自动化仪表在实现数字化油田中的应用分析

数字智库 (2) 4个月前

随着全球经济的迅速发展,人口的不断增长以及人们对能源需求的不断增长,人们对石油开采愈发地重视,为了保证原油开采过程中的便捷和安全,仪表自动化技术的利用越来越广泛。企业也开始主动谋求对现有自动化仪表技术进行分析和完善,并将其大范围地推广出去,使得更多的油田在开采模式上向着数字化靠拢,满足建立数字化油田的要求。
一、仪表自动化的应用方向
最初,仪表自动化技术作用在于实现采油设备的全自动机械化,降低在采油过程中消耗的劳动力成本,同时,提升原油开采过程中的效率,追求在低成本、低能耗的条件下,达到较高的开采效益。
自动化仪表中存在一个核心零部件,就是变速器。它可以对设备运转过程中压力、温度的变化值进行实时的监控,构建完整的信息传递网络,便于各系统与各部门之间的信息的交流。迄今为止,DCS系统依然作为很多企业自动化控制系统的主要组成部分,运行快、技术成熟都是自动化控制系统所独有的优势。
二、DCS控制与油气混合系统一体化
DCS与管控系统相结合后所组成的控制系统主要分为三个部分,每一部分在设备工作过程中都承担有不同的任务,各部分之间相互作用,形成一个有机的整体。
(一)现场采集及控制系统
现场采集的意义在于,对设备运行过程中的数据信息进行整合,通过系统对采油信息数据进行调控和分析,保障了原油开采的质量。
(二)网络通信系统
通信网络作为DCS系统重要的组成部分之一,它的作用在于调控信息网络中的信息流通,使得信息的传递更加迅捷、准确,加强企业各部门之间的资源共享,打破环境的桎梏,全面提升效益。
(三)信息监管系统
监管中心是DCS控制系统的核心部分,在采油过程中,对于出油温度、油量以及油井油面的高度等信息都是监控的重点。在得到这些数据后,第一步是对信息的处理和整合,系统会将这些数据信息进行分类管理,把不同的信息发送给相应的专业技术人员,这也是对采油风险的一种防治手段,在提升工作质量的同时,也实现了人员和产业的最优配置。
由于一些客观因素的影响,原有采集的数据收集过程会存在很多问题,归根结底是因为信息处理不到位。这就需要企业派遣专业的技术人员,在采油工作开始前对采集设备进行系统性的检查,对每一节输油管道的排布和走势都了如指掌。这样,如果原油在运输途中发生泄漏,也可以在第一时间找到泄漏点,保证原油运输的安全性。
三、关于中央控制室与子站的对接
(一)、控制中心
DCS系统的子站经数据通信总线与中央控制室的DCS系统相连,在中央控制室可以随时观察水系统DCS子站数据信息的变化,可以通过中控室直接完成对自(子)数据库的数据更新、整理和监管。DCS系统预装的运行系统是Windows7,中央控制室的工程师们可以远程对DCS子站进行操控,随时进行子站系统信息数据的生成和下装,在或等高级权限的状况下,甚至于可以对DCS子站系统整体进行重写。技术人员可以凭此掌握系统的运行状况,从而加强对产业设备和企业人员的优化管理。
(二)DCS系统的作用
(1)可以实现对整个采油过程的实况监管,在后期合成生动的动态模拟。DCS系统可以搜集整合设备运转过程中的各类实时数据信息,并对其展开系统化的分析,利用数学建模的思维对其进行模拟,將采油过程中可能会出现的各种问题情景重现,全部直观地呈现给技术人员,让技术人员可以及时对问题进行处理,保证采油工作的顺利进行。
(2)将搜集的数据进行汇总,绘制实时趋势图。通过DCS系统,使得企业对数据的搜集和处理过程更为便捷,这种通过绘制数据曲线再结合数据处理的监管模式,让企业技术人员在极大程度上地避免了操作和现实不统一的状况。
(3)临界警报和对异常讯号的搜集、收录、警告表的打印输出。临界警报作为保障采油工作安全进行的一种保护措施,以往的警报系统安全系数过低,再报警的时效性上也不尽人意。在这种情况下,DCS控制系统的临界警报系统能够在发现安全隐患的第一时间进行报警,保证原油开采工作的安全性。
四、仪表自动化应用过程中的问题
在这其中最突出的一个问题就是这个自控系统的操作过于复杂,大部分功能在设计之初就没能考虑到其的实用性,在工作之际发挥不了作用。除此之外,系统内部的监管设置并不合理,监测站点的设立缺乏专业性和功能性,不能给原油开采企业带来直观的经济效益。其次就是在市场调控方面也存在有一些问题。在使用过程中,自动化仪表系统会基于自身所判断的市场情况开始运转,过分依赖环境情况,导致信息搜集不准确、设备时常出现故障就成为系统难以根除的“老毛病”。最后一点就是对于技术人员的缺失,由于普通维修人员专业知识的匮乏,造成设备故障后的检修难度提升,这无疑也是增加了设备检修的成本,给企业正常的才有工作带来了一定程度上的影响。
4.1 人工操作中存在的不足之处
在油田化工的生产过程中,对于精确度有着较高的要求。若采用人工操作的方式来进行化工生产,将会在很大程度上影响精准度,造成较大的误差。人工操作的方法不能满足现代化石油化工生产的需求。更严重还会导致在生产过程中,投料不足的现象,为油田化工生产工作埋下了安全隐患。
4.2 过分的依赖人工操作
在传统的油田化工生产中,人工操作是主要的生产方式,而且对这种操作方式有着较大的依赖性。而油田化工的生产过程是一项危险系数较高的工作。大量的人员进行集中作业,一旦发生危险,将会出现大批量的伤亡人员。这种情况的出现,严重的威胁了相关工作人员的人身安全。
4.3 油田化工生产的条件较差
油田化工生产有严重的污染性以及腐蚀性。相关的生产人员若长时间在这样的环境中进行工作,将会严重的影响到自身的健康。
五、结束语
随着仪表自动化技术的快速发展,其在油田开采过程中扮演者(着)愈来愈重要的角色。但是设备的维护成本高、操作过程繁复都是自动化技术发展受到限制,难以普及与应用的根本原因。这对于企业建设数字化油田是非常不利的,在后期的发展过程中,企业会逐步将重心放在对仪表自动化技术的研发上,从而为实现油田开采的自动化奠定基础。

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