電氣自動化在油田生產中的應用與發展

趙淵 王彥君 劉賢玉

摘 ?要：電氣自動化技術給各行各業的生產帶來極大便利，提高了經濟效益，也成為未來油田生產的一個重要發展方向。基于此，本文從現場總線技術、分布式控制、變配電系統等方面入手，對電氣自動化在油田生產中的應用進行了探討，并對電氣自動化技術的發展提出了建議與展望。

關鍵詞：電氣自動化;油田生產;現場總線

前言：

自動化和智能化是近幾年在工業領域中不斷被提及的兩個概念，許多企業也在積極探索生產方式向這兩個方面的升級轉型。在油田生產行業中，電氣自動化技術的引進十分必要，它可以促成油田生產的遠程控制、實時監測，保證油田生產的順利進行，對提高企業效益大有裨益。

1電氣自動化技術應用于油田生產的必要性

當今世界的生產生活方式不同于以往，智能化、自動化登上歷史舞臺，成為二十一世紀新興的、主導的生產方式。油田生產作為我國經濟的命脈，傳統的生產方式存在著生產效率較低、生產運輸成本較高、人員管理復雜等問題。總之，傳統的石油生產方式已經遠遠不能滿足當今社會經濟發展的需求[1]。

此時，引進和推廣電氣自動化技術就顯得尤為重要。電氣自動化實際上是“電氣工程及自動化技術”的簡稱，它是一種綜合性的技術，涉及到電氣專業知識、自動化設備與控制技術、網絡信息技術、系統開發與設計等。將電氣自動化技術應用于油田生產益處良多，比如大大減少石油工作人員勞動量、減少不必要的能源消耗、提高石油企業生產管理效率、為石油開采持續發展提供保障等。

2電氣自動化技術在油田生產中的應用

2.1電氣自動化與現場總線技術

石油生產中現場總線技術就是將現場各個控制器和現場智能的儀表設備相連接的實時控制系統，借助網絡信息技術，現場總線可以很好地將現場設備和儀器進行整合，它的應用是電子自動化技術的一個具體體現。現場總線技術借助現場設備自動控制和多點通信，遠距離監控各類設備，對可能出現的故障情況進行診斷，采用數字化傳輸的方式，使得信息傳輸效率、信息精準程度顯著提升。比如在設備出現問題時，現場總線會對不正常狀況提出預警，發現問題時自動控制停機。這樣一方面提高了生產設備運行的安全性和穩定性，另一方面也取代過去落后單一的傳統設備，很大程度上減少工作量和不必要的設備投入。

2.2電氣自動化與分布式控制

對油田生產現場按照功能不同或工藝區別進行分區管理被稱為分布式控制，一般將油田現場劃分為開采系統、運輸系統、污水處理系統等。電氣自動化技術引進以后，可以先對每個子系統配備管理監測設備，對子系統的各項數據進行單獨的采集、分類和處理，然后再將子系統的檢測設備聯合起來，實現統一管理、全面檢測。這樣一來，各個子系統既相對獨立，又是一個有機聯系的整體，使得整個生產流程中產生的數據，條理清晰，有跡可尋。

此外，電氣自動化技術又可以幫助分布式控制中的每一個子系統本身實現效率的提高。比如在生產操作系統中，傳統生產模式下缺乏流程化的生產標準，工作人員生產出來的石油產品質量良莠不齊，生產效率較為低下，企業統一管理標準也無從談起。電氣自動化技術可以將整個生產進行詳細的流程化設計，對工作進行細化分類，每一個工作崗位上的人員都有自己明確的、專門性的工作。一方面，增加了每個工作崗位的專業性，工作人員只需要在固定場所進行固定的技術操作，降低了人員管理的復雜性，另一方面，也使得石油生產效率有所提高，減少了人力成本，提高了經濟效益。再比如，近些年，在石油生產的運輸子系統中為減少石油貯存成本，許多石油企業都在積極探索“去倉儲化”，即將生產出的石油及時地運輸給買方，省去儲存的環節。這樣做不僅可以保證石油產品的質量，還可以加快資金流轉，節省開銷。電氣自動化技術的使用正好可以滿足石油企業在這方面的需求，提高石油產品的運輸效率[2]。

2.3電氣自動化與變配電系統

在油田生產過程中，電力是必不可少的能源供給，變配電系統就顯得尤為重要。電氣自動化技術的普及，可以使變配電系統與網絡通信技術有效結合，一旦生產過程中出現電力方面的安全隱患，配電自動化技術就可以及時隔斷故障區域，避免部分故障影響到整個生產系統。具體來講，首先由自動化設備通過故障檢測器、分段器和重合器的配合，及時發現故障并找出故障的具體位置進行隔斷;之后電氣自動化技術就可以利用遠程通信將故障情況向工作人員進行詳細報告，工作人員根據接收到的數據對電網負荷進行調整，嚴重故障的及時安排維修人員搶修。由以上幾個步驟，工作人員就可以簡單便捷地通過電腦對配電網系統進行及時的、智能化的監控和管理。保證配電網系統的穩定性、安全性不僅可以為油田生產提供持續的動力，而且也是油田安全生產，避免安全事故的重要手段。

3電氣自動化技術在油田生產中的應用發展

3.1油田生產遠程監控

在提高石油開采量，促進石油生產效率提高的同時，安全問題也不容忽視，現場設備的良好運行對生產的安全性至關重要。電氣自動化技術在未來可以實現對油田生產的全面監控。第一，可以實現對油井運行狀況的遠程監控。傳統的生產方式下，對油井井口溫度、電流電壓、井口啟動功能等的測量只能通過人工的方式完成，而一般的石油開采都需要較大的電壓、較高的溫度，人工測量很容易遇到危險，造成安全事故。而引入電氣自動化技術之后，就可以實時、便捷、高效地對井口進行檢測。當遇到參數不正常時，也可以通過電氣自動化技術及時進行暫停;第二，對自噴井的監控，通過電氣自動化技術可以對油嘴的閥位以及開度進行一個合理調控，從而達到對石油產量的把控;第三，對控油機的監控，電氣自動化技術可以全方位地對控油機油溫、壓力和控油桿進行檢測和操控。此外，在油田進行大量開采之后，伴隨著油田能量的不斷減少，產出石油質量也會降低。后期地下出現虧空甚至會使得石油無法繼續開采，為解決這種困境，石油企業一般會大量向地下注水增加壓力，完成開采。在注水過程中要對流量計的注水壓力、注水流量進行實時監控，電氣自動化技術的使用就可以及時有效地完成這種遠程監控，保證注水流程的順利進行。對石油生產各環節的遠程監控，一方面降低人工操作的危險性，另一方面也會大大提高工作效率，是未來電氣自動化技術的一大應用前景[3]。

3.2通用結構促進市場化

電氣自動化技術應用于油田生產以來，在提高生產率，增加經濟效益方面收獲頗豐，而實現電氣自動化技術的結構通用化則是關系到今后能否普及使用的一個關鍵點。電氣自動化系統在通用設計之下，能夠更好地保證企業管理系統、現場監控系統等各個子系統之間信息的傳遞。通用網絡結構的設計，在接收生產數據的同時，也能對石油行業市場發展與需求做具體分析，對二者進行更好的匹配，從而促進石油企業整體的升級與調整，進而提高生產效益。在這一過程中要注意的是，電氣自動化技術的順利應用離不開專業人才隊伍的建設，石油化工企業若想充分利用這一技術，相關技術人員必須掌握豐富的專業知識如計算機網絡技術、儀器儀表檢測、控制理論等，而反過來，高素質人才隊伍的建設也將極大程度上提高企業自主創新能力。因此，加強通用結構設計、大力引進相關人才是未來電氣自動化技術在油田生產領域發展的重要方向。

結論：

綜上所述，氣自動化技術在減少人力、提高生產效率，創造經濟價值等方面起到了重要作用。石油企業應將電氣自動化作為未來油田生產的戰略方向與技術手段，適當投入科研費用，組建專業人才隊伍，提高電氣自動化技術水平，加強電氣自動化通用設計，以促進油田生產效益的整體提升。

參考文獻：

[1]楊衛學.淺析電氣自動化在石化行業的應用及發展[J].智能城市，2018，4（19）：144-145.

[2]趙成杰.石油化工電氣自動化系統集成[J].化工管理，2020（15）：151-152.

[3]何小款.電氣自動化系統在石油行業中的應用研究[J].現代鹽化工，2019（03）：159-165.