自動化儀表在實現數字化油田中的應用

劉潔 關文志 劉莉莉 許玉斌

摘要：隨著自動化控制技術的快速發展，自動化儀表的重要性也逐步體現出來，但是自動化儀表在發展中還面臨著許多問題，如儀表精確度不高，專業性不強，在實際操作中較為復雜，這樣就對造成油田數字化的發展造成了一定的阻礙。本文主要針對自動化儀表進行了深入探索研究。

關鍵詞：自動化;儀表;數字化;油田

當前，自動化儀表技術在油田開發中的應用范圍越來越廣，這樣保證了油田開采的速度和效率，同時也不斷提升了油田開采的智能化水平。為了進一步促進數字化油田的快速發展，就必須深入研究數字化油田的開采技術，并且制定出科學合理的開采措施。自動化體系由多種因素組成，DCS 為最有效的一種控制體系，借助DCS 能夠促進計算機設備及其他控制設備高效運轉。另外，在工作人員與機器相互轉化時，自動化儀表技術可以作為經典的技術種類。立足于自動化體系，網絡信息技術與以分散形式為主的控制體系之間可以相互融合，相互配合，進而促進智慧模型與遠程控制的整體化發展。

1、油田儀器儀表自動化系統現狀概述

在油田的開采過程中，自動化儀表主要起到了智能化和自動化的作用，這樣就可以快速提升開采效率，也不斷降低了人工成本。對于油田開采的精細化管理起到了積極作用，油田工作人員通過遠程控制就可以快速實現油田開采。

儀表自動化系統主要包括了測量裝置，信號發生裝置，保護裝置和調節裝置等，儀表系統通過DCS系統和網絡連接，這樣就可以實現對油田的有效控制，具體的工作順序包括，油田作業生產接轉站，自動化儀表也可以對油田中的各項數據進行準確的測量，如壓力，溫度，流量等，同時通過網絡系統的有效轉換快速讀取有效數據，對于讀取到的數據，工作人員可以進行嚴格確定，這樣就及時有效的減少了開采事故的發生。當前，我國常用的自動化儀表主要是以DCS系統為主，這個系統具有非常明顯的優勢作用，如系統運行速率較快，技術較為成熟，可以有效連接網絡技術，這樣油田工作人員就可以對工作全過程進行有效的監控。

2、DCS 控制系統和油氣生產管控一體化系統相結合

當前，DCS 控制系統的組成部分主要由三部分構成，每個部分發揮了自身的功能作用，這樣就形成了完善規范的控制系統。

2.1 現場采集和控制部分

現場采集主主要是對油田開采的信息進行有效的采集，然后通過對數據的科學處理，進而不斷提升油田開采的質量和效率。

2.2 通信網絡部分

通信網絡部分主要是對網絡信息的處理，通信網絡的作用是可以加強部門之間的信息共享，實現快速的信息溝通交流，這樣就提升了油田工作的掌握速率，也不會受到油田復雜因素的影響。

2.3 監控中心

監控中心是DCS系統的核心關鍵組成，對于油田控制是指的是對油田開采的全過程進行控制，主要體現對對油田開采的溫度，流量和液位等信息的監控，首先將油田開采信息進行上傳到系統服務器中，服務器會對各類信息進行歸納總結，最后再依照系統信息的不同，將不同的信息傳輸到相關的工作人員手中，這樣就進一步提升了工作效率，我減少了安全事故的發生，對于提升油田開采的工作質量也是有著一定的作用。由于受到油田復雜因素的閑置。這樣就會導致了油田開采數據可能不夠完善，主要是由于服務器的設置不夠均衡造成的。因此，油田工作人員，在對某一區域油田進行開采的過程中，要詳細勘察油田數據，計算好相關數據，對每個油田管道的數據信息實時掌握，這樣就可以保障在出現安全事故的過程中，油田專業工作人員可以及時有效的面對，將油田開采損失降低到最小程度。

目前，在我國的一些偏遠地區，油田開采的自動化裝置還需要進一步的發展，這樣才能保障監控數據的準確性，人工儀表控制由于受到環境條件的影響，這樣對于油田開采的智能化發展是極其不利的，因此在油田的開采過程中，應該將儀表控制系統進行深入推廣，這樣就可以不斷減少油田開采的物力和人力成本，并且不斷促進油田開采的高效穩定性。

3 中央控制室與子站接入

3.1 中央控制室

系統DCS 子站利用中央控制室來連接，中央控制室可以實時對系統子站數據進行檢測，也可以對相關報表可以數據生成和下載，這樣就可以自動診斷到系統數據信息。中央控制室的工程師可以對子站系統信息進行管理，也可對子站信息進行有效的修改，為油田開采的工作人員提供了可靠的數據，促進了對設備和人員的精細化管理，也進一步提升了系統的自動化管理水平。

3.2 DCS 系統功能

（1）可實現對整個工藝流程實時監測動態模擬。DCS 系統可以對系統傳輸的數據進行處理，并結合油田開采的實際環境進行模擬作業，這樣就可以將油田開采的全過程展現在工程師面前，這樣也有助于油田開采人員提前做好準備工作。

（2）所有數據的采集與存儲以及實時趨勢曲線描述。應用用DCS 控制系統，可以方便快捷的收取相關數據，系統生成的趨勢曲線對于系統數據的分析具有積極作用，工程師可以清晰的了解掌握油田開采的實時數據，不斷提升工作效率。

（3）自動定時對班報表、日報表、月報表以及年報表的打印輸出。傳統自動儀表需要人工手動進行制作報表，這樣增加了工作人員的壓力和時間，也并不能取得良好的工作效果。

（4）超限報警以對報警信號的匯總、存儲、報警報表打印輸出。系統中超限報警是一種保護裝置，相比傳統的報警方式，DCS 控制系統具有更加可靠完善的功能，并且可以在第一時間報警，極大真實有效的保護了油田開采人員的人身安全。

綜上所述，通過對自動化儀表技術的深入分析，得到了自動化儀表在實際操作過程中的問題和不足，這就需要自動儀表技術進一步有效改進，對自動儀表技術的功能進行深入探索完善，從而不斷提升自動儀表技術的使用效率，對促進我國油田開采技術的發展作出重大的貢獻。

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