冗余系統(tǒng)在油田開發(fā)工藝系統(tǒng)中應(yīng)用的改進(jìn)

劉智睿

【摘 要】在油田開發(fā)的工藝系統(tǒng)的生產(chǎn)實踐中，往往因為某一個部件（閥門）的損壞而導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法使用，雖然現(xiàn)在現(xiàn)場多使用設(shè)備并聯(lián)的方法來降低系統(tǒng)的失誤率，這種方式雖然能提升整體的可靠性，但是其對單個系統(tǒng)功能的可靠性的依賴性很大。本文將探索冗余系統(tǒng)在油田開發(fā)工藝系統(tǒng)中應(yīng)用的改進(jìn)，提高單個系統(tǒng)功能的可靠性，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)整體運(yùn)行的可靠性。

【關(guān)鍵詞】冗余思想；油田開發(fā)；工藝

一、冗余系統(tǒng)

1.冗余系統(tǒng)的定義

為增加系統(tǒng)的可靠性，而采取兩套或兩套以上相同、相對獨(dú)立配置的設(shè)計。

（1）冗余系統(tǒng)的優(yōu)點

1.以現(xiàn)有的系統(tǒng)為依托，不需要任何時間或科研投入，可以立即實現(xiàn)；

2.配置、安裝、使用簡單，無需額外的培訓(xùn)、設(shè)計等；

3.使用冗余系統(tǒng)，理論上來講，系統(tǒng)的故障率可以接近為零。

（2）冗余系統(tǒng)的缺點

1.使用冗余系統(tǒng)就代表該系統(tǒng)臃腫，不簡潔；

2.投入成本巨大，需要購買額外的系統(tǒng)，以及增加該系統(tǒng)后的后期維護(hù)成本等；

3.相互獨(dú)立的配置之間會互相影響（尤其是依靠人的冗余系統(tǒng)），可靠性相對理論計算會大幅度下降。

二、油田開發(fā)工藝系統(tǒng)現(xiàn)狀

在現(xiàn)在的油田開發(fā)工藝系統(tǒng)中，主要是通過并聯(lián)的方式來實現(xiàn)。例如在輸油系統(tǒng)中，并聯(lián)使用兩臺加熱爐、兩個輸油泵，在注水系統(tǒng)中安裝多余的注水泵、并聯(lián)雙排注水閥組，安裝旁通等。這樣的方式確實能夠在一臺設(shè)備、一個系統(tǒng)出問題的時候保證整個生產(chǎn)系統(tǒng)的功能不受影響，但在現(xiàn)場實際使用中，還存在下列問題：

1.在并聯(lián)系統(tǒng)中，導(dǎo)致一個系統(tǒng)發(fā)生問題的因素也會導(dǎo)致另一個系統(tǒng)發(fā)生問題，最后導(dǎo)致整個系統(tǒng)失效。例如在輸油過程中，原油中往往含有泥沙、垢等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會導(dǎo)致輸油泵、輸油管線的堵塞，在一臺泵或管線發(fā)生問題后，另一套設(shè)備使用不久也會發(fā)生同樣的問題。

2.冗余系統(tǒng)設(shè)計覆蓋面不夠，僅用于大站大庫的輸油、注水的核心工藝環(huán)節(jié)，而水處理系統(tǒng)、站外輸油注水管線、單井點、增壓站等均使用單一的系統(tǒng)，一旦有一個出現(xiàn)問題，就會影響其他系統(tǒng)運(yùn)行或一片區(qū)域。

3.冗余系統(tǒng)設(shè)計簡單，對單個系統(tǒng)的可靠性沒有提升，單個系統(tǒng)所依賴的附件一旦出故障、保障系統(tǒng)之間不受影響的配件（如閥門、管線）的失效（損壞、泄漏）將導(dǎo)致整個系統(tǒng)運(yùn)行不暢，必須停止運(yùn)行才能排除故障。

三、改進(jìn)思路

1.提高關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施的可靠性

冗余系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行所依賴的，就是系統(tǒng)中的設(shè)備設(shè)施。如果一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，另一個系統(tǒng)由于閥門的損壞而無法使用，那么整個系統(tǒng)將陷入癱瘓。提高關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施的質(zhì)量，做好維護(hù)保養(yǎng)，確保在關(guān)鍵的時候能夠發(fā)揮作用，能夠提高整個冗余系統(tǒng)可靠性。

2.關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施的冗余設(shè)置

除了提高關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施的可靠性，在一些設(shè)備設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)要求低的地方增加關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施的冗余設(shè)計，也是提高整個系統(tǒng)穩(wěn)定性的有效方法。例如在鍋爐加溫系統(tǒng)的放空管線、泄壓管線等部位，進(jìn)行雙閥門冗余設(shè)計，能夠有效避免因小問題而影響整個系統(tǒng)的運(yùn)行。

3.注意非主體系統(tǒng)的冗余設(shè)計

油田生產(chǎn)從原油開采到集輸處理，是環(huán)環(huán)相扣的，除了主體大站大庫外，還有很多小規(guī)模的生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)輔助系統(tǒng)。這些系統(tǒng)如果因為忽視而產(chǎn)生問題，就很有可能影響整個原油生產(chǎn)，因此對油井、鍋爐加熱，增壓點集輸?shù)认到y(tǒng)進(jìn)行冗余設(shè)計，提高他們的穩(wěn)定性是十分必要的。

4.開發(fā)配套的設(shè)備設(shè)施

冗余系統(tǒng)的理論設(shè)計容易，但是要實際應(yīng)用還有許多困難。因為在冗余系統(tǒng)中，在一個系統(tǒng)發(fā)生問題時，如何保證在不影響另一個系統(tǒng)正常使用時對這個系統(tǒng)進(jìn)行維修，例如一個注水冗余系統(tǒng)，如何在一個閥門出問題時，保證維修閥門的時候不會受到冗余系統(tǒng)管線內(nèi)回水的影響。只有開發(fā)類似的設(shè)備設(shè)施，才能提高冗余系統(tǒng)的實用性與便捷性。

四、結(jié)論

冗余系統(tǒng)是整個系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。只有不斷地完善冗余系統(tǒng)的理論體系，不斷實踐與改進(jìn)冗余系統(tǒng)的應(yīng)用缺陷，才能不斷提高冗余系統(tǒng)在油田開發(fā)工藝系統(tǒng)中的應(yīng)用價值，才能提高油田開發(fā)工藝系統(tǒng)的本質(zhì)安全性。