劉超 劉治坤 栗生亞

【摘 要】長慶油田采油作業(yè)區(qū)域分布廣泛，生產(chǎn)單元相對分散，按照原有人工巡井、井站駐守的工作方式，存在用工量控制難度大等諸多弊端。為了適應長慶油田持續(xù)、有效、協(xié)調(diào)的低成本發(fā)展，長慶油田全面建設并應用油田數(shù)字化管理系統(tǒng)，為員工“減少工作量、減少安全風險、改善工作環(huán)境、實現(xiàn)正常倒休”， 滿足了企業(yè)現(xiàn)代化管理的高要求，開創(chuàng)了油田生產(chǎn)模式的新局面。

【關(guān)鍵詞】長慶油田；數(shù)字化管理系統(tǒng)

1.油田建設數(shù)字化管理系統(tǒng)的必要性

一是數(shù)字化管理系統(tǒng)順應了油田企業(yè)現(xiàn)代化管理的發(fā)展方向。信息化已成為現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展趨勢，集團公司也明確提出了加快信息化建設步伐，為油田建設現(xiàn)代化大油氣田指明了方向。

二是實施低成本發(fā)展戰(zhàn)略的客觀需求。原有生產(chǎn)管理組織模式，極大地浪費了人力、物力、財力，如：人工抄錄數(shù)據(jù)，每一級機構(gòu)都要建立相應的報表和臺帳；人工巡井巡線，需要大量的人員及車輛配合等。傳統(tǒng)的人工抄錄數(shù)據(jù)、定點駐井看護、定期巡井巡線的生產(chǎn)模式已經(jīng)不能適應當前油田發(fā)展的需求，必須通過生產(chǎn)模式創(chuàng)新和組織構(gòu)架革新提升企業(yè)發(fā)展的內(nèi)動力。

三是降低安全生產(chǎn)風險實現(xiàn)安全環(huán)保的有力保障。應用數(shù)字化管理系統(tǒng)實現(xiàn)井站的生產(chǎn)過程實時監(jiān)測、預警報警、遠程操控等功能，使員工不深入現(xiàn)場就能遠程完成作業(yè)，從而保證現(xiàn)場生產(chǎn)安全平穩(wěn)運行，油田開發(fā)與資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

總之，數(shù)字化管理系統(tǒng)的建設，使油田管理模式發(fā)生了重大變革，以電子巡井報警、油井遠程啟停、水井遠程調(diào)配、站點數(shù)據(jù)采集等數(shù)字化管理核心技術(shù)的研發(fā)應用，降低了一線員工勞動強度，降低了生產(chǎn)作業(yè)安全隱患，為進一步優(yōu)化簡化生產(chǎn)組織機構(gòu)提供了技術(shù)支撐，為實現(xiàn)企業(yè)效益和員工利益的雙贏提供了保障，油田建設數(shù)字化管理系統(tǒng)是十分必要的。

2.油田數(shù)字化管理系統(tǒng)組成及功能

系統(tǒng)組成包括井場系統(tǒng)和站內(nèi)系統(tǒng)2個部分，通過無線網(wǎng)橋或者光纖網(wǎng)絡進行通訊傳輸。井場系統(tǒng)分為井口、閥組間、視頻監(jiān)控和井場主桿4個部分；站內(nèi)系統(tǒng)分為儀表、PLC、站控系統(tǒng)3個部分。

2.1井口部分

井口部分安裝有井口采集器、載荷傳感器、角位移傳感器、電參采集器、壓力變送器、電機運行監(jiān)控模塊等數(shù)字化設備，用于實現(xiàn)油井功圖采集、電機三相電壓采集、電機三相電流采集、油井運行狀態(tài)采集、抽油機遠程啟?？刂?、井場匯管壓力采集、電機故障自動報警（缺相、過載、空轉(zhuǎn)）等功能。以上所有數(shù)據(jù)都是井口采集器通過2.4G無線通訊協(xié)議與井場主RTU進行通訊。

2.1.1閥組間部分

閥組間部分安裝有閥組間RTU、壓力變送器、流量計、穩(wěn)流配水儀等數(shù)字化設備，用于實現(xiàn)井場閥組間匯管壓力采集、瞬時流量采集、累計流量采集及注水井遠程調(diào)配等功能。通過RS485采集高壓注水流量計的注水流量數(shù)據(jù)，同時還能與壓力變送器進行通訊。以上所有數(shù)據(jù)都是閥組間RTU通過2.4G無線通訊協(xié)議與井場主RTU進行通訊。

2.1.2視頻監(jiān)控部分

視頻監(jiān)控部分安裝有視頻服務器和室外一體化攝像機，通過攝像機采集并傳送視頻數(shù)據(jù)到視頻服務器，再由交換機經(jīng)無線網(wǎng)橋或光纖將實時視頻數(shù)據(jù)顯示到站內(nèi)視頻監(jiān)控平臺。根據(jù)每個井場的井口數(shù)量不同，安裝1至2套視頻監(jiān)控設備（8口井以內(nèi)含8口井使用1套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，9-15口井使用2套視頻監(jiān)控系統(tǒng)），以實現(xiàn)對整個井場的實時視頻監(jiān)控。

視頻監(jiān)控設備支持云臺轉(zhuǎn)動、鏡頭預置位功能，可以實現(xiàn)對多個固定位置實時拍攝和截圖取證。視頻監(jiān)控設備還具備智能物體行為分析功能，可以實現(xiàn)對井場非法闖入等事件進行廣播警告和入侵報警，同時警報提醒站內(nèi)操作人員，操作人員可手動控制攝像機進行追蹤截圖取證。

2.1.3井場主桿部分

井場主桿安裝有井場主RTU、功放、喇叭、交換機、無線網(wǎng)橋或者光纖收發(fā)器等數(shù)字化設備，通過2.4G無線通訊協(xié)議與所屬各井口RTU、閥組間RTU進行無線通訊，以實現(xiàn)整個井場的數(shù)據(jù)采集和控制，并通過無線網(wǎng)橋或光纖網(wǎng)絡將所有數(shù)據(jù)上傳到站內(nèi)站控系統(tǒng)。

2.2儀表部分

儀表部分安裝有壓力變送器、溫度變送器、流量計、液位計、可燃氣體報警儀等數(shù)字化設備，用于實現(xiàn)站內(nèi)生產(chǎn)設備的壓力、溫度、流量、液位及可燃氣體濃度等數(shù)據(jù)的采集功能，以上數(shù)據(jù)通過模擬量信號或者485型號與站內(nèi)PLC進行通訊。

2.2.1 PLC部分

PLC設備用于管理站點的數(shù)據(jù)采集和控制，PLC設備出廠帶有初始化程序，初始PLC程序?qū)⑿枰瓿傻目刂迫蝿崭鶕?jù)站點管理單元劃分為多個的子模塊，然后對每個模塊進行功能編程，各子模塊程序之間相互獨立，具有清晰的結(jié)果，在不同站點使用時可根據(jù)工藝流程調(diào)整相應模塊。主要包括以太網(wǎng)通訊子程序、模擬量子程序、485通訊子程序、電加熱子程序、PID控制子程序、高數(shù)計數(shù)器子程序等。要求當采集數(shù)據(jù)點變化不會影響程序運行。

2.2.2站控系統(tǒng)部分

根據(jù)現(xiàn)場工藝的實際情況和油田行業(yè)的自動化標準，站點采用SCADA軟件作為站控監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對站內(nèi)及其所轄井場的數(shù)據(jù)實時采集和控制，包括站內(nèi)的流程監(jiān)控、生產(chǎn)曲線、運行報表和單元報警等功能。

流程監(jiān)控主要實現(xiàn)了以下功能：（1）收球筒進、出口壓力和溫度的監(jiān)測及超限報警；（2）站內(nèi)容器（如緩沖罐、應急罐、事故罐等）液位的監(jiān)測及高低限液位報警；（3）外輸管線壓力、溫度、瞬時流量、累計流量的監(jiān)測及超限報警；（4）輸油泵進、出口壓力的監(jiān)測及超限報警；（5）輸油泵運行狀態(tài)、運行頻率及三相電參及功率等參數(shù)的監(jiān)測（6）可燃氣體濃度的監(jiān)測及超限報警。

生產(chǎn)曲線實現(xiàn)了對壓力、溫度和液位的實時數(shù)據(jù)查詢和歷史數(shù)據(jù)查詢，使工作人員能夠更加科學合理地掌握生產(chǎn)運行并進行分析。

運行報表實現(xiàn)了對各監(jiān)測點數(shù)據(jù)的定時記錄、歷史查詢、生成報表、報表導出和報表打印等功能。運行報表能夠真實準備的記錄各項數(shù)據(jù)，大大提供了日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理的工作效率，也杜絕了人為原因?qū)е碌恼`差。

單元報警分為實時報警和歷史報警兩個部分。實時報警能夠及時的顯示當前報警提示及相關(guān)報警信息；歷史報警可對所有報警信息進行存儲并查詢，同時也支持報警數(shù)據(jù)的打印功能，能夠大大降低安全風險，做到真正意義上的安全生產(chǎn)。

3.結(jié)語

油田推行應用數(shù)字化管理系統(tǒng)，充分利用了油藏管理、數(shù)據(jù)采集、自動控制、信息通訊、計算機網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)交互共享等相關(guān)技術(shù)，結(jié)合油田地理環(huán)境和地質(zhì)特點，集成、整合現(xiàn)有技術(shù)資源，創(chuàng)新管理、技術(shù)理念，提升了生產(chǎn)管理的過程監(jiān)控水平，建立了油田“井站一體、電子巡護、遠程監(jiān)控、精確制導、智能管理”的數(shù)字化管理系統(tǒng)，最終實現(xiàn)“同一平臺、信息共享、多級監(jiān)視、智能控制”的目標。

油田數(shù)字化管理系統(tǒng)，在降低企業(yè)成本、細化企業(yè)管理、提高企業(yè)競爭力等方面具有顯著的效果，它是解放思想、創(chuàng)新實踐的結(jié)果，更是集體智慧的結(jié)晶。因此，油田數(shù)字化管理系統(tǒng)必將在全國，甚至世界的各個大油田中迅速推廣應用開來。