油田電力系統自動化控制技術應用及趨勢

庫雪坤(大慶油田有限責任公司第七采油廠規劃設計研究所公用工程室，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

油田電力系統自動化控制技術能夠解決油田生產過程中動力能源的自動化傳輸控制，保障整個生產的安全運行，對整個生產過程進行生產信息管理，同時實時監控生產任務。讓生產管理人員能夠實時了解設備運行狀況以及生產進度，降低生產成本，提高生產效率。

1 油田電力系統的基本概括

1.1 電力系統的組成

油田電力系統有其特有的特點，它是在整個油田生產過程中通過自己系統的設計來進行發電、變電、輸電、配電多個環節的整合，通過系統優化來提高運行質量，保證生產高效進行。油田電力系統也將計算機信息技術、控制技術、監控技術、信息管理技術等納入到整個電力系統構建中，能夠一次性的完成從能源轉換到能源配送以及后期的監控調度，實現整個生產過程的無人值守。

1.2 電力自動化控制的要求

電力自動化控制對整個油田電力系統提出幾個要求：它能夠在生產過程中快速的收集，檢測和處理整個系統中被當作系統組成構件的具體參數，能夠快速掌握他們的運行狀態；其次，能夠將這些參數的變化以及整個生產狀況和當初系統構建時所提的要求對應起來，及時反饋給工作人員，為他們的決策及管理提供參考的意見或者能夠更加優化某一塊組成要件的參數變化。最后是積極協調整個系統中每一層次元件，使得整個油電控制系統運行更加高效。

1.3 電力自動化控制技術的優勢

當前油田控制電力系統主要是由電力自動化進行綜合調試完成的。由于該類系統較為繁瑣，通過人力無法對其各個部件進行分布整合處理。因此，電力自動化控制技術有效地解決了這一問題。通過對于電力工程輸送過程中計算機自動化控制，來實現對于油田系統的綜合調控，從而真正達到油田電力自動化，使無人值守的油田工作系統不再是一個簡單的夢想。如今國內大部分油田工作環境仍處于人工半智能自動化控制，通過人工對于綜合大局的判斷，對吸油井及水泵裝置進行壓力控制。一方面可以提高電力自動化控制技術的精準性與及時反饋性，但另一方面卻無法實現無人值守，在一定程度上浪費了勞動力。

2 油田電力系統自動化控制技術的應用

2.1 油田集控站SCADA功能應用

對于油田電力系統來說，自動化控制技術有利于實現油田集控站SCADA功能的綜合應用。對于SCADA功能來說，其包含了RTU數據處理及預處理綜合程序。對于油田采油效率有著至關重要的影響。其中采油機械通過M01電機的負荷運轉，實現對于整個石油區域化的采集工作。在這個過程中，同過電力系統自動化控制技術，可以有效地保障電動機運行過程中不會過載啟動，保障了電動機的輸出效率的同時，也防止了電動機由于啟動電壓過高，從而使符合電阻熔斷，造成電機燒毀的工程事故[1]。有效地提高了油田集控站的機械使用壽命，進一步提高了油田采集過程中的成本把控。

2.2 處理、存儲DTS主要電網數據

通過電力自動化控制技術，可以有效地對油田工作過程中的電網數據進行記錄備份。再出現工程故障時，設計工作人員可以通過查詢相對應日期的工作日志，得到當天DTS電網綜合數據記錄。有利于工程師分析出故障原因，進一步提高油田機械維修水平。同時DTS電網數據的及時記錄，可以有效地保證油田運行過程中的綜合情況以日志的形式保存下來，有利于相關專家對該油田的工作效率及機械裝備負載情況進行調查評估。從而進一步加強油田各個系統之間的協調度，保障了油田采集過程中的信息高速傳遞，使得基礎工業能夠得到信息時代得技術支持。

2.3 RTU主控制站的應用

通過電力自動化控制技術，可以實現RTU主控制站信息傳遞效率大大提高，通過光纖將綜合指令傳遞到各個分支系統，從而加強各個工步的工作效率。在RTU主控制站的調度下，工作人員可以將采集到的相關數據上傳到云端服務器，通過系統進行評估分析，從而得出油田控制系統所出現的主要問題，并對其進行評估改進。這樣可以提高油田采油的穩定性，同時在一定程度上，節省了人力資源分析系統的時間。同時，RTU主控制站通過對各個系統運行數據的采集，將保存數據上傳到上層集控站當中，不再采取傳統的輸送電路運送方式，提高工作效率[2]。

3 油田電力系統自動化控制技術的改進措施

3.1 建立質量安全自動化監測體系

通過油田電力系統自動化控制技術，可以有效地對油田工程質量安全進行24小時無間斷監測。通過自動化系統的智能監控，可以取代人工勞動力相對崗位的值守工作，極大程度上提高了油田作業過程中的安全系數。對于采油施工現場來說，技術作業活動是否標準化是保證施工安全的具體因素。采油現場可以建立施工工程監理崗位，對采油過程中采取的施工技術作業活動進行及時技術性指導，保障其在操作方面保障技術性正確。施工技術作業活動是一個施工能否保障其基礎安全質量的基礎，因此，監理對于采油作業技術活動的監督控制至關重要。例如：施工過程中的質量控制點控制問題，關鍵采油環節或者薄弱施工環節的管理監督，直接影響到整個油田工程的采油效率和質量安全。對于質量影響較為大的、易出現施工問題的點，監理應對其進行加強控制監控，防止對于施工過程中造成大的質量損耗。其中重點需要控制監督的對象包括：施工人員的技術行為、采油現場的原材料選擇、采油機械技術參數等等。同時，對于采油過程中的薄弱環節加強控制，如：采油過程中的新材料選用、施工過程中采用的新工藝新技術等。重點關注采油工程中的安全質量控制，是采油工程監理對于施工質量安全問題合理控制的主要措施。

3.2 提高自動化作業效率

當前電力系統自動化控制技術逐步完善，油田工程逐漸變為機械化作業模式，在油田采集工作上取代了人工勞動力。其中電力系統的可控制性與高效化工作模式，為整個油田系統的工作環境打下了堅實的基礎。其中主要發展方向分為三部分：分布式方向發展、圖形化方向發展、遠處化方向發展。控制系統通過新型計算機管理模式，能夠更加高效的處理油田作業過程中遇到的各種問題。加強工作效率的同時，也提高了油田采油過程中的信息收集能力。通過云端服務器進行儲存，當信息進行評估時，可以通過計算機服務器端口進行輸出。

4 油田電力系統自動化控制技術的發展前景

對于油田電力系統來說，自動化控制技術的發展速度，將決定油田行業內部智能化管理化工作效率的高低。同時，為了提高工程質量，保障油田日常作業過程中的成本利用最大化，應加強電氣工程技術發展，同時提高相關人員專業素質，保證在項目實施過程中能夠最大化的發揮工作效益，提高企業運行速度。

4.1 多樣化功能

如今智能化應用系統在很多領域都有所涉及，對于油田電力系統來說，智能化應用系統可以為整個油田工程提供多元化的解答，特別是面對不同問題時，可以通過智能化技術，對整體油田工程進行數據模擬。如今我國自動化控制技術領域，需要智能AI模擬的方面很多，往往需要對其進行綜合控制，這樣可以保證減少勞動力損耗的前提下，進一步提升油田內部電氣設備的使用頻率，從而提高企業效益，進一步節約公司成本。但智能化應用系統也存在一定的缺陷，例如由于是分布式控制系統，再出現系統故障時，維修過程較為繁雜；同時原配件的生產材料廠家定價不一致，在購買過程中容易出現價格差異。

4.2 最優化設計

對于油田電力系統智能化控制技術來說，通常需要將整個系統進行統籌化設計。由于機器計算的便捷性，當面對繁雜的數據處理時，智能化控制系統可以從龐大的油田電氣數據庫當中尋找符合該課題的最優解。這個過程當中往往是需要相關管理人員進行綜合控制的。對于智能化控制技術來說，往往內部存在一個控制終端，需要相關控制人員對其進行綜合控制，這個過程可以將油田工程整體控制化簡為零，保證設置過程中能夠減少控制步驟，提高企業內部工作效率的同時，同時也可以降低企業內部資金消耗，使每一個油田工程都可以達到最優化設計。

此外，對于整個企業內部自動化控制系統工程設計過程中來說，需要保證每個設計人員都具有自己的設計思想，保證在設計過程中能夠展開頭腦風暴。通過設計人員進行最初化設計之后，往往需要對整個自動化控制系統進行綜合優化，這個過程需要智能化技術進行改進。通常傳統控制系統在進行統籌設計過程中，是由設計人員對其進行綜合設計的，然而在人為設計過程中，往往存在著一定程度上的誤差，導致油田內部電氣工程自動化設備無法做到高精度，這樣會影響到工作效率[3]。當使用智能化控制系統時，可以完美地解決這一問題。由于智能化控制系統能夠將各個工藝進行綜合設計，這樣可以提高油田工程自動化工作效率，保證自動化控制技術與現代智能技術相結合，節約勞動力，保證經濟收益。

5 結語

如今電力需求已經成為各行各業工作中的必需品，對于油田基礎采集工程來說，完善電力系統自動化控制技術，可以有效地提高油田采集工作效率。當前智能化時代已經來臨，越來越多的工程現場采用無人值守制，在油田自動化控制技術發展的過程中，保障電力系統能夠安全穩定運行，并減少電路運輸過程中的能量損耗，是當前油田電力系統自動化控制技術的主要發展方向。