川東地區(qū)天然氣生產(chǎn)SCADA系統(tǒng)的優(yōu)化改造

屈 彥

中國(guó)石油西南油氣田公司重慶氣礦

川東地區(qū)天然氣生產(chǎn)SCADA系統(tǒng)的優(yōu)化改造

屈 彥

中國(guó)石油西南油氣田公司重慶氣礦

川東地區(qū)大部分氣田目前已處于中、后期開采階段，氣田生產(chǎn)工藝已進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化簡(jiǎn)化，采用了中心站生產(chǎn)管理模式，針對(duì)原SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）系統(tǒng)存在的不適應(yīng)性，提出了相應(yīng)的配套優(yōu)化改造措施：①調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；②升級(jí)改造數(shù)據(jù)傳輸電路；③取消單井站自控系統(tǒng)的過剩功能；④調(diào)整自控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸流向，將中心站所管轄的單井站生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼荆虎輪尉就茝V使用太陽(yáng)能自動(dòng)化控制系統(tǒng)；⑥更換設(shè)備陳舊、故障率較高的站控系統(tǒng)，刪除已建作業(yè)區(qū)區(qū)域控制中心（RCC）和站控（SCS）無用的報(bào)警點(diǎn)和事件觸發(fā)點(diǎn)；⑦升級(jí)改造調(diào)度控制中心（DCC）的硬件和軟件；⑧換代升級(jí)自控儀表（設(shè)備）；⑨在井站增加視頻監(jiān)控、脈沖電子阻攔網(wǎng)和語(yǔ)音廣播系統(tǒng)等。改造效果分析結(jié)果表明：優(yōu)化改造后的SCADA系統(tǒng)能滿足該區(qū)站點(diǎn)分散、長(zhǎng)期平穩(wěn)和連續(xù)遠(yuǎn)程監(jiān)控的生產(chǎn)工藝需求；采用PID控制回路和聯(lián)鎖控制回路滿足了各種復(fù)雜天然氣生產(chǎn)工藝自動(dòng)化控制的需要；確保了生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的高效性和準(zhǔn)確性，提高了工作效率；在天然氣生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)節(jié)中發(fā)揮了監(jiān)控、預(yù)警等重要作用；實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵控制設(shè)備就地或遠(yuǎn)程控制功能，確保了天然氣生產(chǎn)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

四川盆地東部 天然氣生產(chǎn) SCADA系統(tǒng) 生產(chǎn)過程自動(dòng)化 遠(yuǎn)程監(jiān)制 數(shù)據(jù)采集 優(yōu)化 效果

1 川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)簡(jiǎn)介

中國(guó)石油西南油氣田公司重慶氣礦（以下簡(jiǎn)稱重慶氣礦）是川東地區(qū)天然氣主要生產(chǎn)單位，年產(chǎn)天然氣70×108m3。川東地區(qū)建有兩套生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)（SCADA）：大天池構(gòu)造帶SCADA系統(tǒng)和重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)。大天池SCADA系統(tǒng)建于1997年，2000年投入運(yùn)行。重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)從2002年進(jìn)入安裝調(diào)試階段，2003年投入運(yùn)行。大天池SCADA系統(tǒng)監(jiān)控大天池構(gòu)造帶（位于重慶開縣、梁平縣、墊江縣和長(zhǎng)壽區(qū)內(nèi)）的單井、集氣站、輸氣站和脫水站的天然氣生產(chǎn)。重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)監(jiān)控重慶地區(qū)及部分四川地區(qū)輸氣干網(wǎng)及主要集輸氣站的生產(chǎn)運(yùn)行。目前對(duì)這兩個(gè)SCADA系統(tǒng)進(jìn)行了整合，形成了川東地區(qū)天然氣生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)——川東地區(qū)天然氣生產(chǎn)SCADA系統(tǒng)。

1.1 大天池構(gòu)造帶SCADA系統(tǒng)天然氣生產(chǎn)工藝特點(diǎn)大天池構(gòu)造帶實(shí)行滾動(dòng)開發(fā)模式，無獨(dú)立輸送高含硫天然氣管線。大天池構(gòu)造帶SCADA系統(tǒng)監(jiān)控沙坪場(chǎng)氣田、龍門氣田和五百梯氣田等氣田天然氣生產(chǎn)（主要監(jiān)控氣田內(nèi)部天然氣生產(chǎn)），其特點(diǎn)是點(diǎn)多面廣，站場(chǎng)管網(wǎng)復(fù)雜，天然氣生產(chǎn)工藝主要有采氣、輸氣、增壓和脫水等［1］。

1.2 重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)天然氣生產(chǎn)工藝特點(diǎn)

重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)監(jiān)控了重慶氣礦的主要集輸氣管網(wǎng)（含原料氣管線和凈化氣供氣管線）及相關(guān)場(chǎng)站，監(jiān)控的場(chǎng)站為大型集輸氣站，工藝流程復(fù)雜，輸氣量大（最高輸氣量達(dá)2 000×104m3／d，最低輸氣量為1 500×104m3／d，平均輸氣量為1 800×104m3／d）。輸氣干線實(shí)現(xiàn)原料氣和凈化氣的輸送，具備向天然氣脫硫廠、重慶市的一市五縣（區(qū)）以及四川省的一市三縣天然氣用戶調(diào)壓分輸?shù)哪芰Α?/p>

2 川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)的配套優(yōu)化改造

川東地區(qū)大部分氣田目前處于中、后期開采階段，氣田生產(chǎn)工藝已進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化簡(jiǎn)化，采用了中心站生產(chǎn)管理模式：①簡(jiǎn)化單井生產(chǎn)工藝，單井站采用無人值守方式進(jìn)行生產(chǎn)管理；②在氣田內(nèi)部設(shè)置中心站，中心站實(shí)現(xiàn)無人值守方式進(jìn)行生產(chǎn)管理，中心站人員收集所管轄單井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行周期巡檢；③中心站向作業(yè)區(qū)上傳生產(chǎn)數(shù)據(jù)并接受作業(yè)區(qū)調(diào)度室的生產(chǎn)調(diào)度指令；④作業(yè)區(qū)調(diào)度室向氣礦上傳生產(chǎn)數(shù)據(jù)并接受氣礦調(diào)度控制中心的生產(chǎn)調(diào)度指令。

2.1 SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的調(diào)整改造

2.1.1 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)調(diào)整

目前隨著重慶氣礦簡(jiǎn)化地面工藝、優(yōu)化管理模式工作的開展，逐步完善了氣礦的管理體制，實(shí)現(xiàn)了氣礦、運(yùn)銷部（或作業(yè)區(qū)）和中心站（或重點(diǎn)輸配氣站）三級(jí)業(yè)務(wù)管理，為了滿足氣礦生產(chǎn)管理的需要，需要將重點(diǎn)管網(wǎng)、重點(diǎn)場(chǎng)站、關(guān)鍵閥門實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸至作業(yè)區(qū)區(qū)域控制中心（RCC）、氣礦調(diào)度控制中心（DCC）及分公司總控中心（GMC）。

川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸流向存在2種模式：①無人值守站等站場(chǎng)RTU（Remote Terminal Unit，遠(yuǎn)程終端設(shè)備）自控系統(tǒng)將生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼菊究叵到y(tǒng)（SCS），SCS將生產(chǎn)數(shù)據(jù)直接上傳至DCC并接收其指令，DCC通過信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)布到各作業(yè)區(qū)調(diào)度室［2］。②RTU將生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊CS并接收其指令，SCS將生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳至RCC并接收其指令，再上傳至DCC。

上述2種數(shù)據(jù)傳輸流向模式的存在，造成了川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)操作維護(hù)的不便，使得控制管理無法統(tǒng)一模式，作業(yè)區(qū)無法對(duì)其監(jiān)管的井站進(jìn)行控制，不利于在事故情況下及時(shí)實(shí)現(xiàn)管理控制。重慶氣礦目前的生產(chǎn)管理模式為井站生產(chǎn)均由作業(yè)區(qū)直接監(jiān)控和管理，而川東地區(qū)已建SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向主要都到RCC，因此模式①不滿足三級(jí)業(yè)務(wù)管理的需要，需要調(diào)整。為了確保氣田的安全生產(chǎn)，保證發(fā)生事故時(shí)SCADA系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)，減少事故的危害，重慶氣礦的數(shù)據(jù)傳輸模式全部統(tǒng)一為模式②。

2.1.2 數(shù)據(jù)傳輸電路的升級(jí)改造

2.1.2.1 大天池氣田數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)優(yōu)化改造

重慶氣礦五百梯氣田、龍門氣田和沙坪氣田1999年建成窄帶無線數(shù)傳電臺(tái)，工作頻段為200 MHz，傳輸速率為4 800 bps，為點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)，主要采用異頻轉(zhuǎn)發(fā)和輪詢的通信方式。該系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率慢、穩(wěn)定性差，技術(shù)已經(jīng)落后，廠家已停止生產(chǎn)此類型設(shè)備，而微波通信系統(tǒng)由于技術(shù)落后、設(shè)備嚴(yán)重老化和故障已報(bào)廢停止使用。為此，提出以下數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的升級(jí)改造技術(shù)措施。

1）租用電信部門DDN（Digital Data Network，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)）電路將SCS數(shù)據(jù)傳輸至相應(yīng)的RCC，再由RCC租用2M公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸電路與DCC連接。

2）在大天池3個(gè)主力氣田（五百梯氣田、龍門氣田和沙坪氣田）分別采用工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備建立光纖通信網(wǎng)作為RTU與SCS數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹魍ǖ馈?/p>

3）將RTU電臺(tái)升級(jí)為數(shù)字式無線數(shù)傳電臺(tái)作為備用數(shù)據(jù)傳輸通道。

改造后的大天池構(gòu)造帶SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示。

2.1.2.2 重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化改造

1）將重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸主通道由VSAT（Very Small Aperture Terminal，甚小口徑衛(wèi)星終端站）衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸電路調(diào)整為公網(wǎng)DDN電路。

2）GPRS（General Packet Radio Service，通用分組無線服務(wù)）數(shù)據(jù)傳輸效果好的地方采用GPRS數(shù)據(jù)傳輸作為SCADA系統(tǒng)的備用數(shù)據(jù)傳輸通道。

3）對(duì)于新納入到重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控的站場(chǎng)（如地處偏遠(yuǎn)且公網(wǎng)難以到達(dá)的重要站場(chǎng)）采用VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸電路作為重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸主通道，GPRS數(shù)據(jù)傳輸作為SCADA系統(tǒng)備用數(shù)據(jù)傳輸通道。重慶氣礦VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如圖2所示。

2.2 單井站自控系統(tǒng)的優(yōu)化改造

2.2.1 取消單井站自控系統(tǒng)的過剩功能

1）由于單井站壓力下降，不可能出現(xiàn)超壓情況，需要將單井流量、壓力、溫度串級(jí)PID（Proportion Integration Differentiation，比例積分微分）調(diào)節(jié)回路改為單井流量PID調(diào)節(jié)回路。這樣一方面需要調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥的參數(shù)，另一方面需要修改控制程序。

2）單井生產(chǎn)實(shí)施降阻改造，不需要使用水套爐來保溫，因此自動(dòng)化控制程序取消了水套爐水溫及熄火保護(hù)聯(lián)鎖。

3）優(yōu)化井口安全截?cái)嘞到y(tǒng)功能。有些氣井井口壓力已經(jīng)低于天然氣外輸壓，需取消井口安全截?cái)嘞到y(tǒng)的高導(dǎo)功能，同時(shí)增加氣井中壓力超高聯(lián)鎖控制回路，一旦氣井壓力超過設(shè)定壓力，直接由RTU發(fā)出關(guān)井命令，提升氣井抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

2.2.2 調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸流向，將中心站所管轄的單井站數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼?/p>

這需要進(jìn)行以下調(diào)整：①設(shè)置SCS；②修改單井?dāng)?shù)據(jù)接口傳輸程序；③增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖1 大天池構(gòu)造帶SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)圖

圖2 重慶氣礦VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

2.2.3 單井站推廣使用太陽(yáng)能自動(dòng)化控制系統(tǒng)

無市電供應(yīng)的井站采用太陽(yáng)能供電的無線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)控采集系統(tǒng)來完成數(shù)據(jù)的采集和控制。太陽(yáng)能自動(dòng)化控制系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸及電源控制4大功能模塊組成，是整個(gè)無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的核心單元。這要求RTU的功耗較低，以適應(yīng)沒有外接電源的環(huán)境條件。

2.3 RCC和SCS的優(yōu)化改造

部分井站控制系統(tǒng)使用時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備出現(xiàn)故障的頻率增加；部分新建的中心站尚沒有設(shè)置控制系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法進(jìn)行自動(dòng)采集和傳輸。根據(jù)重慶氣礦采用的數(shù)據(jù)流向模式，結(jié)合生產(chǎn)管理模式，按照簡(jiǎn)化站場(chǎng)地面工藝、優(yōu)化管理工作的要求，對(duì)重慶氣礦的RCC和SCS進(jìn)行以下優(yōu)化改造：

1）在新建中心站設(shè)置站控系統(tǒng)，使其具有數(shù)據(jù)采集上傳功能，將其納入RCC監(jiān)控范圍，使其具有對(duì)重要中心站遠(yuǎn)程控制的能力。

2）更換設(shè)備陳舊、故障率較高的站控系統(tǒng)；對(duì)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)換代，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能；部分設(shè)備采用軟件冗余和硬件冗余相結(jié)合的方式提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

3）刪除已建RCC和SCS無用的報(bào)警點(diǎn)和事件觸發(fā)點(diǎn)。

優(yōu)化改造后的重慶氣礦RCC系統(tǒng)配置圖如圖3所示。

2.4 DCC硬件、軟件的升級(jí)改造

2.4.1 原DCC的不適應(yīng)性分析

1）DCC系統(tǒng)僅能對(duì)部分井、站場(chǎng)進(jìn)行綜合調(diào)度管理，其他已建或在建的多個(gè)站控系統(tǒng)尚未接入SCADA進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控，未實(shí)現(xiàn)重慶氣礦生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一監(jiān)管，管理機(jī)構(gòu)扁平化建立的大部分中心站也未納入系統(tǒng)管理，不能滿足氣礦目前的生產(chǎn)管理需求。

圖3 優(yōu)化改造后的重慶氣礦RCC系統(tǒng)配置圖

2）DCC系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)不夠完整，不能形成歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖，對(duì)歷史數(shù)據(jù)的查詢也較困難，且系統(tǒng)報(bào)警等級(jí)的劃分不明確，DCC數(shù)據(jù)報(bào)警設(shè)置需要完善。

3）DCC系統(tǒng)從2003年投入運(yùn)行以來，已不間斷連續(xù)運(yùn)行多年，系統(tǒng)設(shè)備逐漸老化，接近報(bào)廢年限，硬件出現(xiàn)故障的頻率增多，且系統(tǒng)現(xiàn)使用的主要硬件設(shè)備（主服務(wù)器）供應(yīng)商HP公司已于2007年4月停產(chǎn)該型號(hào)服務(wù)器，零部件只支持到2009年底。

4）DCC的操作員控制軟件基于TRU 64 UNIX操作系統(tǒng)，操作界面不友好，操作復(fù)雜，圖形修改、更新困難，必須依賴操作系統(tǒng)的廠家完成，在降低工作效率的同時(shí)，加大了維護(hù)難度，不便于系統(tǒng)的擴(kuò)展應(yīng)用。

5）DCC系統(tǒng)硬件的處理能力、存儲(chǔ)能力等難以滿足新井站數(shù)據(jù)納入的需要，將對(duì)SCADA系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控造成一定影響，成為系統(tǒng)運(yùn)行的瓶頸。

2.4.2 DCC的優(yōu)化改造

1）對(duì)DCC系統(tǒng)的軟件、硬件進(jìn)行全面升級(jí)改造，配置目前世界上主流的硬件設(shè)備及技術(shù)先進(jìn)、通用易維護(hù)的國(guó)際知名品牌軟件，增補(bǔ)必要的硬件設(shè)備，提高系統(tǒng)容量和處理、存儲(chǔ)能力，加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2）提高DCC系統(tǒng)的開放性，使其能方便地接入新增站場(chǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、完成編程組態(tài)以及畫面的制作。

3）優(yōu)化SCADA系統(tǒng)功能，改善HMI（Human Machine Interface，也叫人機(jī)界面）畫面，改進(jìn)系統(tǒng)報(bào)警管理，方便歷史數(shù)據(jù)的調(diào)用，完善趨勢(shì)圖的顯示。

4）在SCADA系統(tǒng)與其他應(yīng)用系統(tǒng)之間建立中間共享數(shù)據(jù)平臺(tái)，在確保SCADA系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的條件下，實(shí)現(xiàn)單向、實(shí)時(shí)、完整提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

5）加強(qiáng)SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全的建設(shè)，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，提高系統(tǒng)防病毒能力，確保系統(tǒng)能安全、穩(wěn)定、不間斷地運(yùn)行。

優(yōu)化改造后的重慶氣礦DCC系統(tǒng)配置圖如圖4所示。

2.5 自控儀表（設(shè)備）的升級(jí)換代

川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)（特別是大天池SCADA系統(tǒng)）自控儀表（設(shè)備）有的投用時(shí)間超過10年，已經(jīng)嚴(yán)重老化；有的精度較低（速度較慢）；有的在使用過程中已經(jīng)損壞，降低了各種控制回路（連鎖回路）的使用效果，直接影響了安全生產(chǎn)。為此，采用以下2種方法對(duì)自控儀表（設(shè)備）進(jìn)行改進(jìn)。

圖4 優(yōu)化改造后的重慶氣礦DCC系統(tǒng)配置圖

1）對(duì)隔離器、液位計(jì)、流量計(jì)、開關(guān)電源、報(bào)警音響、壓力（差壓）變送器、鉑熱電阻、火焰檢測(cè)儀和計(jì)算機(jī)等精度較低的自控儀表（設(shè)備）進(jìn)行成套升級(jí)換代，提高設(shè)備精度。

2）對(duì)電（氣）動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、自控閥門、安全檢測(cè)設(shè)備（可燃性氣體檢測(cè)儀、H2S氣體檢測(cè)儀）、井口安全系統(tǒng)、點(diǎn)火裝置和UPS（Uninterruptible Power System，不間斷電源系統(tǒng)）等進(jìn)行維護(hù)，更換無法修復(fù)或使用到期的零部件。

2.6 站場(chǎng)增加視頻監(jiān)控、脈沖電子阻攔網(wǎng)和語(yǔ)音廣播系統(tǒng)

井站設(shè)置攝像機(jī)并配備異常入侵報(bào)警控制器和聲光報(bào)警器，異常情況發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)能觸發(fā)攝像機(jī)攝像或拍照，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警并驅(qū)動(dòng)站內(nèi)設(shè)置的高音喇叭。中心站人員也可以直接向管轄井站進(jìn)行語(yǔ)音廣播，如通過講話警示非法人員闖入等。這樣就大大方便了中心站對(duì)所管轄站場(chǎng)的生產(chǎn)管理。

3 川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)優(yōu)化改造效果分析

川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)優(yōu)化改造后在重慶氣礦天然氣生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮了巨大的作用，較好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)重慶氣礦站場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控等，確保了重慶氣礦天然氣的安全、平穩(wěn)生產(chǎn)。

3.1 滿足了重慶氣礦站點(diǎn)分散、需要長(zhǎng)期平穩(wěn)和連續(xù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控的生產(chǎn)工藝需求

重慶氣礦產(chǎn)氣區(qū)域廣，井站分散且數(shù)量多，管網(wǎng)復(fù)雜。優(yōu)化改造后的SCADA系統(tǒng)采用分散控制和集中管理的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制和數(shù)據(jù)采集。自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋了梁平、開縣等11個(gè)作業(yè)區(qū)（運(yùn)銷部），DCC監(jiān)控著116座井、站的生產(chǎn)運(yùn)行狀況，生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)約為19 000個(gè)，DCC和RCC對(duì)脫水站、增壓站、自動(dòng)化集輸配氣站和自控單井站的壓力、溫度、液位和閥位等生產(chǎn)信息實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)視，對(duì)關(guān)鍵閥門實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。

3.2 在天然氣生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)節(jié)中發(fā)揮了監(jiān)控、預(yù)警等重要作用

SCADA系統(tǒng)在線采集實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，能模擬工藝流程圖，具有報(bào)警、歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、生產(chǎn)趨勢(shì)分析和生產(chǎn)報(bào)表自動(dòng)生成等功能，有助于生產(chǎn)管理人員及時(shí)掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、發(fā)現(xiàn)并處理現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)異常情況。

3.3 確保了生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的高效性和準(zhǔn)確性，提高了工作效率

與人工錄取生產(chǎn)數(shù)據(jù)相比，SCADA系統(tǒng)錄取生產(chǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、連續(xù)性和及時(shí)性都得到很大的提高，井站的匯報(bào)制度也由過去的每小時(shí)匯報(bào)制改變?yōu)?小時(shí)匯報(bào)制，減小了人工錄入的工作量［3］。

3.4 采用了PID控制回路和聯(lián)鎖控制回路，滿足各種復(fù)雜天然氣生產(chǎn)工藝自動(dòng)化控制的需要

每套國(guó)產(chǎn)脫水裝置采用了6個(gè)PID控制回路，4個(gè)聯(lián)鎖控制回路，每套整體式增壓裝置采用了17個(gè)連鎖控制回路。

3.5 實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵控制設(shè)備就地或遠(yuǎn)程控制功能，確保了天然氣生產(chǎn)安全平穩(wěn)運(yùn)行

安裝了先進(jìn)的井口安全截?cái)嘞到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了就地或遠(yuǎn)程關(guān)井功能；采用87只電（氣）動(dòng)控制閥門完成了進(jìn)（出）站天然氣的壓力和流量等生產(chǎn)參數(shù)的控制，實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)站的緊急截?cái)喙δ埽徊捎?36只電（氣）動(dòng)控制閥門完成了工藝裝置、單體設(shè)備、管線壓力、溫度和流量等生產(chǎn)過程參數(shù)的控制。

4 結(jié)論及建議

1）川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)適時(shí)根據(jù)生產(chǎn)管理體制的變化和生產(chǎn)工藝適應(yīng)性改造情況來進(jìn)行配套優(yōu)化改造，適應(yīng)了天然氣生產(chǎn)新形勢(shì)下生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)管理的要求，極大地發(fā)揮了SCADA系統(tǒng)的強(qiáng)大功能。

2）建議無市電井站推廣使用太陽(yáng)能自動(dòng)化控制系統(tǒng)，輔以視頻監(jiān)控、脈沖電子阻攔網(wǎng)和語(yǔ)音廣播系統(tǒng)來強(qiáng)化中心站對(duì)所轄井站的生產(chǎn)管理，提升天然氣生產(chǎn)管理水平。

3）建議控制系統(tǒng)部分的自控儀表（設(shè)備）從國(guó)外進(jìn)口，其他自控儀表（設(shè)備）選用技術(shù)成熟的國(guó)內(nèi)配套產(chǎn)品，在滿足功能的情況下減少投資。

［1］屈彥.大天池SCADA系統(tǒng)運(yùn)行分析［C］∥中國(guó)石油西南油氣田公司重慶氣礦采氣四廠技術(shù)交流會(huì)論文集.重慶：中國(guó)石油西南油氣田公司重慶氣礦，2001.

［2］李峰，唐勝安.分公司站場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、傳輸與通信標(biāo)準(zhǔn)化［R］.成都：中國(guó)石油西南油氣田公司，2009.

［3］冷一奎，屈彥.大天池構(gòu)造帶SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用及管理［C］∥油氣集輸及處理工藝技術(shù)座談會(huì)文集.北京：中國(guó)石油天然氣股份有限公司，2003.

Optimization and modification of a SCADA system for natural gas production in the eastern Sichuan Basin

Qu Yan
（Chongqing Gas Field of Southwest Oil ＆Gasfield Company，PetroChina，Chongqing 400021，China）

NATUR.GAS IND.VOLUME 31，ISSUE 11，pp.88－92，11／25／2011.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

Since most gas fields in the eastern Sichuan Basin came to the middle or late development stage，the production process has been optimized and simplified accordingly and the central station production management mode has been adopted.In view of this，the following supporting optimization and modification measures are proposed due to the inadaptability of the original Supervisory Control and Data Acquisition（SCADA）system.（1）To adjust the network structure of data transmission.（2）To upgrade the data transmission circuits.（3）To cancel the redundant functions of the automatic control system of the single－well station.（4）To adjust the flow of data transmission of the automatic control system and transmit the production data of the single－well station to the central station.（5）To promote the application of solar energy automatic control system in the single－well station.（6）To change the station control system with high failure rates and to remove the useless alarm points and accident－trigger points at the Regional Control Center（RCC）and Station Control System（SCS）of the built operation area.（7）To upgrade the hardware and software of the Distribution Control Center（DCC）.（8）To upgrade and update the self－control meters（facilities）.（9）To add a video surveillance system，a pulsed electron blocking system，and a voice broadcasting system，etc.The results show that the optimized SCADA system can re－alize the objective of long－term remote，stable，continuous monitoring of the decentralized stations in the area.The Proportion Integration Differentiation（PID）control loops and interlock control circuit can realize the automatic controlling of a variety of complex natural gas production process，ensuring a high efficiency and accuracy of production data acquisition and improving the work efficiency.It also plays an important role in monitoring and early warning in gas production process.Finally，it realizes the on－site or remote control of the key facilities，ensuring the safety of natural gas production.

natural gas production，SCADA system，process automation，remote monitoring，data acquisition，optimization，effect，Sichuan Basin，east

屈彥.川東地區(qū)天然氣生產(chǎn)SCADA系統(tǒng)的優(yōu)化改造.天然氣工業(yè)，2011，31（11）：88－92.

10.3787／j.issn.1000－0976.2011.11.022

屈彥，1971年生，工程師，學(xué)士；主要從事天然氣開發(fā)技術(shù)管理工作。地址：（400021）重慶市江北區(qū)南橋寺龍山路342號(hào)中國(guó)石油西南油氣田公司重慶氣礦。電話：（023）67313264。E－mail：qyan＠petrochina.com.cn

（修改回稿日期 2011－09－23 編輯 何 明）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2011.11.022

Qu Yan，engineer，born in 1971，holds a B.Sc.degree.He is mainly engaged in the management of natural gas development technology.

Add：No.342，Longshan Rd.，Nanqiaosi，Jiangbei District，Chongqing 400021，P.R.China

Tel：＋86－23－6731 3264 E－mail：qyan＠petrochina.com.cn