油田地面工程建设中自动化技术的应用探析

发表时间:2020/6/8   来源:《科学与技术》2020年4期   作者:周聪
[导读] 近年来,社会进步迅速,我国的各行各业的发展也有了改善。
         摘要:近年来,社会进步迅速,我国的各行各业的发展也有了改善。很多油田生产和作业区域的位置都比较偏远,自然条件十分恶劣,油气生产区域内的人口较少,交通情况较差。油田地面工程建设需要保护自然生态环境,避免占用农田和草原,严格按照油田地面工程设计和施工标准进行建设,为了减少油气站场和地面管线铺设数量,需要配套应用成熟的自动化控制技术,对油水井和场站进行实时监测和控制,降低油田地面工程建设成本,保证油气安全生产。
         关键词:油田地面工程建设;自动化技术;应用探析
         引言
         油田地面工程建设是油气开发过程中不可获取的一个环节,是保障油气资源开采高效、安全、可靠的重要手段,地面工程建设有效的降低了油田的开发成本,避免了不必要的浪费,创造了良好的油田开发工作环境。油田地面工程建设中逐渐的实现自动化的覆盖,根据油田的实际情况,在现有的技术上,建立符合油田生产的自动化技术应用机制,保障油田开采的顺利进行,促进我国油气资源开发和管理工作的可持续发展。
         1油田地面工程建设的内容
         油田地面工程建设是油气开发、存储、运输中的关键环节,其建设质量直接影响油气开发工作的整体效率。油田地面工程建设需要从注水工艺、站场工艺、集油工艺等多方面实现自动化,保障油气资源开发的顺利、高效进行,集油工艺主要包括油井、输油管道、原油库等多个区域,实现原油的收集、运输、储存等。集油工艺根据油田的实际情况不同,有着多样化的特点。从具体的环节分析研究,集油工艺的覆盖面积比较广,涉及的范围也比较多,主要有原油库、油井、输油管道等,实现了油气资源的收集、输送、处理等。针对油井的使用要求不同,使用的集油工艺也有所区别,比如一些油田采取环状集油的方式,环状集油减少了管道的数量,有效的控制地面工程成本。注水技术的特点为油层内部的压力通过注水流程有效的得到保持,油层中驱替计将更多的原油驱离,油气资源的开采更加方便、快捷,开采的成本也有所下降。根据实际使用情况的不同,使用的注水技术也有所区别,未来注水技术的发展过程中必然呈现出多样化的形态,油田开发过程中,切割注水、面积注水、边缘注水、点状注水等技术满足了各种使用需求。站场建设中自动化技术的应用,主要是对操作流程中掺水分配计量、压力、温度、可燃气体等实现实时的监督和控制,有效的对整个油田的生产活动状态进行监控,科学合理的控制油田生产活动中出现的各种问题,降低安全事故发生几率,保障油田开采生产活动的顺利进行。
         2油田地面工程建设中自动化技术应用所遵循的原则
         油田地面工程建设过程中自动化技术的应用,要在相关原则框架体系下,实现对各类自动化技术进行合理化调整与必要的优化,进而将整个油田地面工程建设自动化技术落实于实践。
         2.1高效化
         自动化技术在油田地面工程建设中的应用必须要遵循高效化的原则。根据油田地面工程建设的成本控制以及管理活动的要求,对油田地面工程建设的环节、自动化技术的应用场景与应用模式进行全面评估,以确保自动化技术满足油田地面工程建设的客观要求。
         2.2标准化
         自动化技术在油田地面工程建设中的应用必须要遵循标准化的原则。油田地面工程建设作为油田建设活动的重要组成部分,与多个施工领域存在天然联系,无形之中增加了整个施工技术的应用难度。为了适应这一现实状况,提升自动化技术在油田地面工程建设操作中的应用效能,就需要从标准化层面入手,对不同的技术环节进行必要的规范与梳理,减少复杂冗余环节对油田地面工程建设中自动化技术维护活动的不利影响,实现不同技术之间的有效衔接。基于这种考虑,自动化技术以及相关技术应用流程必须进行标准化处理,降低自动化技术应用环节的衔接难度,使得在较短时间内自动化技术快速融入相关建设活动之中,推动油田地面工程建设的有序进行,提升现阶段油田地面工程建设的质量与水平。


         3油田地面工程自动化系统设计
         3.1控制系统结构设计
         油田地面工程自动化系统设计和建设,需要把联合站作为监测控制中心,把油水井、阀组间和联合站等生产单位作为控制节点,建立起油田生产SCADA监测控制系统。油气生产单元利用PLC和远程控制终端等进行数据采集和控制,利用无线技术或者通信电缆来传送油气生产数据,联合站中的监测控制中心对生产数据进行处理和分析。抽油机井运行状态数据生成的示功图、油井运行压力和温度等数据传输,采用了近程无线数据通讯技术,避免通讯线缆的敷设对农田和草原的破坏。油水井生产数据和联合站监控中心,利用McWill无线技术实现通信,该技术可以实现IP移动宽带接入,为用户提供大容量无线宽带业务,为油水井生产数据采集和视频监测提供足够的带宽,可以更好地解决油田偏远区域的数据传输和通信问题。
         3.2监测控制中心
         联合站作为油田生产区域的监测控制中心,根据油气田地面工程数字化建设的相关规定内容,需要联合站自动系统可以实现对辖区油水井、集输管道等生产数据进行采集和处理,对生产工艺流程进行动态演示,对生产异常情况进行报警,把生产数据可以转换成报表。对油气生产数据信息进行存储和管理,建立起生产趋势图。采用PID控制方式,提高被控对象的动作精度。可以实现对油气生产设备的批量控制,也可以在紧急条件下立即停车。对油水井流量进行准确地计量和管理,对油田站场生产情况进行视频监测,可燃气体浓度超过标准值会及时发出报警信号。数据通信端口可以实现与监控系统和控制设备的数据交互,为监控中心提供生产数据信息,并接受控制指令。
         3.3监控软件和数据库
         油田生产自动化控制系统,需要结合油田生产工艺需求,开发出应用软件和数据库,采用组态软件开发出满足监控功能的人机界面,可以更为直观的显示出油田生产的工艺流程,采用SQL数据库技术对油田生产数据进行存储和分析,开发示功图软件,并同步显示油井生产电流和功率等数据信息,对原油产量进行计量和存储。
         3.4自动化系统设计
         油田地面工程建设一定要遵循高效的原则,明确油田地面工程建设中的具体要求,梳理整个技术流程,自动化的应用一定要满足油田地面工程建设的实际需要。联合站监控中心是自动化建设中的核心,通过联合站实现油田内部阀组、单井等生产单元的节点控制,建立远程终端控制的自动化控制系统。例如油田地面工程建设终端中PLC的应用,充分的发挥其重要性,满足油田地面工程建设客观需求。PLC技术主要的组成结构为中央处理器、输入端、输出端、存储器、控制装置等。中央处理器的主要功能就是发出各种控制指令或者数字运算,是整个PLC技术中的关键部分;存储区是PLC技术的中枢,将系统运行过程中的逻辑运算、顺序控制、计数等进行存储,保障PLC技术运行的安全、稳定。在保障远程终端控制不受影响的基础上,科学合理的控制油田内部温度、压力等仪器设备,在油田内部形成无线通信的形式,建立完善的、高效的信息平台,保障油田内部各种活动的顺利开展。
         结语
         油田地面工程建设自动化技术的应用对于提升油田地面工程建设水平、推动油气资源开发活动的有序开展有着十分深远的影响。本文立足于油田地面工程建设活动的实际情况,明确地面工程建设的基本内容、特点与要求,在科学性原则与实用性原则的框架下,以现有的自动化技术为引导,探讨自动化技术应用的全新模式,推动油田地面工程建设活动的有序进行。
         参考文献
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