僅如此，某些管道在鋪設(shè)時(shí)需要大幅度跨越空間區(qū)域。輸油管道在工作過程中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)在傳送時(shí)也會消耗更長的時(shí)間，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會因此發(fā)生變動。石油采集工作中會產(chǎn)生很多采集點(diǎn)，工作人員需要嚴(yán)格把控諸多采集點(diǎn)。每經(jīng)過一段時(shí)間，工作人員便需要更新和整理輸油管道在工作中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并將其全部傳輸?shù)街笓]中心。

在偏遠(yuǎn)地區(qū)中，自動化儀表系統(tǒng)的應(yīng)用模式依然存在一定的弊端，需要工作人員進(jìn)行更加全面的完善，才能夠切實(shí)保證傳輸數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的真實(shí)性，順利開展油田采集工作。人工操控的儀表在進(jìn)行操控時(shí)候會存在運(yùn)行不穩(wěn)定的情況，極易受到環(huán)境中諸多不安定因素的影響。因此，需要技術(shù)人員革新工作理念，積極運(yùn)用先進(jìn)的DCS 儀表控制系統(tǒng)，幫助偏遠(yuǎn)地區(qū)的油田產(chǎn)業(yè)順利運(yùn)營[2]。

3 DCS 控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用

3.1 中央控制室

DCS 系統(tǒng)在運(yùn)作過程中需要通過信號的傳送將中央控制室與子站之間建立起聯(lián)系。在中央控制室中，DCS 系統(tǒng)能夠建立相應(yīng)的子站并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，梳理工作流程，還能夠通過儀表的記錄將數(shù)據(jù)繪制成相應(yīng)的圖譜，同時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)健康情況的自我診斷。DCS 系統(tǒng)主要運(yùn)用了Windows 系統(tǒng)。中央控制室中的技術(shù)人員可以及時(shí)更新和完善DCS 系統(tǒng)，將最新的軟件系統(tǒng)填裝進(jìn)DCS 系統(tǒng)。當(dāng)技術(shù)人員得到相應(yīng)的授權(quán)后，還能夠根據(jù)油田的具體情況自行更新系統(tǒng)，從而保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.2 DCS 系統(tǒng)的具體功能

DCS 系統(tǒng)主要包含4 種功能：（1）系統(tǒng)能夠切實(shí)實(shí)現(xiàn)對油田的動態(tài)化監(jiān)控；（2）系統(tǒng)能夠全方位分析和整理收集到的數(shù)據(jù)，并根據(jù)具體的結(jié)論繪制相應(yīng)的折線統(tǒng)計(jì)圖；（3）系統(tǒng)能夠自動設(shè)定其中各種報(bào)表的生成時(shí)間；（4）系統(tǒng)能夠及時(shí)察覺油田工作過程中有哪些數(shù)據(jù)超過了既定參數(shù)并進(jìn)行警報(bào)處理，同時(shí)形成相應(yīng)的報(bào)告書，方便工作人員對其進(jìn)行閱覽及打印。

第一個(gè)功能可以切實(shí)保證DCS 系統(tǒng)可以將繁雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類及統(tǒng)計(jì)，還可以對油田工作的具體情況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控和評價(jià)。這樣一旦工作場地出現(xiàn)故障，工作人員便能夠及時(shí)察覺到事故發(fā)生的具體位置，并根據(jù)具體情況制定一些切實(shí)可行的維修措施，保障油田采集工作順利進(jìn)行。

第二個(gè)功能可以保證DCS 系統(tǒng)在運(yùn)作過程中精簡化處理所有的數(shù)據(jù)，僅詳盡展示最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，工作人員能夠及時(shí)察覺油田工作中各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)際的運(yùn)行狀況。不僅如此，此種系統(tǒng)還能夠分析和整理數(shù)據(jù)，使得工作人員在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)能夠擁有較強(qiáng)的精確度[3]。

第三個(gè)功能可以將工作過程中產(chǎn)生的各類報(bào)表進(jìn)行精確處理。工作人員可以隨時(shí)閱覽、導(dǎo)出需要的報(bào)表到自己的電腦設(shè)備。在傳統(tǒng)的自動化工作中，這種新型報(bào)表導(dǎo)出功能難以實(shí)現(xiàn)，工作人員只能運(yùn)用手動打印機(jī)打印報(bào)表，無形中增加了工作人員的工作負(fù)擔(dān)，造成了有效時(shí)間的浪費(fèi)，也增加了油田工作不必要的成本投入。

第四個(gè)功能可以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，且當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)，系統(tǒng)中的警報(bào)功能會自動連接，工作人員能夠在此基礎(chǔ)上進(jìn)行節(jié)點(diǎn)故障的判斷。相對于以往的警報(bào)系統(tǒng)，這種警報(bào)系統(tǒng)擁有更加完善的功能且具有較強(qiáng)的時(shí)效性，保證了油田工作環(huán)節(jié)中各項(xiàng)程序安全穩(wěn)定的運(yùn)作。

4 自動化儀表誤差調(diào)整及其選擇原則

儀表誤差的表現(xiàn)形式主要分為3 種，分別是絕對誤差、相對誤差以及傳導(dǎo)誤差。油田工作的地點(diǎn)周邊環(huán)境較為復(fù)雜，儀表設(shè)備也會因此受到一定影響，需要工作人員對其進(jìn)行精細(xì)的管理，并及時(shí)進(jìn)行校對工作，保證儀表能夠高效工作。因此，在進(jìn)行儀表校對及選擇時(shí)要遵循一定的原則，即選擇儀表要依靠經(jīng)濟(jì)性原則，校對要實(shí)施可靠性原則。

工作人員在選擇儀表時(shí)要根據(jù)油田工作環(huán)境的具體選擇購入。工作人員在購入儀表前需要詳盡了解儀表的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、主要規(guī)格及功能。工作人員要秉持經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的原則挑選儀表。同時(shí)，工作人員在選擇儀表投放點(diǎn)時(shí)要多加考量，避免出現(xiàn)儀表投放位置不合理的情況造成不必要的成本投入，進(jìn)而導(dǎo)致油田產(chǎn)業(yè)的發(fā)展變得較為落后。同時(shí)，各種形式的自動化系統(tǒng)在新時(shí)代正不斷更新、發(fā)展，但是其后期的維修流程比較繁瑣，維修資金投入量巨大。在這種情態(tài)下，工作人員需要提升自身的維護(hù)技術(shù)，定期檢測各投放點(diǎn)的儀表情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的潛在問題，避免造成更多的成本投入。

儀表在運(yùn)作過程中難免會出現(xiàn)失準(zhǔn)情況。工作人員在進(jìn)行儀器調(diào)控時(shí)需要依照可靠性原則?，F(xiàn)代化的儀表設(shè)備雖然在功能種類和性能表現(xiàn)上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)儀表，但是由于其運(yùn)行方式的復(fù)雜性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的繁瑣性，很容易產(chǎn)生失準(zhǔn)現(xiàn)象，需要工作人員及時(shí)對其進(jìn)行校對工作。

5 結(jié) 論

綜上所述，自動化儀表的應(yīng)用能夠在原有基礎(chǔ)上提升油田開采工作的穩(wěn)定性，還能夠有效提升工作的效率。自動化儀表已經(jīng)成為油田領(lǐng)域工作中至關(guān)重要的設(shè)備，對于應(yīng)用過程中依舊存在的技術(shù)問題需要工作人員運(yùn)用智慧及時(shí)進(jìn)行完善和創(chuàng)新，發(fā)揮更大的功用，切實(shí)推動油田產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。