張 余

（大慶油田第七采油廠 信息中心，黑龍江 大慶 163517）

0 引言

油田勘探與開采技術不斷發展和進步，油田開采面積逐漸擴增，數字化監控系統運維體系的建立健全成為重點。隨著油田數字化建設范圍的擴大，數字化水平、企業效益、管理質量和管理水平不斷提升，員工勞動強度大幅降低。然而在油田規模不斷擴增的情況下，與之對應的運維體系卻并不完善，已有的數字監控體系在質保期結束后運維能力降低，最終系統徹底癱瘓?？茖W有效的運維有利于數字化油田設備正常運轉。所以，油田數字化建設固然重要，建立科學有效的運維系統也同樣重要。油田數字化監控系統運維體系的構成主要包括工控機、可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）、儀表、組態軟件和網絡等，無論哪個環節存在漏洞，對系統運行都會造成負面影響，所以運維體系的整個過程都要受到重視，這樣才能保障數字化油田的順利發展。

1 數字化監控系統的組成與功能實現情況

1.1 系統的組成

1.1.1 信號采集層

信號采集層的功能是采集各油田生產數據，具體包括溫濕度、壓力、液位、流量等，用于生產設備和集控系統的協調配合。信號采集層將獲取的信息上傳后，生產控制中心會獲取相關數據，并參照生產需求對生產流程和設備實現管理和控制。

1.1.2 系統交互層

系統交互層建立在網絡基礎上，通過在對應網絡系統中完成數據與數據的交互、設備與設備的交互，油田生產系統中各個模塊、子系統和生產要素間的關聯更加密切。

1.1.3 數據存儲層

監控系統、生產及控制系統儲存、匯總、處理和分析數據基本的前提就是數據存儲層中存儲的數據。數據存儲層用于存儲油田生產數據和設備運行數據等。一般來說，為了便于數據存儲層中數據的使用，數據存儲層的數據存儲形式是多個數據庫相互之間存在某種聯系的數據集合構成一個數據庫，存儲的數據都是結構化數據，冗余數據并未包含在內。

1.1.4 智能管控人機交互層

智能管控人機交互層的主要目標是增強現場生產設備與后臺管理人員之間的交互，以保證后臺管理人員對現場安全、生產流程、設備運行和設備維護等進行監督控制。智能管控人機交互層在監控體系中是最高層，歸屬于應用層，針對各類信息和數據利用多種先進的科學技術進行分析處理是智能管控人機交互層最主要的職能之一，可以更好地整合數據資源，為生產決策和管理決策提供依據，實現更加科學合理的管理與控制。

1.2 各項功能的實現情況

首先，監控系統可實現對設備的監控管理，包括設備臺賬信息、分類管理和狀態監測幾個方面。通過狀態監測，監控系統可實現數據的實時采集和查看，也可查找歷史信息，顯示設備點位的更新時間、更新值等。維護單位和負責人可根據曲線數據進行有效維護。監控系統還可對流量計、液位計、壓力表等設備進行分類管理，做好臺賬信息的維護管理工作。其次，監控系統可實現有效數據分析。運維管理人員可通過監控系統獲取各項設備信息，包括氣量、油量、溫度和壓力等，設定好邏輯參數后，監控系統可發揮良好的輔助功能。最后，運維管理人員根據統計查詢、故障清單和維修記錄來進行現場維護，到場排查故障后上報處理過程和結果，由運維中心進行確認或是自動確認。如果出現無法維修的情況，可更改維修級別，進行下一步的協調，制訂新的維修方案。

2 油田數字化監控系統運維體系分析

傳輸生產數據必須要借助網絡來實現，數字化監控系統運維體系中的網絡包括多種。油田數字化監控系統一般利用網線或者信號線完成PLC 和現場儀表的連接，利用網線完成PLC 和工控機的連接，如果工控機生產數據需要向企業網進行傳遞，就要借助光纜實現。其間任何傳輸過程存在的問題都會對監控系統運維體系運行產生負面影響。人為因素會導致網絡中斷，特別是在站內站外頻繁施工的情況下，施工人員對光纜線路并沒有深刻的認知，很可能導致地埋光纜受損，生產數據無法正常傳輸。光纜維修人員即使在最短時間內進行維修，也會對光纜的后續應用產生一定程度的干擾，傳輸速率降低，損耗增加，最終對網絡運行速度造成影響。

完成數字化監控系統建設并驗收通過后，系統運行的安全性和穩定性都可以得到保證，但操作工控機時可能會遇到各種問題。部分操作人員并不擅長在計算機上操作，錯誤操作行為頻繁發生，組態軟件運行受到影響，嚴重情況下還可能導致系統癱瘓，監控系統無法正常運轉。與此同時，現場經常出現操作人員隨意將工控機與移動存儲設備連接的現象，而且結合實際情況可知，工控機運行速度并未得到保證，甚至計算機病毒也廣泛存在于工控機中，企業監控管理和生產管理必然面臨非常大的安全威脅。數字化系統運維中管理制度的建立和嚴格落實需要管理人員的高度關注。

數字化系統以自動采集儀表為基本前提，數字化系統要想正常運轉，需要儀表能夠實時、準確地讀取數據。與此同時，數字化系統中現場儀表損壞率也是最高的。現場的溫度和壓力變送器很容易遭到雷擊，此時很容易出現突發性斷電和通電的現象，這必然會對儀表造成一定的損壞。根據油田公開的實際數據，定量摻水設備和自動化儀表的應用時間較長，所以故障發生率也更高。油田實際運行過程中，儀表更換和維修人員較為匱乏，維修人員過少就會導致自動化儀表長期處于超負荷工作狀態，且儀表維修質量和效率也無法得到保證。

組態軟件用于采集、儲存、更新和顯示現場數據，筆者工作的油廠中應用的組態軟件有多種類型。紫金橋（紫金橋監控組態軟件6.5）、美國記憶（ifix5.0）、力控（6.1SP）和西門子（西門子WINCC6.0）組態王（KINGVIEW6.53）是當下常用的幾種組態軟件。硬件供應商并不是固定不變的，而且應用的組態軟件也有多種類型，這就要求軟件運維人員掌握多種組態軟件操作方法，并且熟知現場儀表和PLC 工作原理。除此之外，部分井站監控系統還要進行工業控制，中控室內操作人員需要通過遠程控制方法啟動或關閉設備，并完成設備參數的調整。這個過程需要應用組態軟件，同時也要應用到多種數據庫。軟件運維人員不僅要掌握組態軟件操作方法，還需要掌握數據庫相關知識。

3 建立數字化監控系統運維體系

要建立數字化監控系統運維體系，首先，運維人員要熟練掌握各種軟件編程知識和技能；其次，建立嚴格的管理制度和組織機構，這樣運維體系建立才能保證完善且嚴密。

3.1 網絡運維組的建立

維護數據傳輸網絡日常運行是網絡運維組最基本的工作之一，網絡運維要及時，就需要各個部門協同配合。施工過程中施工部門與光纜使用單位要保持聯系，確定施工范圍是否有光纜，盡可能避免對光纜造成破壞。同時，光纜維護部門要對光纜輻射區域精準定位，并將定位信息提交給有關部門，對站內、站外、企業網光纜所在區域加設標識，最大限度地保護光纜線路不受破壞?；蛘咴O計部門在對施工線路進行設計時，就要避開光纜輻射區域。若施工線路必須要經過光纜輻射區域，就要對施工線路進行整體分析，盡可能將光纜破壞程度控制在最低水平。

3.2 管理機制的建立

有關部門要制定健全的工控機日常管理機制。首先，工控機操作人員在對工控機進行操作之前，一定要接受工控機有關培訓，除工控機操作人員以外的其他人員無權對工控機進行操作。還要建立問責機制，所有工控機都要有與之對應的負責人，若工控機操作或管理不當導致故障，負責人應承擔相應責任。其次，工控機連接移動存儲設備的操作只能由專業維修人員負責，其他人若隨意操作必須嚴格處理。再次，工控機設備非常敏感，企業網和工控機之間不能互連，若二者間有數據交換的需求，需要借助網絡隔離設備來實現，也可以通過專網專用的方式實現。最后，要建立健全工控機管理制度，降低工控機故障發生率。

3.3 動態臺賬管理的建立

數字化監控系統運維部門應針對每個設備制定長期有效的管理方案，從每個監控點的特點出發，分析其運行參數、實現功能，查找監控設備的管理要點和運行規律，包括校準校驗頻率、易耗品更換頻率、運行時間、備案參數和檢測方法等，建立動態管理臺賬，對監控設備的各類信息進行及時監控和更新，針對容易出現問題的環節，制訂針對性的管理方案。

4 結語

數字化監控系統的應用能有效提升油田生產運行效率，但該系統存在的環節較多，任何環節出現問題都會對系統的運行效率產生影響，這就需要運維部門加強管理，保障系統的使用穩定性。本文從數字化監控系統的組成和功能出發，對其運維體系進行分析，希望通過加強管理來改善整體運維狀況，促進油田的可持續發展。