油田自動化系統(tǒng)的優(yōu)化

吳亞波，韓彥楓

（長慶油田第六采油廠，陜西西安 710000）

油田自動化系統(tǒng)的優(yōu)化

吳亞波，韓彥楓

（長慶油田第六采油廠，陜西西安 710000）

油田生產(chǎn)過程中，自動化程度越高，越能節(jié)約人的勞動強(qiáng)度，而且能夠達(dá)到自動控制和管理的水平。依據(jù)數(shù)字化油田的要求，對油田自動化管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化處理，提高油田生產(chǎn)的自控程度，充分發(fā)揮自控系統(tǒng)的功能，促進(jìn)油田高效生產(chǎn)。

油田；自動化系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計

1 井口的優(yōu)化

油田生產(chǎn)實(shí)際中，井口是油田生產(chǎn)的最基本的單元，也是必不可少的基礎(chǔ)組成部分。油井的井口裝置是油井的調(diào)節(jié)控制部分，通過對井口的管理和控制，直接關(guān)系到油井的產(chǎn)量。對于抽油機(jī)井的啟停機(jī)操作，目前的狀態(tài)是人工手動完成。為了實(shí)現(xiàn)自動控制和管理，可以在抽油機(jī)井的井口安裝自動控制的配電器和控制箱，通過數(shù)字化油田管理系統(tǒng)的主控室控制抽油機(jī)井場的生產(chǎn)情況，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的遠(yuǎn)程控制，能夠啟動和停機(jī)。在自動控制和管理措施上，進(jìn)行研究和測試，不斷提高油井井口的自動化管理水平。

2 油田轉(zhuǎn)油站的自動化系統(tǒng)的優(yōu)化

為了實(shí)現(xiàn)油氣水的三相分離，對轉(zhuǎn)油站的三相分離器進(jìn)行自動控制和管理，液位控制在 1/3～2/3，通過液位傳感器，將液位信號傳輸給自控系統(tǒng)，當(dāng)三相分離器的液位超出安全生產(chǎn)范圍后，進(jìn)行報警，并自動通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)液位，達(dá)到正常生產(chǎn)狀態(tài)為止。

將油田轉(zhuǎn)油站的中控室進(jìn)行自動控制，通過計算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)的作用，控制油田轉(zhuǎn)油站的生產(chǎn)過程，對轉(zhuǎn)油站倒混輸?shù)炔僮鳎耆梢酝ㄟ^計算機(jī)的鼠標(biāo)和鍵盤來完成，通過控制自動的閥門開關(guān)，實(shí)現(xiàn)流程的切換，而不需要人工去搬閥門。與人工操作進(jìn)行比較，節(jié)約了大量的時間，避免了錯誤的開關(guān)閥門的操作，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)油站生產(chǎn)過程的自動控制和管理。

3 聯(lián)合站的自動化系統(tǒng)優(yōu)化

聯(lián)合站是實(shí)現(xiàn)油氣水徹底分離的場所，游離水脫除器、電脫水器是最關(guān)鍵的生產(chǎn)設(shè)備。為了優(yōu)化油田聯(lián)合站的自動化控制系統(tǒng)，優(yōu)選自控設(shè)備，如自控調(diào)節(jié)閥、液位控制器、壓力變送器以及溫度變送器等，實(shí)現(xiàn)游離水脫除器的自動放水功能和電脫水器的自動放水功能。

4 注水站自動化系統(tǒng)的優(yōu)化

油田注水站主要的功能是通過高壓注水泵，給合格的水加高壓，經(jīng)過注水干線分配給配水間，再到各個注水井，注入油層中，達(dá)到水驅(qū)油的效果，提高油井的產(chǎn)能。在注水站的自控系統(tǒng)中，優(yōu)化設(shè)計注水泵機(jī)組的工作狀態(tài)，通過控制電動機(jī)的溫度、軸承溫度、設(shè)定高溫停機(jī)連鎖機(jī)構(gòu)，保證注水泵機(jī)組的正常運(yùn)行。

原始的盤狀儀表比較多，優(yōu)化的方案是設(shè)計一個計算機(jī)控制系統(tǒng)，將生產(chǎn)設(shè)備管理和工藝流程結(jié)合起來進(jìn)行控制和管理，通過計算機(jī)控制注水泵的工作狀態(tài)，達(dá)到更高的自控程度，通過電子線路板及數(shù)據(jù)集成模塊將生產(chǎn)過程進(jìn)行自動控制和管理，最終通過計算機(jī)的操作，實(shí)現(xiàn)注水站的自動化管理，達(dá)到數(shù)字化油田的要求。

5 油田生產(chǎn)自控系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計

擴(kuò)充站外系統(tǒng)的 RTU 是容量，升級 RTU 的主板，提高數(shù)據(jù)處理的速度，實(shí)現(xiàn)集散控制系統(tǒng)DCS的控制和管理作用，并應(yīng)用 SCADA 系統(tǒng)實(shí)時采集油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)，在油田轉(zhuǎn)油站、注水站和聯(lián)合站擴(kuò)充DCS系統(tǒng)的容量，提高冗余，能夠管理更多的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自動控制和管理功能。

5.1 對TRU系統(tǒng)進(jìn)行升級和擴(kuò)容

在生產(chǎn)井的井場上設(shè)置自動控制和管理系統(tǒng)，連鎖自動消防管理系統(tǒng)，無論井站之間，發(fā)生火災(zāi)隱患時由消防系統(tǒng)連鎖機(jī)構(gòu)產(chǎn)生動作，避免發(fā)生安全事故。對大型機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，保證油田生產(chǎn)過程中各級各類設(shè)備安全運(yùn)行，達(dá)到額定運(yùn)行工況，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。

實(shí)施油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全部遠(yuǎn)傳和共享，促進(jìn)整個油田動態(tài)資料的分析處理速度，為調(diào)整油田開發(fā)方案提供數(shù)據(jù)支持。將工作情況不穩(wěn)定的老式電臺進(jìn)行更換，將數(shù)傳電臺更換為數(shù)字電臺，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，達(dá)到生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)男Ч?/p>

5.2 全面升級和完善DCS系統(tǒng)

將聯(lián)合站等站場的DCS系統(tǒng)升級為工作站，更新為GUS系統(tǒng)的應(yīng)用，提高分散控制裝置的自動控制能力，增加節(jié)點(diǎn)柜，使存儲信息的節(jié)點(diǎn)增多，存儲更多的節(jié)點(diǎn)信息，提高安全系數(shù)，保證控制柜的正常運(yùn)行。

5.3 完善大型設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)

增設(shè)壓縮機(jī)組的安全檢測系統(tǒng)以及壓縮機(jī)運(yùn)行參數(shù)的采集系統(tǒng)，有效控制壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，達(dá)到自動調(diào)節(jié)閥的自控能力。增設(shè)壓縮機(jī)軸瓦的溫度監(jiān)控系統(tǒng)，保證壓縮機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時進(jìn)行自控調(diào)節(jié)，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

5.4 實(shí)施所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時上傳功能

采用油田生產(chǎn)過程的全程監(jiān)控系統(tǒng)，達(dá)到單井生產(chǎn)自動化、轉(zhuǎn)油站、注水站、聯(lián)合站等系統(tǒng)的自動控制和管理，利用 SCADA 系統(tǒng)完成油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時采集，并遠(yuǎn)傳到控制中心，經(jīng)過中控計算機(jī)的處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享，通過中控系統(tǒng)獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歷史資料，并自動形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表，實(shí)時管理油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫資料，并建立數(shù)據(jù)檔案，以電子文檔的形式進(jìn)行存儲，滿足油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)的共享，為科研人員提供實(shí)時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料，達(dá)到油田生產(chǎn)的自動化、智能化。

6 結(jié)論

通過對油田自動化系統(tǒng)優(yōu)化的研究，有效地解決油田生產(chǎn)過程的自動控制和管理問題，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，促進(jìn)油田生產(chǎn)自動化程度的提高，滿足數(shù)字化油田的要求，保證油田生產(chǎn)的高效率，低成本，為油田生產(chǎn)創(chuàng)造最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 高翔，白亮，徐鑫 .油田自動化管理系統(tǒng)優(yōu)化 [J].工業(yè)，2016，（5）.

Optimization of Oilfield Automation System

Wu Ya-bo，Han Yan-feng

In the process of oilfield production，the higher the degree of automation，the more able to save people’s labor intensity，and can achieve the level of automatic control and management，according to the requirements of the digital oil fi eld，the oil fi eld automation management system to optimize the oil fi eld production Self-control degree，give full play to the function of automatic control system to promote eff i cient production of oil fi elds.

oil fi eld ；automation system ；optimal design

TM734

：A

：1003–6490（2017）07–0060–01

2017–05–22

吳亞波（1989—），男，陜西延安人，助理工程師，主要從事作業(yè)區(qū)數(shù)字化管理工作。