蘇里格氣田數字化集氣站建設管理模式

朱天壽 劉祎 周玉英 常志波 劉銀春 楊家茂 付雯婷

1.中國石油長慶油田公司 2.西安長慶科技工程有限責任公司

蘇里格氣田數字化集氣站建設管理模式

朱天壽1劉祎2周玉英2常志波2劉銀春2楊家茂2付雯婷2

1.中國石油長慶油田公司 2.西安長慶科技工程有限責任公司

鄂爾多斯盆地蘇里格氣田建產速度快、區域面積大、管理點多、人力資源相對不足,推廣數字化集氣站建設管理模式,通過中心站的“集中監視、事故報警、人工確認、遠程操作、應急處理”的功能和集氣站的“實時動態檢測技術、多級遠程關斷技術、遠程自動排液技術、緊急安全放空技術、關鍵設備自啟停技術、全程網絡監視技術、智能安防監控技術、報表自動生成技術”等8項關鍵技術,實現對數字化集氣站的“站場定期巡檢、運行遠程監控、事故緊急關斷、故障人工排除”,實現了整個生產過程的自動化、科學化、現代化管理,減少了現場操作次數,降低了安全風險,達到了減員增效的目的。蘇里格氣田數字化集氣站模式是氣田數字化的延伸、標準化的拓展,體現了現代精細管理的理念,提高了氣田管理水平,適應大氣田建設和管理的需要。

蘇里格氣田 集氣站 管理模式 數字化 自動化 減員增效 降低風險

按照《蘇里格氣田230×108m3/a開發規劃》,蘇里格氣田將會建成上萬口井、上百座集氣站。為了減少操作人員,提高開發效益,中國石油長慶油田公司在蘇里格氣田的建設中,大力推進標準化設計、數字化管理,適應了氣田大規模開發建設的需要,建立起了科學的運行管理模式,提高了整體建設水平和管理水平,提高了氣田生產運行安全保障能力[1-2]。

根據要求,蘇里格氣田達產時用工總量需控制在2 000人以內。面對快速、大規模建設與人力資源不足的實際困難,若采用目前的生產指揮中心遠程監視、集氣站值守人員手動操作的常規生產管理模式,人員控制目標很難實現。為此,蘇里格氣田創新了管理模式,形成了數字化集氣站的管理模式,對整個生產過程進行了自動化、科學化、現代化、數字化的管理,有效地提高管理水平,精簡組織機構,減少操作人員,降低運行成本。

數字化集氣站模式就是在中心站利用迅速發展的Internet技術、計算機軟硬件技術、現代通信技術、自動控制技術等科技手段對多個集氣站進行實時監視、控制,實現集氣站無人值守,定期巡檢,中心站負責對所控集氣站及井場的視頻監視、數據采集、報表生成等生產運行管理工作的一種運行管理模式。

1 中心站與集氣站自控水平

在蘇里格氣田地面集輸系統標準化設計的基礎上,將數字化管理技術進一步延伸,提高場站安防等級,完善生產數據實時監測、遠程自動控制、安防智能監控等系統功能,實現中心站對數字化集氣站的集中監視和控制。中心站實現“集中監視、事故報警、人工確認、遠程操作、應急處理”;集氣站實現“站場定期巡檢、運行遠程監控、事故緊急關斷、故障人工排除”。

數字化集氣站無人值守,定期巡檢。中心站對集氣站的關鍵運行參數、集氣站視頻等進行全面、全天候監控。在緊急情況下,經中心站人工確認后,集氣站站控系統(RTU)按照預定程序執行緊急關斷、放空等操作處理,確保站場及管線安全;由中心站迅速安排巡檢人員前往應急處理及維修。

2 數字化集氣站關鍵技術

數字化集氣站采用了以下8項關鍵技術。

2.1 實時動態檢測技術

對數字化集氣站的關鍵運行參數進行檢測,實時掌控站場生產運行情況,確保集氣站處于安全、可控狀態。主要包括:①單井油壓、套壓、流量檢測;②采氣干管進站壓力檢測;③分離器進出口壓力和進口溫度檢測;④閃蒸分液罐壓力檢測;⑤分離器、閃蒸分液罐、污水罐液位檢測;⑥壓縮機運行狀態參數監測;⑦自用氣壓力檢測;⑧集氣站外輸流量、壓力、溫度檢測;⑨生產區域可燃氣體濃度檢測。

2.2 多級遠程關斷技術

緊急關斷是事故情況下確保集氣站安全的重要手段。緊急關斷系統按照工藝流程、壓力系統分段分級設置,以盡量減小事故的影響范圍。①井口高低壓緊急關斷閥遠程或自動關斷:當采氣管線發生堵塞或破裂導致管線超壓或失壓時,可遠程或自動關斷井口高低壓緊急關斷閥,截斷氣源,防止事故進一步擴大;②進站截斷區手動截斷:在站外設進站截斷區,每條進站采氣干管設置手動截斷閥,當站內出現故障,搶險維修人員無法入內時,可手動截斷進站氣源;③采氣干管遠程關斷:每路干管在站內的進站區設置遠程關斷閥,當某路干管出現故障時只關閉相應干管,進行放空等操作,而不影響其他干管的正常生產,避免了單路干管故障,全站停車;④集氣站出站截斷區遠程關斷:在站外設出站截斷區,緊急情況下可遠程關斷集氣支線氣源,確保集氣支線安全;⑤壓縮機遠程停車:壓縮機是蘇里格氣田集氣站的核心設備,投資占整個集氣站投資的一半以上,因此,設置了壓縮機遠程停車系統,在緊急情況下首先保證壓縮機的安全。

2.3 遠程自動排液技術

在分離器、閃蒸分液罐上設置了疏水閥+電動調節閥的排液系統,正常情況由疏水閥排液,疏水閥故障時采用電動調節閥遠程緊急排液,電動閥為手動開啟,自動關閉,避免竄氣;形成了自動和遠程控制的雙排液系統,當自動排液系統故障時,采用遠程緊急排液,確保集氣站連續、平穩生產。

2.4 緊急安全放空技術

放空系統是確保集輸系統安全的重要設施,設置了遠程放空、手動放空和安全閥自動泄放放空相結合的安全放空系統。①在分離器上設置遠程放空點,在緊急工況下遠程關斷進出口管線后,對集氣站站內進行安全放空;②在進站截斷區設置安全閥,當采氣干管超壓時將自動泄放,避免采氣干管超壓導致的站場風險;③在進站區、外輸截斷區、自用氣區設置手動放空點,放空點下游均設置由人工控制的節流截止放空閥,實現安全放空。

2.5 關鍵設備自啟停技術

①自啟動發電機:當外電斷開或供電電壓不足時,啟動報警器,并自啟動發電機,實現外電與發電機自動切換,確保集氣站連續可靠供電;②UPS電源:集氣站設置兩臺UPS電源,互為備用,站場斷電時,UPS為控制系統、電動球閥等關鍵設備提供不間斷電源,確保控制系統等關鍵設備的可靠運行。

2.6 全程網絡監視技術

實現對集氣站內外和井場實時監控,軌跡跟蹤,自動錄像、示警、報警,并具備控制、回放、查閱的功能。

2.7 智能安防監控技術

智能化、自動化、遠程化的安保系統確保了集氣站的安全運行,主要包括廣播示警系統、夜間檢測輔助系統、動力環境檢測系統等。

2.8 報表自動生成技術

將報表格式固化到報表自動生成系統內,根據報表數據更新周期,按時采集相關參數并填入其中,實現集氣站生產報表在中心站自動生成,減少了重復勞動,降低了工作強度,提高了工作效率。

3 中心站管理

3.1 主要功能

中心站主要實現對所轄集氣站、井場的遠程監視、控制、數據采集等功能。

1)遠程接收及監控數字化集氣站實時動態檢測系統、全程網絡監視系統、智能安防系統等上傳的各類檢測、報警數據。

2)遠程操作數字化集氣站的生產控制系統、自動排液系統、安全放空系統等,確保集氣站安全、平穩、連續生產。

3)設置智能圖像處理監控系統分析平臺,全天候視頻監視、自動報警與錄像、現場聲音警告等。

3.2 管理制度

形成了一系列針對數字化集氣站模式的生產管理辦法和制度,規范生產管理職責、明確巡檢周期及內容、編制應急預案、規定遠程控制程序等,確保了氣田平穩生產。

4 實施成效

數字化集氣站管理模式的實施達到了“四減少、三提高”的目的。

4.1 四減少

1)減少生產定員,緩解人力資源壓力。蘇里格氣田資源面積幾萬平方千米,管理上百座集氣站、上萬口井。按照數字化集氣站管理模式,較常規集氣站定員減少56.25%。按100座集氣站計算,可減少集氣站生產定員300人以上,緩解了人力資源緊張的現實問題,適應了氣田大規模、快速建設和管理的需要。

2)減少集氣站占地,節省建設用地。站內不需要設值班室、餐廳等輔助生產設施,集氣站面積可減少20%以上,節省了建設用地。

3)簡化集氣站生活配套設施建設,減少施工時間。取消集氣站值班室、生活水源井、地埋式污水處理裝置等生活配套設施,簡化了站內綠化、站內道路的設置,縮短了集氣站施工周期。

4)減少水、電、氣消耗,降低運行成本,推進了綠色、環保氣田的建立。數字化集氣站模式將監控人員、巡檢人員集中到中心站,減少了水、電、氣等生活配套設施,減少了采暖面積,降低了生活用電量的消耗,節能降耗作用明顯。

4.2 三提高

1)以人為本,改善了前線員工的工作環境,提高了凝聚力。巡檢、監控人員均食宿在中心站,人員相對集中,完善了生活配套設施,可建立閱覽室、活動室、洗衣房、籃球場等,改善了生活條件。

2)改善了組織管理結構,提高了運作效率。由中心站對集氣站集中監視、控制,簡化了組織管理結構,提高了管理、調度的效率;減少了大量的生產定員,降低了生產運行成本。

3)提高了氣田管理水平和生產運行安全保障能力。中心站實現對所控集氣站和井場的遠程監視和控制,實現整個生產過程的自動化、科學化、現代化、數字化管理,“聽數字指揮,讓數字說話”,減少現場操作次數,降低安全風險,提高了生產運行安全保障能力。

5 結束語

蘇里格氣田數字化集氣站建設管理模式是氣田數字化的延伸、標準化的拓展,體現了現代精細管理的理念,有效地緩解了人力資源不足的矛盾,達到了減員增效的目的;提高了氣田管理水平,適應大氣田建設、大氣田管理的需要。

[1]冉新權,朱天壽,劉祎,等.蘇里格氣田地面系統標準化建設[J].石油規劃設計,2008,19(4):1-3,6.

[2]劉祎,楊光,王登海,等.蘇里格氣田地面系統標準化設計[J].天然氣工業,2007,27(12):124-125.

朱天壽,教授級高級工程師,博士;1982年畢業于原西南石油學院采油工程專業,2004年獲油氣田開發專業博士學位;現任中國石油長慶油田公司總工程師。地址:(710018)陜西省西安市未央區未央路151號。E-mail:zts_cq@petrochina.com.cn

朱天壽等.蘇里格氣田數字化集氣站建設管理模式.天然氣工業,2011,31(2):9-11.

10.3787/j.issn.1000-0976.2011.02.002

2010-11-12 編輯 趙 勤)