電氣自動(dòng)化在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用與發(fā)展

趙淵 王彥君 劉賢玉

摘 ?要：電氣自動(dòng)化技術(shù)給各行各業(yè)的生產(chǎn)帶來極大便利，提高了經(jīng)濟(jì)效益，也成為未來油田生產(chǎn)的一個(gè)重要發(fā)展方向?；诖耍疚膹默F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、分布式控制、變配電系統(tǒng)等方面入手，對(duì)電氣自動(dòng)化在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，并對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提出了建議與展望。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;油田生產(chǎn);現(xiàn)場(chǎng)總線

前言：

自動(dòng)化和智能化是近幾年在工業(yè)領(lǐng)域中不斷被提及的兩個(gè)概念，許多企業(yè)也在積極探索生產(chǎn)方式向這兩個(gè)方面的升級(jí)轉(zhuǎn)型。在油田生產(chǎn)行業(yè)中，電氣自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)十分必要，它可以促成油田生產(chǎn)的遠(yuǎn)程控制、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證油田生產(chǎn)的順利進(jìn)行，對(duì)提高企業(yè)效益大有裨益。

1電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于油田生產(chǎn)的必要性

當(dāng)今世界的生產(chǎn)生活方式不同于以往，智能化、自動(dòng)化登上歷史舞臺(tái)，成為二十一世紀(jì)新興的、主導(dǎo)的生產(chǎn)方式。油田生產(chǎn)作為我國經(jīng)濟(jì)的命脈，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式存在著生產(chǎn)效率較低、生產(chǎn)運(yùn)輸成本較高、人員管理復(fù)雜等問題。總之，傳統(tǒng)的石油生產(chǎn)方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求[1]。

此時(shí)，引進(jìn)和推廣電氣自動(dòng)化技術(shù)就顯得尤為重要。電氣自動(dòng)化實(shí)際上是“電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)”的簡(jiǎn)稱，它是一種綜合性的技術(shù)，涉及到電氣專業(yè)知識(shí)、自動(dòng)化設(shè)備與控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)等。將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于油田生產(chǎn)益處良多，比如大大減少石油工作人員勞動(dòng)量、減少不必要的能源消耗、提高石油企業(yè)生產(chǎn)管理效率、為石油開采持續(xù)發(fā)展提供保障等。

2電氣自動(dòng)化技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1電氣自動(dòng)化與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

石油生產(chǎn)中現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)就是將現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)控制器和現(xiàn)場(chǎng)智能的儀表設(shè)備相連接的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線可以很好地將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和儀器進(jìn)行整合，它的應(yīng)用是電子自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)具體體現(xiàn)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)借助現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備自動(dòng)控制和多點(diǎn)通信，遠(yuǎn)距離監(jiān)控各類設(shè)備，對(duì)可能出現(xiàn)的故障情況進(jìn)行診斷，采用數(shù)字化傳輸?shù)姆绞?，使得信息傳輸效率、信息精?zhǔn)程度顯著提升。比如在設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)總線會(huì)對(duì)不正常狀況提出預(yù)警，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)自動(dòng)控制停機(jī)。這樣一方面提高了生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，另一方面也取代過去落后單一的傳統(tǒng)設(shè)備，很大程度上減少工作量和不必要的設(shè)備投入。

2.2電氣自動(dòng)化與分布式控制

對(duì)油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)按照功能不同或工藝區(qū)別進(jìn)行分區(qū)管理被稱為分布式控制，一般將油田現(xiàn)場(chǎng)劃分為開采系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等。電氣自動(dòng)化技術(shù)引進(jìn)以后，可以先對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)配備管理監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)子系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行單獨(dú)的采集、分類和處理，然后再將子系統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備聯(lián)合起來，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理、全面檢測(cè)。這樣一來，各個(gè)子系統(tǒng)既相對(duì)獨(dú)立，又是一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的整體，使得整個(gè)生產(chǎn)流程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，條理清晰，有跡可尋。

此外，電氣自動(dòng)化技術(shù)又可以幫助分布式控制中的每一個(gè)子系統(tǒng)本身實(shí)現(xiàn)效率的提高。比如在生產(chǎn)操作系統(tǒng)中，傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下缺乏流程化的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，工作人員生產(chǎn)出來的石油產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，生產(chǎn)效率較為低下，企業(yè)統(tǒng)一管理標(biāo)準(zhǔn)也無從談起。電氣自動(dòng)化技術(shù)可以將整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)行詳細(xì)的流程化設(shè)計(jì)，對(duì)工作進(jìn)行細(xì)化分類，每一個(gè)工作崗位上的人員都有自己明確的、專門性的工作。一方面，增加了每個(gè)工作崗位的專業(yè)性，工作人員只需要在固定場(chǎng)所進(jìn)行固定的技術(shù)操作，降低了人員管理的復(fù)雜性，另一方面，也使得石油生產(chǎn)效率有所提高，減少了人力成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。再比如，近些年，在石油生產(chǎn)的運(yùn)輸子系統(tǒng)中為減少石油貯存成本，許多石油企業(yè)都在積極探索“去倉儲(chǔ)化”，即將生產(chǎn)出的石油及時(shí)地運(yùn)輸給買方，省去儲(chǔ)存的環(huán)節(jié)。這樣做不僅可以保證石油產(chǎn)品的質(zhì)量，還可以加快資金流轉(zhuǎn)，節(jié)省開銷。電氣自動(dòng)化技術(shù)的使用正好可以滿足石油企業(yè)在這方面的需求，提高石油產(chǎn)品的運(yùn)輸效率[2]。

2.3電氣自動(dòng)化與變配電系統(tǒng)

在油田生產(chǎn)過程中，電力是必不可少的能源供給，變配電系統(tǒng)就顯得尤為重要。電氣自動(dòng)化技術(shù)的普及，可以使變配電系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)有效結(jié)合，一旦生產(chǎn)過程中出現(xiàn)電力方面的安全隱患，配電自動(dòng)化技術(shù)就可以及時(shí)隔斷故障區(qū)域，避免部分故障影響到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)。具體來講，首先由自動(dòng)化設(shè)備通過故障檢測(cè)器、分段器和重合器的配合，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并找出故障的具體位置進(jìn)行隔斷;之后電氣自動(dòng)化技術(shù)就可以利用遠(yuǎn)程通信將故障情況向工作人員進(jìn)行詳細(xì)報(bào)告，工作人員根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，嚴(yán)重故障的及時(shí)安排維修人員搶修。由以上幾個(gè)步驟，工作人員就可以簡(jiǎn)單便捷地通過電腦對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的、智能化的監(jiān)控和管理。保證配電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性不僅可以為油田生產(chǎn)提供持續(xù)的動(dòng)力，而且也是油田安全生產(chǎn)，避免安全事故的重要手段。

3電氣自動(dòng)化技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用發(fā)展

3.1油田生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

在提高石油開采量，促進(jìn)石油生產(chǎn)效率提高的同時(shí)，安全問題也不容忽視，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的良好運(yùn)行對(duì)生產(chǎn)的安全性至關(guān)重要。電氣自動(dòng)化技術(shù)在未來可以實(shí)現(xiàn)對(duì)油田生產(chǎn)的全面監(jiān)控。第一，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)油井運(yùn)行狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式下，對(duì)油井井口溫度、電流電壓、井口啟動(dòng)功能等的測(cè)量只能通過人工的方式完成，而一般的石油開采都需要較大的電壓、較高的溫度，人工測(cè)量很容易遇到危險(xiǎn)，造成安全事故。而引入電氣自動(dòng)化技術(shù)之后，就可以實(shí)時(shí)、便捷、高效地對(duì)井口進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)遇到參數(shù)不正常時(shí)，也可以通過電氣自動(dòng)化技術(shù)及時(shí)進(jìn)行暫停;第二，對(duì)自噴井的監(jiān)控，通過電氣自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)油嘴的閥位以及開度進(jìn)行一個(gè)合理調(diào)控，從而達(dá)到對(duì)石油產(chǎn)量的把控;第三，對(duì)控油機(jī)的監(jiān)控，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以全方位地對(duì)控油機(jī)油溫、壓力和控油桿進(jìn)行檢測(cè)和操控。此外，在油田進(jìn)行大量開采之后，伴隨著油田能量的不斷減少，產(chǎn)出石油質(zhì)量也會(huì)降低。后期地下出現(xiàn)虧空甚至?xí)沟檬蜔o法繼續(xù)開采，為解決這種困境，石油企業(yè)一般會(huì)大量向地下注水增加壓力，完成開采。在注水過程中要對(duì)流量計(jì)的注水壓力、注水流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，電氣自動(dòng)化技術(shù)的使用就可以及時(shí)有效地完成這種遠(yuǎn)程監(jiān)控，保證注水流程的順利進(jìn)行。對(duì)石油生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，一方面降低人工操作的危險(xiǎn)性，另一方面也會(huì)大大提高工作效率，是未來電氣自動(dòng)化技術(shù)的一大應(yīng)用前景[3]。

3.2通用結(jié)構(gòu)促進(jìn)市場(chǎng)化

電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于油田生產(chǎn)以來，在提高生產(chǎn)率，增加經(jīng)濟(jì)效益方面收獲頗豐，而實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)構(gòu)通用化則是關(guān)系到今后能否普及使用的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在通用設(shè)計(jì)之下，能夠更好地保證企業(yè)管理系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)等各個(gè)子系統(tǒng)之間信息的傳遞。通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在接收生產(chǎn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，也能對(duì)石油行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展與需求做具體分析，對(duì)二者進(jìn)行更好的匹配，從而促進(jìn)石油企業(yè)整體的升級(jí)與調(diào)整，進(jìn)而提高生產(chǎn)效益。在這一過程中要注意的是，電氣自動(dòng)化技術(shù)的順利應(yīng)用離不開專業(yè)人才隊(duì)伍的建設(shè)，石油化工企業(yè)若想充分利用這一技術(shù)，相關(guān)技術(shù)人員必須掌握豐富的專業(yè)知識(shí)如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、儀器儀表檢測(cè)、控制理論等，而反過來，高素質(zhì)人才隊(duì)伍的建設(shè)也將極大程度上提高企業(yè)自主創(chuàng)新能力。因此，加強(qiáng)通用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、大力引進(jìn)相關(guān)人才是未來電氣自動(dòng)化技術(shù)在油田生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展的重要方向。

結(jié)論：

綜上所述，氣自動(dòng)化技術(shù)在減少人力、提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值等方面起到了重要作用。石油企業(yè)應(yīng)將電氣自動(dòng)化作為未來油田生產(chǎn)的戰(zhàn)略方向與技術(shù)手段，適當(dāng)投入科研費(fèi)用，組建專業(yè)人才隊(duì)伍，提高電氣自動(dòng)化技術(shù)水平，加強(qiáng)電氣自動(dòng)化通用設(shè)計(jì)，以促進(jìn)油田生產(chǎn)效益的整體提升。

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