采油生產(chǎn)過(guò)程中的儀表自動(dòng)化應(yīng)用研究

姜雨華

（大慶油田第四采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所，黑龍江 大慶 163000）

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)石油資源的需求逐漸擴(kuò)大，對(duì)油田開(kāi)發(fā)和加工生產(chǎn)的要求也不斷提高。依靠傳統(tǒng)的采油工藝無(wú)法保證油田的采油效率，而且受限于施工技術(shù)，油田資源的利用程度一般較低。在現(xiàn)階段的采油工藝中，自動(dòng)化儀表可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，保證油田生產(chǎn)過(guò)程中的安全性、高效性，自動(dòng)化儀表本身對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的傳輸和處理，可以為采油工藝提供一定的數(shù)據(jù)支持，保證石油企業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

1 采油生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題

以往的石油企業(yè)一般采用人工的方式開(kāi)展采油工作，人力開(kāi)采難以達(dá)到企業(yè)要求的生產(chǎn)精度，無(wú)法達(dá)到施工要求的生產(chǎn)工藝容易導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題和安全事故，如投料嚴(yán)重不足或者溫度難以有效控制等。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，通常石油企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)污染程度較大，如果企業(yè)員工長(zhǎng)期處于這種惡劣的環(huán)境，又沒(méi)有設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)設(shè)施，就會(huì)影響員工的身體健康，甚至誘發(fā)員工的職業(yè)病，縮短員工的壽命。

2 應(yīng)用于采油過(guò)程的自動(dòng)化儀表類(lèi)型

2.1 界面控制類(lèi)儀表

在采油過(guò)程中，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的大型油田在界面控制系統(tǒng)上一般安裝自動(dòng)化的儀表，能夠大幅度提高采油的整體效率。界面控制儀表上安裝著差壓變送器，通過(guò)結(jié)合電器轉(zhuǎn)換器對(duì)油品差進(jìn)行不間斷的檢驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)儀表自動(dòng)檢驗(yàn)和控制采油的整體過(guò)程。在油田開(kāi)采過(guò)程中，油量大多以噸為單位，二次表可以任意測(cè)量不同種油品，檢驗(yàn)其油罐內(nèi)的實(shí)際噸數(shù)，從而縮短密度換算時(shí)間。這種控制儀表具有施工工藝簡(jiǎn)單、觀察測(cè)量度數(shù)直觀性的特點(diǎn)，相比傳統(tǒng)的測(cè)量方式，大大提高了石油工程的開(kāi)采效率。

2.2 監(jiān)測(cè)控制類(lèi)儀表

這類(lèi)儀表應(yīng)用于石油工程的開(kāi)采過(guò)程中，一般是基于一次表測(cè)量到的數(shù)據(jù)，在二次表中直接顯示出來(lái)，從而直觀展示監(jiān)視參數(shù)。借助監(jiān)測(cè)類(lèi)儀表對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)督和測(cè)量，確保目標(biāo)參數(shù)的準(zhǔn)確性，并對(duì)測(cè)量出的目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行分析，掌握各類(lèi)參數(shù)發(fā)生的各種變化，根據(jù)相應(yīng)的變化采取針對(duì)性措施，提高油田采油工程的工作效率。

2.3 報(bào)警控制類(lèi)儀表

這類(lèi)儀表應(yīng)用于實(shí)際的油田開(kāi)采過(guò)程中，主要作用是對(duì)采油過(guò)程的油層的液位、壓力和氣體等目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)督，并分析這些目標(biāo)參數(shù)，一旦出現(xiàn)不符合要求的情況，即油層的液位超過(guò)最初設(shè)定的范圍，及時(shí)采取液位報(bào)警的方式，將報(bào)警信號(hào)傳達(dá)到報(bào)警器上，由工作人員采取相應(yīng)的解決措施應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，避免液位過(guò)高使油品溢出，從而起到雙重保險(xiǎn)的作用。

3 自動(dòng)化儀表在采油工藝中的實(shí)際應(yīng)用

在油田的生產(chǎn)過(guò)程中，在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中應(yīng)用不同類(lèi)型的自動(dòng)化儀表，使不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生一定的聯(lián)系。如石油生產(chǎn)控制系統(tǒng)結(jié)合DCS控制體系，突破了傳統(tǒng)控制方式，改變了石油生產(chǎn)現(xiàn)狀，充分發(fā)揮自動(dòng)化儀表應(yīng)用于采油過(guò)程中的價(jià)值。在實(shí)際的采油過(guò)程中，技術(shù)人員需要收集油田現(xiàn)場(chǎng)信息，全面掌握大部分信息，并根據(jù)這些信息制定科學(xué)合理的開(kāi)采方案，才能正式啟用運(yùn)行自動(dòng)化儀表。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)信息的收集時(shí)，需要收集較詳細(xì)的石油數(shù)據(jù)，再對(duì)其進(jìn)行整合和篩選，從其中提取相對(duì)可靠、準(zhǔn)確的信息，確保后續(xù)開(kāi)采工作的科學(xué)性和安全性。在構(gòu)建DCS控制系統(tǒng)時(shí)，需要明確的是，監(jiān)控中心作為這一系統(tǒng)的重要組成部分，通過(guò)此中心可以有效控制和處理整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，包括流量數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)。當(dāng)監(jiān)控中心獲取相關(guān)油田現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)后，及時(shí)整合相關(guān)數(shù)據(jù)，將其輸入指定的服務(wù)器系統(tǒng)中，系統(tǒng)內(nèi)自帶的數(shù)據(jù)處理功能會(huì)處理相關(guān)數(shù)據(jù)，再將處理后的數(shù)據(jù)傳輸給相關(guān)技術(shù)人員，確保技術(shù)人員全面掌握處理后的數(shù)據(jù)得到的信息，從而對(duì)油田開(kāi)采過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別，并采取針對(duì)性措施進(jìn)行控制，避免采油過(guò)程出現(xiàn)安全事故。在采油過(guò)程中，由于開(kāi)采環(huán)境過(guò)于復(fù)雜，采集的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性很可能受到自然環(huán)境、氣候等因素的影響，通過(guò)建立均衡式的傳輸模式，確保獲取的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。通過(guò)自動(dòng)化儀表對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行全場(chǎng)監(jiān)控，確保整個(gè)施工流程操作的規(guī)范性，一旦在監(jiān)控過(guò)程中出現(xiàn)安全問(wèn)題、質(zhì)量問(wèn)題，必須采取針對(duì)性措施解決相應(yīng)的問(wèn)題，充分應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)，建立數(shù)字化、智能化的油田工程生產(chǎn)。

4 自動(dòng)化儀表在采油工藝中存在的問(wèn)題及建議

4.1 技術(shù)人員缺乏責(zé)任感

將自動(dòng)化儀表應(yīng)用在石油開(kāi)采過(guò)程中，降低了人力工作量，減少了技術(shù)人員的疲勞度，提高了石油工程的安全性，但是，在實(shí)際的開(kāi)采過(guò)程中，必然存在一些潛在的安全隱患。以往的人工操作負(fù)責(zé)人具有較強(qiáng)的責(zé)任心，而現(xiàn)階段的操作人員過(guò)于依賴自動(dòng)化儀表，對(duì)采油工程的操作并沒(méi)有太大的責(zé)任感，大大降低了技術(shù)人員的學(xué)習(xí)積極性，自動(dòng)化儀表一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題或者發(fā)生損耗，技術(shù)人員維修能力不足，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)一些安全問(wèn)題，如果繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)自動(dòng)化儀表，甚至還會(huì)引發(fā)安全事故。一些大型油田石油自動(dòng)化儀表是在較早的年代制造生產(chǎn)，使用的自動(dòng)化儀表普遍年限過(guò)長(zhǎng)，大多是被市場(chǎng)淘汰的產(chǎn)品，一旦發(fā)生嚴(yán)重的損耗，市場(chǎng)上難以找到與之相匹配的零部件，只能停止使用，導(dǎo)致生產(chǎn)效率大大降低，還會(huì)引發(fā)較大的安全隱患。

4.2 自動(dòng)化儀表應(yīng)用的相關(guān)建議

在石油開(kāi)采的過(guò)程中，對(duì)于自動(dòng)化儀表的使用，必須加強(qiáng)設(shè)備和人員方面的管理力度，保證自動(dòng)化儀表在采油過(guò)程中發(fā)揮最大的價(jià)值。在技術(shù)人員方面，必須提高技術(shù)人員的操作水平，建立健全崗位責(zé)任制度，落實(shí)好個(gè)人的責(zé)任，一旦出現(xiàn)儀表?yè)p耗、失靈等問(wèn)題，技術(shù)人員可以自主對(duì)儀表進(jìn)行維修。

如果長(zhǎng)期不修理儀表，就會(huì)縮短儀表的使用壽命，降低采油效率，甚至還會(huì)對(duì)采油工程的整體進(jìn)度產(chǎn)生影響?；诖?，高水平、具有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員有利于對(duì)自動(dòng)化儀表開(kāi)展定期的維護(hù)工作，在每個(gè)階段的維護(hù)工作結(jié)束后，及時(shí)做好相應(yīng)的維護(hù)記錄，提供給后續(xù)的施工做參考。在北方地區(qū)，由于天氣溫度較低，儀表的精確度很容易受到溫度的影響，從而導(dǎo)致相關(guān)測(cè)量的數(shù)據(jù)受到影響。溫度較高也會(huì)對(duì)儀表產(chǎn)生影響，使儀表內(nèi)部積壓過(guò)多的熱量，熱量又難以散失，就會(huì)導(dǎo)致儀表內(nèi)部承擔(dān)過(guò)大的壓力，在后續(xù)的運(yùn)作過(guò)程中，很可能會(huì)引發(fā)安全事故。基于此，技術(shù)人員要根據(jù)不同季節(jié)了解儀表的性能，確保在每個(gè)時(shí)節(jié)合理利用儀表，并對(duì)儀表進(jìn)行有效的維護(hù)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化儀表技術(shù)廣泛應(yīng)用于石油采油過(guò)程中，提高了采油的工作效率，降低了技術(shù)人員的疲勞度。由于采油工程環(huán)境過(guò)于復(fù)雜，施工工藝較為煩瑣，施工成本較高，推行油田數(shù)字化建設(shè)難度較大。但是，石油生產(chǎn)自動(dòng)化將是石油工程的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，要對(duì)其進(jìn)行深入探索和研究，對(duì)儀表自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，推動(dòng)石油行業(yè)更好地發(fā)展。