灘海陸岸平臺采油自動化測控系統的應用

摘 要：本文以墾東12區塊灘海陸岸平臺采油自動化測控系統為研究案例，介紹了灘海陸岸平臺采油自動化測控系統的構成與應用，詳細介紹了該系統的主要測控內容以及網絡通信協議，并分析了該系統的優點。

關鍵詞：灘海陸岸平臺；采油自動化；PCS；SIS

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A

1 系統方案簡介

墾東12區塊自動化測控系統分為兩級管理模式，第一級為灘海陸岸平臺，第二級為監控中心。平臺的自控系統采用PLC控制器組成的RTU，實現由井口到外輸的所有工藝參數的采集，并把工藝參數及報警遠傳至監控中心實現監視和控制。

1.1 主要測控內容

（1）油井井口油壓、回壓、套壓、油溫、產液量檢測及遠傳。（2）各類泵電流、電壓檢測遠傳及遙控啟停。（3）加熱裝置進、出口溫度檢測及進口壓力遠傳及遙控啟停。（4）加藥裝置流量、液位、壓力檢測遠傳。（5）平臺進出口管線溫度檢測及壓力檢測報警。（6）平臺進出口管線緊急關斷。（7）可燃氣體探測及火災報警。（8）注水井壓力、流量顯示。

1.2 網絡通信協議

數據傳輸方式采用光纖傳輸，網絡通信系統建立在國際通用的標準以太網TCP/IP協議基礎上。

2 系統構成

墾東12區塊灘海陸岸自動化測控系統建立在三層網絡結構上：標準以太網、ControlNet網絡和現場設備網絡。其中，主通信方案在主干網—標準以太網的層面實施，整個系統平臺基于ControlLogix控制系統，具有統一的網絡結構，統一的硬件配置， 統一的數據庫系統和統一的組態環境。系統擴展靈活方便。

2.1 灘海陸岸平臺監控系統

第一級為灘海陸岸平臺，主要包括生產數據采集系統、可燃氣體報警系統、火災報警系統、配電保護系統、安全應急系統及視頻系統，分別設在各平臺上，各平臺值班室設操作站1臺，通過PCS和SIS系統實現本平臺的生產運行監控。為了避免誤操作，平臺上的操作站設置了管理權限，普通管理人員可通過登錄操作員界面進行生產數據采集和設備運行情況監視，平臺負責人可通過登錄管理員界面，執行工藝流程緊急切斷及啟停設備等控制權限。

2.1.1 生產數據采集系統

該系統可完成對平臺內油井生產數據的采集，如套壓、回壓、油溫、產液量等，并能夠自動選取指定油井進行連續計量，也可以設定所有油井依次計量，大大降低了管理人員的勞動強度（圖1）。

2.1.2 可燃氣體報警系統

可燃氣體報警系統由可燃氣體探測器及報警裝置組成。可檢測可燃氣體、硫化氫、一氧化碳、氨氣等氣體，具有精度高、可靠性強等特點，完全滿足陸采平臺生產安全需要。

2.1.3 火災報警系統

火災自動報警系統采用美國愛德華EST3消防報警系統。其主要技術特點有模塊化程度高；智能化程度高；便于安裝；方便調試、易于維護和管理。

2.1.4 配電保護系統

為了保障平臺生產用電以及用電安全，在平臺生產配電系統使用了NDX320 數字式線路保護裝置及NDT330數字式廠用變壓器保護裝置。同時，還通過以太網將配電系統的進出線及變壓器電壓、電流、功率、頻率等相關參數傳送至整個自控系統的人機界面上。使操作人員無需進入配電室就可在平臺控制室或管理區調度室實時監測相關用電參數。為采油生產用電調度提供及時準確的數據支持。

2.1.5 視頻系統

通過在平臺關鍵部位設置探頭，以實景畫面的形式對其進行監控。

2.2 監控中心

第二級為監控中心，設在中心調度室，該系統配置一臺視頻服務器和一對冗余的自動化系統服務器。自動化系統服務器可以兼做工程師站，具有PLC遠程維護和診斷功能。監控中心既是生產管理中心，也是生產指揮中心。可以監控生產動態，顯示現場視頻畫面，處理油田生產信息，打印油田生產報表。

監設置在監控中心的SCADA系統的人機界面和灘海陸岸平臺站控系統（PCS ESD）的人機界面是融為一體的。采用羅克韋爾自動化RSView Supervisory Edition組態軟件，整個自動化監控系統畫面完善、透明、種類多，并全漢字化顯示。如流程畫面、參數顯示及設置畫面、趨勢曲線查詢畫面、報警及查詢畫面等。

3 系統優點

灘海陸岸平臺自動化是基于Contro-

lLogix的控制系統為工業應用提供了統一的系統平臺，而不再是相互孤立的自動化孤島， 這就是全集成自動化的價值所在，全集成自動化包括三重集成：統一的組態和編程；統一的數據管理和統一的通訊。它將帶來以下的利益：（1）基于統一的系統平臺，可以簡化系統結構，減少系統投資。（2）模塊化的結構可以靈活地構建和優化系統結構，保證系統可靠性，縮短安裝、調試時間。（3）標準化產品設計。 本系統中灘海陸岸平臺所有的控制器都選用1756系列。 所有現場I/O都采用分布式I/O， 選用同樣型號的AI，AO，DI，DO板卡，減少了備件的品種和數量。 （4）整個裝置使用統一共享的關系型數據庫平臺，不再有網關，協議轉換等通訊難題。（5）利用高效方便的診斷工具，縮短了故障處理時間。（6）方便靈活的擴展性能，使擴展和改進更快、更廉價。（7）通過標準接口的開放性硬件和軟件，可方便地和第三方產品集成，減少了不同廠家產品之間的通訊和接口費用。

結語

墾東12區塊灘海陸岸平臺采油自動化測控系統建成后，各項指標達均到設計要求，系統穩定可靠，在線修改和調試方便，并能夠及時發現、消除安全隱患，極大改善了生產的安全狀態。實現了生產參數自動檢測和控制，提高了工藝自動化水平，減輕了勞動強度，帶來了良好的經濟效益。

參考文獻

[1]油田聯合站自動化控制系統的設計與研究[J].硅谷，2013（06）.