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摘 要：三塘湖采油厂隶属中国石油吐哈油田公司，包括牛圈湖、牛东、西峡沟、北小湖4个区块油田，每个区块单元之间相隔遥远、最远相距100多公里，本文针对三塘湖油田自动化的现状进行分析，制定自动化建设方案，采取“总体设计、分步实施”的原则，根据产能建设变化和采油厂发展的需要，逐步开展自动化项目建设。
本项目主要完成了以联合站为调度中心，实现了在中控画面上对全厂工艺流程数据实时采集、控制与管理；单井功图量油系统实现站外100余口油井生产状态监控；视频监控系统实现厂区及重点设备的视频监控，降低了安全风险。
关键词：自动化 功图量油技术 视频监控 数据监控
一、论文背景
将自动化技术应用到生产和经营管理过程，在技术上可实现生产过程全面监控，数据采集齐全准确；在管理上可实现管理自动化、网络化、保证运行组织迅捷高效；在安全上可实现安全防范灵敏可靠，避免安全事故的发生，从而改变生产现状、提高生产效率、提升管理水平、加强安全防范，由此可见三塘湖采油厂自动化系统建设的重要性。
三塘湖采油厂管辖着牛圈湖、牛东、西峡沟、北小湖4个区块油田，牛圈湖联合站、牛东接转站、三塘湖至哈密原油外输管道及各类生产设备。可将三塘湖采油厂的管辖范围分为站内和站外。三塘湖采油厂的自动化现状：一是站外油井，大都分布在戈壁滩上，单井信号未采集，工况无法监测，不利于油井的管理与维护，不能及时发现并处理工况异常的油井； 二是站外配水间仅有就地流量显示，无法准确调整配注量；三是站内仅有联合站一套DCS自控系统，只能满足自身需求，牛东接转站未实施自控系统；四是厂区及重点设备无视频监控。由此可见，三塘湖采油厂自动化系统不能满足生产与安全需要，急需扩建与完善。
二、建设内容及原则
1.建设内容
针对三塘湖采油厂自动化系统现状，我们提出如下建设方案：
一是扩建自控系统：完成牛东接转站PLC系统建设，实现联合站和牛东接转站站内实时数据的监测与控制，保障站内设备安全运行。
二是应用功图量油系统：实时监测站外油井参数，实现生产井液量查询、工况诊断及数据展示。
三是实施视频监控系统：实现厂区、周界重点设备以及重点生产生活场所的远程监控。
2.建设原则
三塘湖采油厂自动化系统建设遵循以下原则：
一是数据传输可靠：选用可靠性高，实用性强的远传仪表及设备。
二是设备监控到位：实时、准确地监测站内重点设备、重点部位场区的运行状况，确保图像清晰与监控质量。
三是控制系统稳定：根据自动化前沿技术，选用成熟、可靠、稳定、可扩展的自控系统。
四是产品实用先进：选用口碑好，具有实力的公司的产品。
三、关键技术及创新点
1.关键技术
1.1扩建自控系统
PLC双机热备技术保证数据传输的高效性；交换机冗余保证系统安全；两台上位服务器热备与同步实现主从服务器的同步、实时检测和无扰切换，实现了自控系统的冗余，保证了系统的稳定。如图1：自控冗余系统。
1.2单井功图量油系统
该系统采用北京雅丹的YD-2功图量油系统，主要由工况监控子系统、计量分析优化系统、网络浏览子系统三个部分组成。工况监控系统实现数据采集和远程控制，数据通过计量分析优化系统的分析子系统和模块进行分析后，最后通过网络浏览子系统将数据进行发布。
其中数据采集与通讯是依靠现场采用的无线传感器采集油井载荷、示功图等工艺变量值。采集的数据经油井智能控制终端（RTU）整理后，通过无线GPRS网络将其传送到中心监控室，在单井自动化服务器上实现数据展示。
1.3视频监控系统
为了避免视频线缆信号受强弱电信号干扰，保证视频图像清晰可靠，除中控室及门厅的监控摄像机外，其余监控点的传输部分均采用光缆传输。
在联合站中控室设立一个监控中心，运用欧亚2.0视频监控软件实现本地及企业局域网内图像的浏览、控制及录像调用；通过VGA画面分割器可将操作台的8台计算机中任意一台的显示内容同步显示到65寸液晶电视上。
四、实施效果
1.实现生产实时数据集中监控
通过对牛东PLC自控系统的扩建，实现了牛圈湖联合站、牛东接转站生产实时数据的集中统一监视、控制和管理，累计增加159个模拟量、480个数字量及30副主体流程图。两套系统都进行WEB发布，只要在油田公司局域网范围内就能通过IE浏览实时了解生产工艺参数。
2.实现7套单体设备统一管理
通过modbus数据传输方式，实现了联合站2套称重计量器，2套加热炉，1套过滤器，2套牛东接转站加热炉共计7套单体设备在中控室画面的集中监控。
3.实现单井功图量油
采用RTU通讯技术，实现采油厂所有抽油井油压、套压、载荷、冲程、冲次等变量自动采集和远程传输，通过“油水井远程监控液量自动计量及分析优化系统”进行产液量的计算和抽油机工况分析，自动生成相应生产报表及分析结果。
4.视频监控系统
三塘湖采油厂工业电视监控系统实现了联合站11套，牛东接转站6套，管道首站3套共计17个监控点的监控，实现了重点生产区域和要害岗位视频监控，确保了采油厂安全生产。
五、效益及结论
1.效益
通过三塘湖采油厂自动化系统扩建与实施，带来了以下效益：
一是为基层：根据工艺参数实时监控，给操作人员带来便利，最大程度的降低了安全操作风险，提高了生产效率。
二是为管理：齐全准确的采集数据与WEB发布，通过网络即可全面监控生产各个过程，从而实现了三塘湖采油厂自动化管理的网络化。
三是为安全：工业电视的实施，使得监控图像清晰可靠，网上同步传送，加强了安全防范的可靠性。
2.结论
一是联合站自控系统采用罗克韦尔的产品，在吐哈实现了首例冗余系统。
二是应用web卡件实现web发布，它为油田的不同自控系统发布提供了一种思路。
三是吐哈油田首次采用功图量油技术，且数据传输采用GPRS通信方式，这种传输方式，相比电台传输，不受天气影响，故障率低，不受频段限制，可在其他油田推广应用。
三塘湖自动化建设实施完成后，为公司职能部门和采油厂各级人员提供开放的数据平台，使大家能及时准确掌握从单井到联合站生产动态，并对重要区域、重要设备进行安全监控。尤其功图量油方式引起机关处室和其他采油厂的多次关注。通过中控画面，web发布以及大屏幕的操作展示了一个以中控室为中心的生产运行模式，对三塘湖安全生产、降本增效、高效决策奠定了强有力的物质基础。
作者简介：朱雪萍，女，1993年毕业于西南石油大学检测技术专业，先后参予或负责丘陵100万方轻烃处理装置、丘东120万方轻烃处理装置及三塘湖油田产能建设等多个项目的自动化系统建设，现任三塘湖采油厂设备自动化室副科长。
本项目主要完成了以联合站为调度中心，实现了在中控画面上对全厂工艺流程数据实时采集、控制与管理；单井功图量油系统实现站外100余口油井生产状态监控；视频监控系统实现厂区及重点设备的视频监控，降低了安全风险。
关键词：自动化 功图量油技术 视频监控 数据监控
一、论文背景
将自动化技术应用到生产和经营管理过程，在技术上可实现生产过程全面监控，数据采集齐全准确；在管理上可实现管理自动化、网络化、保证运行组织迅捷高效；在安全上可实现安全防范灵敏可靠，避免安全事故的发生，从而改变生产现状、提高生产效率、提升管理水平、加强安全防范，由此可见三塘湖采油厂自动化系统建设的重要性。
三塘湖采油厂管辖着牛圈湖、牛东、西峡沟、北小湖4个区块油田，牛圈湖联合站、牛东接转站、三塘湖至哈密原油外输管道及各类生产设备。可将三塘湖采油厂的管辖范围分为站内和站外。三塘湖采油厂的自动化现状：一是站外油井，大都分布在戈壁滩上，单井信号未采集，工况无法监测，不利于油井的管理与维护，不能及时发现并处理工况异常的油井； 二是站外配水间仅有就地流量显示，无法准确调整配注量；三是站内仅有联合站一套DCS自控系统，只能满足自身需求，牛东接转站未实施自控系统；四是厂区及重点设备无视频监控。由此可见，三塘湖采油厂自动化系统不能满足生产与安全需要，急需扩建与完善。
二、建设内容及原则
1.建设内容
针对三塘湖采油厂自动化系统现状，我们提出如下建设方案：
一是扩建自控系统：完成牛东接转站PLC系统建设，实现联合站和牛东接转站站内实时数据的监测与控制，保障站内设备安全运行。
二是应用功图量油系统：实时监测站外油井参数，实现生产井液量查询、工况诊断及数据展示。
三是实施视频监控系统：实现厂区、周界重点设备以及重点生产生活场所的远程监控。
2.建设原则
三塘湖采油厂自动化系统建设遵循以下原则：
一是数据传输可靠：选用可靠性高，实用性强的远传仪表及设备。
二是设备监控到位：实时、准确地监测站内重点设备、重点部位场区的运行状况，确保图像清晰与监控质量。
三是控制系统稳定：根据自动化前沿技术，选用成熟、可靠、稳定、可扩展的自控系统。
四是产品实用先进：选用口碑好，具有实力的公司的产品。
三、关键技术及创新点
1.关键技术
1.1扩建自控系统
PLC双机热备技术保证数据传输的高效性；交换机冗余保证系统安全；两台上位服务器热备与同步实现主从服务器的同步、实时检测和无扰切换，实现了自控系统的冗余，保证了系统的稳定。如图1：自控冗余系统。
1.2单井功图量油系统
该系统采用北京雅丹的YD-2功图量油系统，主要由工况监控子系统、计量分析优化系统、网络浏览子系统三个部分组成。工况监控系统实现数据采集和远程控制，数据通过计量分析优化系统的分析子系统和模块进行分析后，最后通过网络浏览子系统将数据进行发布。
其中数据采集与通讯是依靠现场采用的无线传感器采集油井载荷、示功图等工艺变量值。采集的数据经油井智能控制终端（RTU）整理后，通过无线GPRS网络将其传送到中心监控室，在单井自动化服务器上实现数据展示。
1.3视频监控系统
为了避免视频线缆信号受强弱电信号干扰，保证视频图像清晰可靠，除中控室及门厅的监控摄像机外，其余监控点的传输部分均采用光缆传输。
在联合站中控室设立一个监控中心，运用欧亚2.0视频监控软件实现本地及企业局域网内图像的浏览、控制及录像调用；通过VGA画面分割器可将操作台的8台计算机中任意一台的显示内容同步显示到65寸液晶电视上。
四、实施效果
1.实现生产实时数据集中监控
通过对牛东PLC自控系统的扩建，实现了牛圈湖联合站、牛东接转站生产实时数据的集中统一监视、控制和管理，累计增加159个模拟量、480个数字量及30副主体流程图。两套系统都进行WEB发布，只要在油田公司局域网范围内就能通过IE浏览实时了解生产工艺参数。
2.实现7套单体设备统一管理
通过modbus数据传输方式，实现了联合站2套称重计量器，2套加热炉，1套过滤器，2套牛东接转站加热炉共计7套单体设备在中控室画面的集中监控。
3.实现单井功图量油
采用RTU通讯技术，实现采油厂所有抽油井油压、套压、载荷、冲程、冲次等变量自动采集和远程传输，通过“油水井远程监控液量自动计量及分析优化系统”进行产液量的计算和抽油机工况分析，自动生成相应生产报表及分析结果。
4.视频监控系统
三塘湖采油厂工业电视监控系统实现了联合站11套，牛东接转站6套，管道首站3套共计17个监控点的监控，实现了重点生产区域和要害岗位视频监控，确保了采油厂安全生产。
五、效益及结论
1.效益
通过三塘湖采油厂自动化系统扩建与实施，带来了以下效益：
一是为基层：根据工艺参数实时监控，给操作人员带来便利，最大程度的降低了安全操作风险，提高了生产效率。
二是为管理：齐全准确的采集数据与WEB发布，通过网络即可全面监控生产各个过程，从而实现了三塘湖采油厂自动化管理的网络化。
三是为安全：工业电视的实施，使得监控图像清晰可靠，网上同步传送，加强了安全防范的可靠性。
2.结论
一是联合站自控系统采用罗克韦尔的产品，在吐哈实现了首例冗余系统。
二是应用web卡件实现web发布，它为油田的不同自控系统发布提供了一种思路。
三是吐哈油田首次采用功图量油技术，且数据传输采用GPRS通信方式，这种传输方式，相比电台传输，不受天气影响，故障率低，不受频段限制，可在其他油田推广应用。
三塘湖自动化建设实施完成后，为公司职能部门和采油厂各级人员提供开放的数据平台，使大家能及时准确掌握从单井到联合站生产动态，并对重要区域、重要设备进行安全监控。尤其功图量油方式引起机关处室和其他采油厂的多次关注。通过中控画面，web发布以及大屏幕的操作展示了一个以中控室为中心的生产运行模式，对三塘湖安全生产、降本增效、高效决策奠定了强有力的物质基础。
作者简介：朱雪萍，女，1993年毕业于西南石油大学检测技术专业，先后参予或负责丘陵100万方轻烃处理装置、丘东120万方轻烃处理装置及三塘湖油田产能建设等多个项目的自动化系统建设，现任三塘湖采油厂设备自动化室副科长。