西北油田:塔河老區智能化改造形成體系

11月6日,在西北油田石油工程研究院地面工程研究所,該所負責塔河老區塊智能化改造技術支撐的工程師滕建強,正和同事認真整理着今年建設要上報的成果,並依據今年在改造中遇到的問題和目前的實際狀況,對明年的項目規劃進行修改。

滕工説,每年這個時候,都要忙上兩個多月。不過現在的工作,好做多了,從2014年開始,五年的時間,油田探索了出了了一條符合自己發展實際的智能化路子。沿着這條路子,在不知不覺中,人員缺乏和生產需求的矛盾得到了緩解,人工成本明顯下降,整個原油生產的樣貌,在不知不覺中得到了改變。

五年,油田智能化建設形成自己的體系和模式。

制定標準體系,實現一體管控

智能化建設都是從標準的制定,實行和不斷的修訂完善,最後對標準的嚴格執行開始,並貫徹始終。

經過五年的努力,西北油田制定下發了《塔河油田無固定人員值守站場標準(試行)》,詳細地制定了,在塔河老區分步升級完善各類井站自動化,中心站場分散控制,廠級監控平台集中管理的內容。

這個標準還依據對各類站場的無人值守,進行HAZOP分析和安全完整性等級(SIL)定級得出結論,識別出高風險場景29條,通過對各類站場軟件、硬件的配套建設,將高風險降低至一般風險或低風險,最終實現站場無固定人員值守。

同時,為降低高風險場景, 確定井--站--中心站場的三級關斷邏輯關係。單井發生重大事故時實現遠程關井三級關斷,中小站場發生重大事故時實現聯鎖關井及越站的二級關斷,中心站場發生重大事故時實現聯鎖中小站場和相關單井的一級關斷。

依據這套標準,西北油田原油生產建立起了以管理區為核心,中心站為節點的井站一體化管理模式:管理區通過中心站信息系統及巡檢人員的報告全面掌握現場動態,指揮調度全區域的生產運行。中心站負責所管轄井、線、站日常巡檢維護,緊急情況上報,並進行轄區的協調作業。

做好節點建設,不斷提升能力

塔河區塊根據原油生產、管理和經營的流程,按照“無人值守、中心監控、故障巡檢、應急聯動”的總體思路,採用管理區生產監控中心為核心的井、線、站一體化管控模式,該油田進行了節點的設定,並開始了大規模的建設。

針對自噴、電潛泵抽吸和機抽井三種不同的單井,主要是完成生產工藝參數遠程監測,井場視頻畫面遠程監控;在控制方面,主要是完成單井加熱節氣控制,電潛泵井遠程啓停,抽油機井遠程變頻控制和遠程啓停;傳輸實現了光纖或無線網橋搭建數據鏈路,生產數據、報警信息、視頻畫面遠傳至中心站。

而對中小場站,實現無人住守建設。實現了生產工藝參數及設備狀態遠程監測,周界防護及站場關鍵位置視頻畫面遠程監控。在控制方面,則實現了站場工藝參數聯鎖自動調節,事故流程聯鎖自動控制及接受上級站遠控指令。並搭建雙鏈路通信,實現生產工藝參數、設備狀態信息、視頻等數據具有備用網路。

今年對5座中心站所屬22座中小站場進行改造。目前用工人數為220人,改造後可優化用工128人,人工優化率58%,每年節約人工費用1280萬元。

油氣水管線是油田生產的重要組成部分,也是智能化建設不可或缺的一環。管線智能建設實現了基礎數據監測 :監測管道始末端生產數據採集,壓力、温度、流量等,採集並錄入管線基礎數據。並採用無人機常規巡線,異常情況準確定位巡線;實現了異常報警 :管道設置壓力、温度、流量異常報警,設置泄漏預警,信息上傳至中心站,由中心站應對處置。

無人機巡線基本覆蓋了油氣集輸管線和電力線路,今年共巡檢油氣管線22萬公里;巡檢電力線4121公里,巡視電力杆塔4178座。在塔河老區建設完成645km智能管線。

將原來位置處於中心規模稍大的計轉站,建設為區域性智能管理的中心站,實現了單井及站場生產工藝參數及設備狀態集中監測,對周界防護及站場關鍵位置視頻集中監控,無人機飛控管理。在控制方面,實現了站場工藝參數聯鎖自動調節,事故流程聯鎖自動控制,遠程控制所管轄前端井站。搭建雙鏈路通信,採集單井、站場數據,與上級監控平台數據交換。監控主機集中顯示區域內單井及站場數據與視頻,並顯示智能分析結果。

完善配套體系,逐步全面集成

一體化是智能化建設最基礎的條件之一,而智能化改造中一體化,全面集成的實現,既要考慮原有的基礎條件和現實需要,還要立足長遠,堅持標準。面對高科技日新月異,瞬息萬變讓人眼花繚亂的發展,他們堅持了實用性和先進性兼顧的原則,建立和完善了由“一線站庫--通訊網絡--管線監控--監控指揮”的配套體系。

通過站庫數字化建設,實現站庫分佈位置、站內設施及附屬物構造物、空間結構明確清晰的精細化管理,逐步實現“關係清晰、標準一致、優化運行、風險管控、信息共享”的站場智能化管理目標。

依託電力光纜冗餘+新建ADSS通信光纜的方式,搭建各採油氣廠與各站場工控網路雙迴路鏈路,實現各採油氣廠與各站場之間數據傳輸“安全性、穩定性、可靠性”功能。無固定人員值守站場與採油廠之間增加備用通信鏈路,形成主、備用通信鏈路,保障無固定人員值守站網絡有效性。

在現有單站無人機巡線應用基礎上,搭建無人機飛控網絡,建立覆蓋各管理區、採油氣廠、主要生產管理部門的無人機巡檢飛控平台,實現管線巡檢業務的規範化、智能化、信息化、可視化。

在上述三個配套支撐體系建成之後,近兩年重點進行了指揮系統的升級。首先是建設局級SCADA系統,提升PCS三維全景監控功能,將站場數字化成果加載至生產監控模塊中,結合工藝流程圖,集成站庫設備實時數據、報警信息、視頻數據,實現站庫運行的實時感知。

然後, 以提升採油廠、管理區、中心站、專業服務隊伍之間的縱向管理、橫向協同能力為目的,實現26個業務流程線上運行、多層級生產調度在線管控。通過電子巡檢+無人機巡檢+人工巡檢的有效結合,規範巡檢運行、減少現場巡檢佔比。

配套單兵設備,實現各級調度事件上報、處置、反饋閉環管理,落實到崗位,指揮到單兵、考核到個人,建立生產事件在線發佈、事件處置全程留痕、調度指令直達單兵、現場動態及時回傳高效指揮模式。

基於無固定人員值守模式,從安全生產角度實現站場出入管理,人員危害動態提醒以及從井站現場、管理區、廠級到油田的多級應急指揮聯動功能,在最大程度減少現場人員的情況下實現安全生產管理。(江傑 李敏)

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