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[摘 要]本文介绍了桩西采油厂注水自动化监控系统的应用背景，结合系统软硬件功能，阐述了系统在注水站信息化计量、自动化生产及生产安全方面的应用。
[关键词]计量分析 自动化 远程监控
中图分类号：TV512 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）17-0292-01
一、项目背景
目前，胜利油田正以“四化”建设为突破口改进管理模式、提升技术革新，达到油田高效生产的目的。传统注水站的生产运作多依赖于于人工完成，存在数据抄录易出偏差、生产信息传递不及时，主要生产区域及生产设备无法实时监控监测和在线控制等问题，生产效率急待提高。
桩西采油厂试点205注、长堤两座注水站自动化监控系统改造，通过生产过程数字数采集、生产现场智能视频监控等技术的应用，实现站内生产参数的自动采集与超限报警、主要生产设备与生产区域的高清视频巡检与远程监控，达到站内生产过程实时监控、生产现场无人值守的高效生产状态。
二、系统结构与功能介绍
（一）系统结构设计
注水站自动化监控系统集智能仪表、plc过程控制、视频监控、网络发布等技术于一体，系统基本结构分为生产参数自动采集、生产区域视频监控两部分。
1.生产参数自动采集
安装在生产现场的压力、温度、液位传感器、水流量计、电子式多功能电表等监控仪表实现注水泵进口压力、出口压力、注水罐来水压力、注水干压、曲轴箱机油温度、单泵流量、机泵电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、耗电量、频率、水罐液位等必要的生产参数的实时自动采集，经系统服务器的储存、处理、发布对生产数据及生产动态进行实时监控。
2.生产区域视频监控
生产区域的场区大门口、场区夹角、注水泵房、配电室安装多台远红外数字高清网络摄像机摄取的现场图像视频，经信号摄取、储存、传输及后端还原处理，远端监控中心通过视频监控软件实现对生产区域的实时监控。
三、生产自动化方面应用
在传统注水站的运行模式下几乎所有的生产工作都需要人工的参与和完成，且部分现场作业如大罐液位调节等需要两人及两人以上才能完成，不仅人力资源需求大且劳动负荷高。针对上述情况，注水站自动化监控系统实现了数据计量、设备操作、日常巡检等运行环节的自动控制和远程监控功能。
（一）生产参数的在线监控替代现场人工的参数抄录作业。
由现场安装的智能仪表、系统数采处理模块、网络服务器实现的自动参数采集、处理、录入功能满足注水站生产数据采集的连续性和分析应用的实效性，达到替代人工现场对各类仪表数据抄录的机械性重复工作，工作人员在监控室内即可实现对现场参数和生产报表的浏览、查询操作。
（二）生产设备的自动控制替代现场人工的实际操作。
系统应用PLC过程控制技术和工控组态软件，通过对现场监控数据的采集、运算、处理，通信系统过程控制模块对监控的生产设备进行预定操作。目前系统实现的设备自控有以下几种
1.远程自动停泵：系统实时在线监测注水泵进、出口的压力和冷却水温，当监控参数达到停泵预定值时，监控系统提供声光报警，PLC控制模块完成停泵操作。
2.远程变频恒压注水：系统自动采集变频注水泵进口和出口的实时压力值，通过控制模块预定频率调节参数与原有机泵的变频装置形成联动，实现注水泵实时恒压注水。
3.远程自动控制大罐液位：系统自动实时读取大罐液位参数，依据系统预设值通过调整电动阀的开度大小实现大罐液位控制，完成大罐液位与阀门间连锁自动控制。
设备自控免除了传统模式下工作人员接受通知、备齐劳保、趕赴现场、确认作业环境安全、实施预定操作等繁冗的工作步骤，节省大量的现场作业时间，降低现场工人劳动强度的同时延长设备生产运行时间、提升设备运行效率。
（三）生产区域的自动巡航替代现场人工日常巡检
系统应用视频监控技术通过全角度、高清晰、多频次的视频巡航功能实现生产区域的注水机泵、灌区环境、院内设施的巡视巡检工作。
1.在泵房内每台注水泵和配电室架设专属网络摄像机实现泵房内对各监控泵柱塞漏失情况、运转状况、机油液位、管线流程状况、阀门状态的在线监控和定点巡航。
2.在站院不同方位架设2至3台网络摄像机实现对注水站大门、院墙、注水罐体、电动阀开启度、变压器状况的在线监控。
同时生产区域的监控图像通过本地光纤组网达到零延时远程监控站内生产运行的要求，从而无需工作人员对站内生产区域的定时巡检，替代了传统巡检中大量的人工劳动，降低了传统巡检工作中人为因素对巡检质量的干扰，避免了人工机动性不足导致生产故障发现不及时的现象。
四、应用效益分析
注水站自动化监控系统的投运推动注水站在生产运行、制度管理、降本增效及安全生产方面实现大幅度的资源优化和工效提升。
（一）优化人员配置，集力核心工作
注水站自动化监控系统通过生产数据抄录计量、生产设备远程自控、生产区域自动巡检等生产自动化功能的实现大幅提升注水站生产运行效率，减少了注水站对人员数量的需求。以提升工效最大化为前提，新系统下注水站内人员配置为远程监控和设备检修两个组别。远程监控组负责负责每日生产区域内的运行监控，设备检修组负责生产设备的日常维护、保养、检修及物件的更换等核心的设备运行维护工作，其中人员配给以现场检修为主、远程监控为辅。
（二）改进运行制度、适应高效生产
新系统下，注水站的自动化生产运行依靠生产区域视频监控、关键位置的自动巡航、远程语音喊话的功能的实现完全取代人工巡检工作。制定日间监控组在注水站监控室直接监控生产区域的生产运行同时负责生产调度信息的反馈和传达，设备检修组集中人力负责生产异常的解决，夜间的监控工作集中到中心控制室内，集中调配检修组员应对突发状况，实现注水站夜间无人值守。工作人员可以精确的掌控生产运行情况，精细的巡检设备运行情况，高效的排查隐患故障，达到生产运行上精细管理，满足自动化生产下高效率的生产需求。
（三）节能增效，降低设备运行、维护成本，
通过系统能耗分析监控，实现了机组的单耗、机组效率等相关生产数据的在线计量及能耗参数的在线分析，综合反映了注水站机组生产运行情况，可有针对性的进行节能改造，降低注水站运行成本，，同时也为下一步节能挖潜、增效提供有力的技术支持与数据分析基础。；通过系统预警、报警功能实现注水站生产设备的全面监控，及时发现设备故障，有效延长设备免修周期，有效降低站内生产运行成本支出。
（四）提高注水站安全生产水平
注水站自动化监控系统依托生产数据的实时监控实现压力、温度等重点参数的超限预警、报警，配合生产设备的自控与视频巡检功能，可在生产现场无人值守的情况下全面监控生产区域和生产设备的运行情况，做到提早预防、远程操控，从而促进注水站QHSE工作在设备管理、人员作业、环境安防等方面的优化提升。
五、结束语
信息化、自动化、智能化技术在油田生产中的深入应用是未来油田发展的必然趋势。注水站自动化监控系统的实际应用为注水站计量信息化、高效工作、生产管理和生产安全方面起到提升和推动作用，同时注水站信息化、自动化、数字化生产规模的扩展和提升进一步加速桩西采油厂数字化油田建设步伐，为打造具有胜利特色的“四化”建设模式奠定基础。
参考文献
[1] 谢志萍，《传感器与检测技术》.电子工业出版社，2004.
[2] 陈新发，《数字油田建设与实践》.石油工业出版社，2008.
[关键词]计量分析 自动化 远程监控
中图分类号：TV512 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）17-0292-01
一、项目背景
目前，胜利油田正以“四化”建设为突破口改进管理模式、提升技术革新，达到油田高效生产的目的。传统注水站的生产运作多依赖于于人工完成，存在数据抄录易出偏差、生产信息传递不及时，主要生产区域及生产设备无法实时监控监测和在线控制等问题，生产效率急待提高。
桩西采油厂试点205注、长堤两座注水站自动化监控系统改造，通过生产过程数字数采集、生产现场智能视频监控等技术的应用，实现站内生产参数的自动采集与超限报警、主要生产设备与生产区域的高清视频巡检与远程监控，达到站内生产过程实时监控、生产现场无人值守的高效生产状态。
二、系统结构与功能介绍
（一）系统结构设计
注水站自动化监控系统集智能仪表、plc过程控制、视频监控、网络发布等技术于一体，系统基本结构分为生产参数自动采集、生产区域视频监控两部分。
1.生产参数自动采集
安装在生产现场的压力、温度、液位传感器、水流量计、电子式多功能电表等监控仪表实现注水泵进口压力、出口压力、注水罐来水压力、注水干压、曲轴箱机油温度、单泵流量、机泵电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、耗电量、频率、水罐液位等必要的生产参数的实时自动采集，经系统服务器的储存、处理、发布对生产数据及生产动态进行实时监控。
2.生产区域视频监控
生产区域的场区大门口、场区夹角、注水泵房、配电室安装多台远红外数字高清网络摄像机摄取的现场图像视频，经信号摄取、储存、传输及后端还原处理，远端监控中心通过视频监控软件实现对生产区域的实时监控。
三、生产自动化方面应用
在传统注水站的运行模式下几乎所有的生产工作都需要人工的参与和完成，且部分现场作业如大罐液位调节等需要两人及两人以上才能完成，不仅人力资源需求大且劳动负荷高。针对上述情况，注水站自动化监控系统实现了数据计量、设备操作、日常巡检等运行环节的自动控制和远程监控功能。
（一）生产参数的在线监控替代现场人工的参数抄录作业。
由现场安装的智能仪表、系统数采处理模块、网络服务器实现的自动参数采集、处理、录入功能满足注水站生产数据采集的连续性和分析应用的实效性，达到替代人工现场对各类仪表数据抄录的机械性重复工作，工作人员在监控室内即可实现对现场参数和生产报表的浏览、查询操作。
（二）生产设备的自动控制替代现场人工的实际操作。
系统应用PLC过程控制技术和工控组态软件，通过对现场监控数据的采集、运算、处理，通信系统过程控制模块对监控的生产设备进行预定操作。目前系统实现的设备自控有以下几种
1.远程自动停泵：系统实时在线监测注水泵进、出口的压力和冷却水温，当监控参数达到停泵预定值时，监控系统提供声光报警，PLC控制模块完成停泵操作。
2.远程变频恒压注水：系统自动采集变频注水泵进口和出口的实时压力值，通过控制模块预定频率调节参数与原有机泵的变频装置形成联动，实现注水泵实时恒压注水。
3.远程自动控制大罐液位：系统自动实时读取大罐液位参数，依据系统预设值通过调整电动阀的开度大小实现大罐液位控制，完成大罐液位与阀门间连锁自动控制。
设备自控免除了传统模式下工作人员接受通知、备齐劳保、趕赴现场、确认作业环境安全、实施预定操作等繁冗的工作步骤，节省大量的现场作业时间，降低现场工人劳动强度的同时延长设备生产运行时间、提升设备运行效率。
（三）生产区域的自动巡航替代现场人工日常巡检
系统应用视频监控技术通过全角度、高清晰、多频次的视频巡航功能实现生产区域的注水机泵、灌区环境、院内设施的巡视巡检工作。
1.在泵房内每台注水泵和配电室架设专属网络摄像机实现泵房内对各监控泵柱塞漏失情况、运转状况、机油液位、管线流程状况、阀门状态的在线监控和定点巡航。
2.在站院不同方位架设2至3台网络摄像机实现对注水站大门、院墙、注水罐体、电动阀开启度、变压器状况的在线监控。
同时生产区域的监控图像通过本地光纤组网达到零延时远程监控站内生产运行的要求，从而无需工作人员对站内生产区域的定时巡检，替代了传统巡检中大量的人工劳动，降低了传统巡检工作中人为因素对巡检质量的干扰，避免了人工机动性不足导致生产故障发现不及时的现象。
四、应用效益分析
注水站自动化监控系统的投运推动注水站在生产运行、制度管理、降本增效及安全生产方面实现大幅度的资源优化和工效提升。
（一）优化人员配置，集力核心工作
注水站自动化监控系统通过生产数据抄录计量、生产设备远程自控、生产区域自动巡检等生产自动化功能的实现大幅提升注水站生产运行效率，减少了注水站对人员数量的需求。以提升工效最大化为前提，新系统下注水站内人员配置为远程监控和设备检修两个组别。远程监控组负责负责每日生产区域内的运行监控，设备检修组负责生产设备的日常维护、保养、检修及物件的更换等核心的设备运行维护工作，其中人员配给以现场检修为主、远程监控为辅。
（二）改进运行制度、适应高效生产
新系统下，注水站的自动化生产运行依靠生产区域视频监控、关键位置的自动巡航、远程语音喊话的功能的实现完全取代人工巡检工作。制定日间监控组在注水站监控室直接监控生产区域的生产运行同时负责生产调度信息的反馈和传达，设备检修组集中人力负责生产异常的解决，夜间的监控工作集中到中心控制室内，集中调配检修组员应对突发状况，实现注水站夜间无人值守。工作人员可以精确的掌控生产运行情况，精细的巡检设备运行情况，高效的排查隐患故障，达到生产运行上精细管理，满足自动化生产下高效率的生产需求。
（三）节能增效，降低设备运行、维护成本，
通过系统能耗分析监控，实现了机组的单耗、机组效率等相关生产数据的在线计量及能耗参数的在线分析，综合反映了注水站机组生产运行情况，可有针对性的进行节能改造，降低注水站运行成本，，同时也为下一步节能挖潜、增效提供有力的技术支持与数据分析基础。；通过系统预警、报警功能实现注水站生产设备的全面监控，及时发现设备故障，有效延长设备免修周期，有效降低站内生产运行成本支出。
（四）提高注水站安全生产水平
注水站自动化监控系统依托生产数据的实时监控实现压力、温度等重点参数的超限预警、报警，配合生产设备的自控与视频巡检功能，可在生产现场无人值守的情况下全面监控生产区域和生产设备的运行情况，做到提早预防、远程操控，从而促进注水站QHSE工作在设备管理、人员作业、环境安防等方面的优化提升。
五、结束语
信息化、自动化、智能化技术在油田生产中的深入应用是未来油田发展的必然趋势。注水站自动化监控系统的实际应用为注水站计量信息化、高效工作、生产管理和生产安全方面起到提升和推动作用，同时注水站信息化、自动化、数字化生产规模的扩展和提升进一步加速桩西采油厂数字化油田建设步伐，为打造具有胜利特色的“四化”建设模式奠定基础。
参考文献
[1] 谢志萍，《传感器与检测技术》.电子工业出版社，2004.
[2] 陈新发，《数字油田建设与实践》.石油工业出版社，2008.