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长庆数字化油田中的核心技术

作者:www.cechina.cn2015.12.14阅读 3452

  油田行业中原油稳产是首要任务控制工程网版权所有,但采油规模不断扩大,人力资源不足,员工劳动强度大和管理难度高等一些问题也日益严重,因此必须改变以往老、旧生产管理模式和生产方式,帮助油田建立创新的数字化管理系统已成为石油行业信息化建设的首要重任。数字化油田管理系统实现了对油气生产过程的实时监测、分析、优化和调整,创建了以生产单元过程控制为核心控制工程网版权所有,建立其以采集前端系统参数及控制为手段的油田数字化管理体系,形成了数据采集、生产调度、指挥协调于一体的信息化、精细化、自动化生产管理模式。
  长庆油田(隶属于中石油),是目前全国唯一自上而下统一规划大规模进行油气开采数字化建设的油田企业。目前长庆油田存量油田改造项目数字化工作量占比将近50%,其每年新井数字化工作量约为6000-8000口。但由于地势环境的因素,导致了长庆油田“数字化”系统是一个复杂的、多层结构的信息化系统。在谈到长庆油田“数字化”时,不得不提到一个关键角色——北京安控科技,正是安控的数字化油田解决方案为实现油井采油过程的实时化数据采集、传输和消耗与产量分析等提供了核心技术。
  整体数字化油田规划
  长庆油田在新油田投产、老油田改造中开展了一系列数字化生产管理系统建设,利用自动控制技术、计算机网络技术、油藏管理技术、油气开采工艺技术、地面工艺技术、数据整合技术、数据共享与交换技术,视频和数据智能分析技术,实现了电子巡井,分析判断、精确定位,减少了劳动强度,提高了生产效率。
  在长庆油田公司数字化管理项目的中,安控科技结合实际情况进行了整体规划,从系统结构、设备选型和功能实现三个方面进行设计,系统结构包括井场和站内两大部分。
  井场系统分为井口部分、井场配水间部分、井场视频监控部分和井场主控部分;站内系统分为站内视频监控部分、增压站RTU/PLC控制部分、中控室监控系统部分;这两大部分之间是通过无线网络进行数据交换的。
  井口无线通信技术的实施
  传统的有线网络损坏率高,其他无线方案功耗不能满足要求,而安控科技作为国内领先的油气井自动化解决方案供应商,结合成熟的ZigBee技术,率先采用2.4GHz无线Mesh通讯技术,成功替代了过时的有线和433MHz无线通信方案,经过长期在长庆油田推广和实施,已经成为了长庆油田在油气井口实施无线传感网络的标准。
  XBee 802.15.4或XBee ZB模块嵌入到井口RTU以及各类压力、温度、载荷、电量及流量传感器中,配合大容量锂电池或太阳能供电系统,充分利用休眠功能,满足各类仪表传感器5年使用需求。
  使用ZigBee通信协议形成油田进口采集通信系统具有成本低、组网方便、维护方便等特点,将期与以太网相结合,具有很好的使用和推广价值。

  长庆数字化油田中的核心技术和产品
  ■ 井口RTU:选用安控科技的井口数据采集RTU,通过4-20mA模拟信号对负荷和角位移进行示功图数据采集;远程手动控制油井电机启停,并采集油井运行状态;启动现场报警提示;对电机三相电压和三相电流进行采集。井口数据通过2.4G无线通讯协议与井场主RTU进行通讯。
  ■ 井场配水间RTU:选用安控科技的配水间RTUwww.cechina.cn,对井场配水间汇管压力进行采集;通过RS485采集高压注水流量计的注水流量数据,同时还与压力变送器进行通讯。配水间数据通过2.4G无线通讯协议与井场主RTU进行通讯。
  ■ 井场视频监控:选用室外云台和摄像机,通过井场摄像机传送视频信息到视频服务器,通过交换机上传至无线网桥,后经无线网络最终实现现场视频数据传送到站内视频监控平台。
  ■ 井场主RTU:选用安控科技的井场主RTU(Super32-L系列RTU),通过4-20mA模拟信号对井口出油管线压力进行采集;通过2.4G无线通讯协议与所属各井口RTU和配水间进行无线通讯,以实现数据采集和井口控制;通过无线网桥上传数据到增压站。
  ■ 站内视频监控部分:选用室外云台和摄像机,通过站内摄像机传送视频信息到视频服务器,后经交换机实现现场视频数据传送到站内视频监控平台。
  ■ 增压站RTU/PLC控制部分:选用安控科技的增压站RTU/PLC(3个AI模块、1个AO模块、1个DI模块、1个DO模块和一个RS485采集模块),实现站内监控点的数据采集、回路控制、故障连锁和累计计算等功能。
  ■ 中控室监控系统部分:选用安控科技的数字化油田SCADA软件,实现站内和井场的实时数据采集,同时结合长庆油田油气工艺研究院的功图智能工况诊断和功图量油系统,实现产量计算、功图量油、自动语音报警、报警管理和报表自动生成等功能。
  ■ 无线网络部分:数据无线通信产品选用无线网桥产品, 实现增压站和井场之间的数据实时传输、视频监控、远程控制等效果,并将相应数据传输至后台网络,实现后台信息共享,信息管理等应用。
  为什么选择安控科技的解决方案
  安控科技是一家致力于数字化油田、智能油田的建设的本土公司,是国内最早实施油气田站控SCADA系统的厂商之一CONTROL ENGINEERING China版权所有,其RTU产品在业界也享有较高地位。
  在油气田领域,安控已经拥有国内领先、完善的数字化油田产品和解决方案,涉及从井口开采、油气外输各工艺流程的配套产品到数字化平台建设,成功实施了国内多个数字化油田项目。
  安控科技拥有自主知识产权的一体化RTU、模块化RTU、仪器仪表产品,在国内数字化油田、智能油田的建设领域保持领先的竞争优势。
  安控科技近年来持续为长庆油田的井、间、站、电网的整体数字化建设及改造提供配套的自动化产品和服务。通过多年油气行业的项目集成实施CONTROL ENGINEERING China版权所有,安控科技在油气处理站的DCS、ESD、F&GS系统,油气田的SCADA系统,管道的泵站PLC、SCADA系统等方面积累了丰富的项目集成和实施经验。
  数字油田的发展趋势
  在油气开采方面,我国油气水井的自动化普及程度较低,存在数据内容不齐全、数据质量不高等问题,未来油田生产自动化是必然的趋势,行业前景巨大。数字油田是一个集生产、科研、管理和决策为一体的综合性信息平台,它对油田的信息化建设起着统领和导向的作用,拥有广阔的发展前景。
  数字化技术在油田的建设与发展的过程中所发挥的作用,是其他经营与管理手法无法替代的,因此必须积极研究数字化在油田建设与发展中的新作用,以促进石油的安全生产效率,降低人员的劳动强度,进而更好地提高油田的生产与管理效率,最终实现油田的低成本开发,推动我国油田建设的快速发展。

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