自動化儀表在實現(xiàn)數(shù)字化油田中的應(yīng)用研究

孫立怡

（大慶油田第一采油廠儀表安裝維修大隊，黑龍江 大慶 163453）

目前，石油行業(yè)正開始積極使用數(shù)字技術(shù)來改善設(shè)備性能并提高生產(chǎn)效率，自動化儀表的引入簡化了傳統(tǒng)的復(fù)雜采油方式，并且這種數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用不僅降低了潛在風(fēng)險指標(biāo)，還能夠確保生產(chǎn)過程中的安全，并有利于提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性。隨著新時代的發(fā)展，對油田的開發(fā)必須與先進的數(shù)字技術(shù)相結(jié)合，徹底改變過去“靠人”工作的觀念，密切關(guān)注市場發(fā)展?fàn)顩r，持續(xù)改善油田開發(fā)技術(shù)，采用更先進的自動化儀表，以滿足油田開發(fā)現(xiàn)代化的實際需求。

1 自動化儀表現(xiàn)階段的使用情況

自動化儀表在石油工業(yè)中的應(yīng)用是廣泛的，因為它的應(yīng)用，使得工作由人的生產(chǎn)推進到自動化生產(chǎn)階段，大大減少了人員的數(shù)量，減少了費用支出，同時還提高了生產(chǎn)效率，極大地優(yōu)化了油田作業(yè)人員和設(shè)備等資源的配置。此外，與工作過程相關(guān)的所有數(shù)據(jù)都可以自動記錄和分類，員工可以在控制室內(nèi)容查看所有圖像和數(shù)據(jù)，通過自動化儀表系統(tǒng)可以進行不同系統(tǒng)間數(shù)據(jù)信號的傳送。此外，如果系統(tǒng)檢測到工作流程中存在異常，其可以立即采用相應(yīng)的保護措施，以防止事故的發(fā)生，并可以依據(jù)系統(tǒng)中的原有配置自動進行工作調(diào)節(jié)。其實，這都是依靠DCS系統(tǒng)執(zhí)行的實際操作而實現(xiàn)的，該操作可以整合網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)信息，并因此可以對現(xiàn)場站點進行計算機自動控制操作。員工可以通過分析反饋的信息清楚地知道輸油管道中是否有泄漏，如果有故障，則可以確定出確切的發(fā)生點，從而保證人員的人身安全。目前，應(yīng)用于油田開發(fā)中的自動化儀表系統(tǒng)均由DCS系統(tǒng)控制，其運行速度相對較快，技術(shù)手段也較為成熟，具有安全保障。

2 DCS系統(tǒng)應(yīng)用的主要途徑

DCS系統(tǒng)細(xì)分為允許數(shù)據(jù)采集的控制部分，允許使用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信部分和允許實時監(jiān)視站點的控制部分。使用控制部分時，其主要工作是由智能儀表完成的。實際上，采油會產(chǎn)生參數(shù)，例如，系統(tǒng)中的溫度數(shù)據(jù)以及與輸油管道流速相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以通過控制部分收集和分類，這些控制部分將有關(guān)數(shù)據(jù)的全面信息傳輸?shù)奖O(jiān)視系統(tǒng)。隨后，控制系統(tǒng)繼續(xù)將它們發(fā)送到相應(yīng)的服務(wù)器。員工通過此工作流程反復(fù)驗證相關(guān)數(shù)據(jù)，不僅可提前預(yù)判潛在問題，大大減少了其工作量，還能推動油田管理的智能化發(fā)展，提高了企業(yè)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

在鋪設(shè)期間，輸油輸油管道會受到各種各樣外部環(huán)境因素的影響，進而會出現(xiàn)不同類型的故障。另外，一些輸油管道在鋪設(shè)期間必須跨越較大的空間區(qū)域。因此，輸油管道在其工作期間生成的各種數(shù)據(jù)也需要更長的時間來傳輸，這改變了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木?。在石油的生產(chǎn)過程中，會根據(jù)測量需要設(shè)置大量采樣點，現(xiàn)場員工必須密切關(guān)注它們。在每個間隔后，工作人員必須收集、匯總和更新在管道上工作時生成的數(shù)據(jù)，并將所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)矫钪行?。?dāng)然，在偏遠(yuǎn)地區(qū)，自動化儀表系統(tǒng)的應(yīng)用模型仍然存在一些缺陷，這就需要工作人員進行全面改進，以保證數(shù)據(jù)的真實性并且能夠平穩(wěn)運行。手動控制儀表在操作過程中會遇到不穩(wěn)定的工作條件，容易受到外部多種環(huán)境因素的影響。因此，技術(shù)人員必須更新工作思路，積極使用DCS儀表控制系統(tǒng)，以幫助偏遠(yuǎn)地區(qū)的石油生產(chǎn)平穩(wěn)運行，確保企業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展壯大。

3 DCS控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用

3.1 中央控制室

DCS系統(tǒng)必須在操作過程中通過傳輸信號才能在中央控制室和從站之間建立聯(lián)系。在中央控制室中，DCS系統(tǒng)可以設(shè)置相應(yīng)的子站并記錄數(shù)據(jù)，并依據(jù)采集的數(shù)據(jù)將其通過圖形的方式展示，以及可以自我診斷系統(tǒng)的運行狀態(tài)。DCS系統(tǒng)的操作是基于Windows系統(tǒng)來完成的，技術(shù)人員能夠根據(jù)實際情況對DCS系統(tǒng)進行更新和升級。一旦技術(shù)人員獲得了相應(yīng)的授權(quán)，就能夠根據(jù)現(xiàn)場的特定條件自己更新系統(tǒng)，從而確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.2 DCS系統(tǒng)的具體功能

DCS系統(tǒng)包括四個主要功能：（1）該系統(tǒng)可以對油田進行實時的動態(tài)化監(jiān)控；（2）其可以對采集的數(shù)據(jù)進行分析匯總，進而將其分析結(jié)果通過折線圖的方式展示出來；（3）系統(tǒng)可以自動配置生成各類報表的時間；（4）可以及時檢測出超出現(xiàn)場工作中確定的參數(shù)的數(shù)據(jù)，并發(fā)出警報提醒，同時形成便于閱讀和打印的報告由工作人員。

第一項功能確保了DCS系統(tǒng)能夠?qū)?fù)雜數(shù)據(jù)進行分類和識別，還可以動態(tài)監(jiān)視和評估現(xiàn)場工作的特定條件。這樣，在施工現(xiàn)場發(fā)生故障時，工作人員可以及時發(fā)現(xiàn)事故的準(zhǔn)確位置，并根據(jù)情況制定可行的維護措施，以確保石油生產(chǎn)作業(yè)的維護。

第二項功能可確保在DCS系統(tǒng)運行期間簡化對所有數(shù)據(jù)的處理，以詳盡的方式僅顯示最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，并允許人員及時檢測現(xiàn)場工作的各個階段的各種數(shù)據(jù)實際運行狀況。此外，這些系統(tǒng)還允許對數(shù)據(jù)進行分析和整理，從而使工作人員可以非常精確地執(zhí)行分析。

第三項功能允許精確處理工作期間產(chǎn)生的不同類型的聲明。員工可以隨時在自己的IT設(shè)備上查閱和導(dǎo)出必要的聲明。在傳統(tǒng)的自動化工作中，很難實現(xiàn)這種新的導(dǎo)出聲明功能，員工只能使用手動關(guān)聯(lián)打印機進行打印，這會明顯增加員工的工作量和時間成本，并增加了在油田開采工作的不必要的成本的支出。

第四項功能是實時監(jiān)視系統(tǒng)，并在緊急情況下自動連接系統(tǒng)警報功能，據(jù)此工作人員可以判斷節(jié)點故障。與以前的警報系統(tǒng)相比，此警報系統(tǒng)功能更強大，速度更快，從而確保了在現(xiàn)場工作階段中所有程序的安全穩(wěn)定運行。

4 自動化儀表的誤差調(diào)整及其選擇原則

儀表誤差主要有三種形式：絕對誤差、相對誤差和傳導(dǎo)誤差。油田工作現(xiàn)場周圍的環(huán)境相對復(fù)雜，可能會影響儀表的使用，需要人員進行認(rèn)真管理并及時進行補救工作，以確保儀表的有效運行。因此，在校正和選擇儀表時，必須遵守某些原則，即選擇儀表的經(jīng)濟性原則和進行校正的可靠性原則。

選擇儀表時，工作人員可結(jié)合現(xiàn)場工作環(huán)境的需要選擇來購買儀表。購買前，工作人員應(yīng)全面了解儀表的各種數(shù)據(jù)、主要規(guī)格和功能。工作人員還應(yīng)遵循經(jīng)濟性來選擇儀表。同時，工作人員還應(yīng)認(rèn)真選擇合適的儀表投放點，以防止儀表設(shè)置位置不當(dāng)而產(chǎn)生不必要的高昂成本，以免影響石油工業(yè)的發(fā)展。此外，當(dāng)前各式各樣的自動化系統(tǒng)均隨著科技的進步在不停地更新?lián)Q代，但是，它們的維護過程更加復(fù)雜，成本也很高?；诖?，工作人員應(yīng)不斷地進行進修和學(xué)習(xí)，以提升自己的維修技術(shù)水平，定期對已經(jīng)投放的儀表進行檢測，以便及時察覺其存在的問題，做好維護工作，避免增加維修成本。

在儀表使用過程中，其不可避免會發(fā)生誤差的現(xiàn)象。調(diào)節(jié)儀表時，維修人員必須遵循可靠性原則。盡管當(dāng)前儀表在功能和性能的優(yōu)勢大大了超出了過去的儀表，然而，因為其運行復(fù)雜、結(jié)構(gòu)煩瑣，常常會在使用一段時候后出現(xiàn)失準(zhǔn)的情況，為此，工作人員應(yīng)該及時對其修護，以適應(yīng)工作需要。

5 結(jié)語

綜上所述，自動化儀表的應(yīng)用確實在提高油田現(xiàn)場作業(yè)的穩(wěn)定性和智能化管理方面發(fā)揮了重要作用，并提高了工作效率。同時，在一定程度上給企業(yè)的智能化改造帶來的新理念，只有不斷地應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備，企業(yè)的發(fā)展才能與時俱進，才能不斷提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和核心競爭力。當(dāng)前，自動化儀表已經(jīng)成為數(shù)字化油田生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備，為了解決儀表使用中依然存在的技術(shù)難題，工作人員必須不斷地提升自身的維修技術(shù)水平和創(chuàng)新能力，才能真正促進石油工業(yè)的快速發(fā)展，為企業(yè)的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。