導語：油氣集輸數(shù)字化管理系統(tǒng)建設研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

［摘要］江漢采油廠集輸管網(wǎng)平均使用年限超過17年，設備老舊維修頻繁，管線老化穿孔嚴重，傳統(tǒng)人工巡檢費時費力。江漢采油廠通過采用4G物聯(lián)網(wǎng)技術，整合集輸管網(wǎng)數(shù)據(jù)至PCS，健全重要區(qū)域可視化監(jiān)控，完善關鍵節(jié)點數(shù)據(jù)化管理，建立集輸運行系統(tǒng)預警模型，實現(xiàn)集輸運行全程化管控和在線監(jiān)測集輸管網(wǎng)動態(tài)，有效提升全廠集輸運行管理水平。但信息化建設有待進一步完善，還需采集站點內(nèi)加熱爐、緩沖罐和分離器壓力，為下一步建設智能化管網(wǎng)奠定基礎。

［關鍵詞］油氣集輸；數(shù)字化管理；4G物聯(lián)網(wǎng)技術；可視化監(jiān)控

江漢采油廠集輸運行系統(tǒng)包括接轉(zhuǎn)站23座，輸油泵70臺，干線總長200公里，全廠超過三分之一的輸油泵使用年限超15年，管線平均使用年限17年；設備老舊維修頻繁，管線老化穿孔嚴重，2019年集輸干線穿孔77次。生產(chǎn)信息化建成后，實現(xiàn)了部分輸油泵數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，但集輸管網(wǎng)的流程管控及整體動態(tài)無法實時掌握，依靠人工巡檢，呈現(xiàn)出現(xiàn)場巡檢勞動強度大、巡線效率低、發(fā)現(xiàn)管線穿孔滯后、設備運行異常無法及時處理等問題，集輸運行管理難度大。工藝部門提出完善集輸運行系統(tǒng)信息化，強化對現(xiàn)場的監(jiān)管，改善集輸管理現(xiàn)狀。

1主要做法

1．1完善集輸系統(tǒng)網(wǎng)絡架構

集輸運行系統(tǒng)包括站庫和干線兩大部分。站庫數(shù)據(jù)主要通過無線基站和鋪設光纖回傳，干線附近無供電源所以無法安裝使用數(shù)據(jù)采集模塊（RTU或PLC），且干線數(shù)據(jù)采集點多且分散。針對這種情況，江漢采油廠創(chuàng)新應用4G物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)回傳。運營商為企業(yè)提供專用APN方式接入服務，在聯(lián)通的物聯(lián)網(wǎng)GGSN和企業(yè)的接人路由器之間建立起一條專用的數(shù)據(jù)傳輸隧道，只有企業(yè)容許的合法用戶才能通過該隧道接人到企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，而拒絕其他用戶的訪問。江漢油區(qū)使用MSTP專線接人，100M帶寬穩(wěn)定獨享，且數(shù)據(jù)安全性高（圖1）。.4G物聯(lián)網(wǎng)技術：采用DTU信息模式，無線壓力變送器撥號成功并連接到油氣生產(chǎn)信息化標準SCADA系統(tǒng)后，首先給SCADA系統(tǒng)發(fā)送一個注冊包，同時要求注冊包在每次連接成功后都發(fā)送，用于標識無線壓力變送器區(qū)分不同設備。物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)壓力儀表數(shù)據(jù)通過運營商網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)上傳，解決油區(qū)網(wǎng)絡覆蓋不全及供電問題。標準化采集：注冊包m＾TETUNGJMEI號碼＋V0T；注冊包固定長度為22Byte，其中“ETUNG：”是固定的，為6Byte，IMEI號碼是每一個設備的編號，作為設備標識，為15Byte，最后以lByte“＼xOO”結束；IMEI號是設備身份唯一標識碼，在每一個儀表上要求有IMEI號標識，標識要求清晰牢固，并被默認在儀表里，不能修改。根據(jù)生產(chǎn)監(jiān)控需要，規(guī)范DTU數(shù)據(jù)采集；約定壓力、報警使能、上下限值、報警狀態(tài)寄存器地址及采集方式。

1．2健全重要區(qū)域可視化監(jiān)控

在接轉(zhuǎn)站安裝視頻終端，實現(xiàn)視頻監(jiān)控全覆蓋，并在重要位置使用電子圍欄，由生產(chǎn)指揮中心監(jiān)控崗負責遠程巡檢、統(tǒng)一管控。一是在全廠接轉(zhuǎn)站站點大門處安裝?？?60°球形攝像機，包括混油泵區(qū)、熱水泵區(qū)、加熱爐區(qū)，并設置侵入報瞥，包括告膂聯(lián)動時間和告警聯(lián)動對象。二是在重要設備區(qū)域安裝?？禈寵C。槍機專門用于監(jiān)控輸油泵、熱水栗、加熱爐。

1．3建立關鍵節(jié)，點數(shù)據(jù)化管理

1．3．1完善生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集接轉(zhuǎn)站重要設備則通過站控PLC系統(tǒng)實現(xiàn)參數(shù)采集，包括輸油泵、熱水泵進出口壓力、電壓電流、有功功率等參數(shù)。干線關鍵節(jié)點則將原有的356塊無線ZIGBEE壓力變送器通過與生產(chǎn)廠家結合，改裝通訊模塊、改變通訊協(xié)議升級為4G壓力變送器，依靠軟件運維服務單位建立物聯(lián)網(wǎng)與SCADA系統(tǒng)專用通訊協(xié)議，實現(xiàn)插卡后前端數(shù)據(jù)每天定時傳送至后臺數(shù)據(jù)庫，最終實現(xiàn)全廠集輸注水干線全部節(jié)點的壓力采集。1．3．2強化數(shù)據(jù)監(jiān)測管理在實現(xiàn)壓力表安裝M蓋齊全的基礎上，基于PCS系統(tǒng)平臺，通過標準化采集協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全轉(zhuǎn)換并在PCS系統(tǒng)上的交互集成。同時，深化PCS系統(tǒng)功能延展，在PCS系統(tǒng)中新增“關鍵點査詢”模塊，將每天前端采集的4300條數(shù)據(jù)按照單元、設備、節(jié)點等方式歸類管理，并實現(xiàn)報表集成匯總、導人導出。技術人員選定關鍵設備、重要指標、設定閾值，系統(tǒng)生成關鍵點運行班報。系統(tǒng)將每個班次數(shù)據(jù)與閾值比較，超過閾值的以紅色標識。低于閾值的以藍色標識。輔助巡線人員更快發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)異常點。

1．4強化集輸運行全程化管控

1．4．1建立集輸拓撲流程為有效提高集輸數(shù)字管網(wǎng)模型的使用效率和管理水平，建立宏觀網(wǎng)絡脈絡拓撲圖，實現(xiàn)關鍵節(jié)點處實時數(shù)據(jù)及時掌控。傳統(tǒng)模式下，展示拓撲流程圖必須在服務器上使用PSVIEVU工具繪制，需在網(wǎng)頁上安裝力控控件，才能實現(xiàn)WEB端的流程展示，操作繁瑣不便，無法推廣使用。在本研究中，技術人員通過梳理全廠集輸拓撲關系，依托PCS系統(tǒng)建立17張拓撲流程圖（圖2），在PCS中整合html5技術，可以直接在WEB端進行拓撲流程的編輯維護。同時，在系統(tǒng)中配有標準圖元庫，技術人員可根據(jù)現(xiàn)場流程變化及時調(diào)整設備和管線走向，維護簡單方便，實現(xiàn)各一線單位的生產(chǎn)運行管網(wǎng)個性化展示，實現(xiàn)聯(lián)合站、接轉(zhuǎn)站、計量站等470處關鍵節(jié)點的全覆蓋，有效輔助監(jiān)控人員掌握整體集輸生產(chǎn)運行狀況。1．4．2建立集輸預警模型統(tǒng)計歷史生產(chǎn)情況，結合技術人員的專業(yè)知識、管理經(jīng)驗，分析管線和油泵出現(xiàn)異常問題前＇生產(chǎn)參數(shù)的變化情況、參數(shù)變化趨勢，總結變化規(guī)律，以此作為該類問題的預警分析模型，并利用該模型對問題進行預測、預警。對不同集輸子系統(tǒng)中管線正常工作壓力、承受壓力以及輸油泵的工作電流、壓力值，技術人員則通過延展PCS系統(tǒng)報臀預筲功能及前端儀表閥值手動輸人設定，研究制定了管網(wǎng)壓力預警和基礎管理預警兩類預警模型。管網(wǎng)壓力預警包括管線穿孔、混輸流程泄漏、審井管理原因回壓升高、分層級壓力預警等狀況；難礎管理預膂包括輸油泵壓力異常、輸油泵電流異常等狀況。通過搭建報警預警模型，實現(xiàn)生產(chǎn)管網(wǎng)的全過程數(shù)字化管控。

2應用情況

2．1應用成效

1）降低巡線勞動強度．提卨工作效率。常規(guī)人工管理模式：每人負責一個站的集輸管網(wǎng)現(xiàn)場巡線，單趟需要花費60min，一天巡線3次。PCS線上巡檢集輸管網(wǎng)：由生產(chǎn)指揮中心遠程集中管控，1名監(jiān)控人員花費15min可完成全區(qū)電子巡線和設備遠程巡檢。2）及時發(fā)現(xiàn)管線穿孔，降低安全環(huán)保隱患。運用PCS集輸干線在線監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)泄漏時間縮短至lOmin，與常規(guī)人工巡檢管線發(fā)現(xiàn)穿孔時間6h相比，效率提高360％，管線穿孔造成的污染面積同比下降90％。2020年5月24日，王場采油管理區(qū)王6站外輸壓力超下限，系統(tǒng)推送王6站外輸干線穿孔報警，生產(chǎn)指揮中心通知班站巡檢王6站至王場聯(lián)合站千線，及時定位穿孔位置。運用PCS監(jiān)測集輸干線壓力，及時發(fā)現(xiàn)集輸管線穿孔事件30次。3）保障設備平穩(wěn)運行，提升集輸運行管理水平。運用PCS監(jiān)測集輸管網(wǎng)，輸油泵異常運行及時發(fā)現(xiàn)調(diào)整，保障輸油壓力平衡、流量穩(wěn)定，保障管網(wǎng)運行更加順暢。2020年5月5日晚20點11分，王17站出口壓力超限，系統(tǒng)推送輸油泵壓力異常預警，中控人員通知王17站站長。經(jīng)排査問題發(fā)現(xiàn)輸油泵異常導致停輸，21點59分問題解決恢復輸油。運用PCS監(jiān)測輸油泵運行情況，及時發(fā)現(xiàn)設備異常40余次。

2．2效益分析

1）優(yōu)化人力資源，提高管理效益。有效降低一線員工勞動強度，提高工作效率，實現(xiàn)接轉(zhuǎn)站少人值守、遠程巡檢。全廠23座接轉(zhuǎn)站，按照每座接轉(zhuǎn)站優(yōu)化2名用工，預計全廠可優(yōu)化46名用工。2）減少維修費用，增加經(jīng)濟效益。及時發(fā)現(xiàn)油泵工作異常，預計年減少泵維修次數(shù)40次，維修費按照1萬元／次測算，預計年節(jié)約設備維修費用40萬元。3）降低污染風險，提升社會效益。運用PCS在線監(jiān)測集輸管網(wǎng)，及時發(fā)現(xiàn)管線穿孔30次，極大降低了大面積原油泄漏造成的環(huán)境污染，為環(huán)保型生產(chǎn)油區(qū)保駕護航，呵護江漢綠色家園。

3結論與建議

1）借助生產(chǎn)信息化，實現(xiàn)集輸系統(tǒng)全程化管控。全面監(jiān)測重點設備和集輸干線，提高應急處置效率，優(yōu)化輸油管網(wǎng)運行，促進集輸管理由經(jīng)驗式管理向數(shù)據(jù)化管理過渡，由粗獷式管理向精細化管理轉(zhuǎn)變。2）集輸系統(tǒng)已實現(xiàn)輸油泵和干線壓力采集，建議進一步完善信息化建設，采集站點內(nèi)加熱爐、緩沖罐和分離器壓力，為下一步建設智能化管網(wǎng)奠定基礎。

［參考文獻］

［1］曲斌，豐大成，袁濤．構建油氣集輸系統(tǒng)的智能化管理網(wǎng)絡DG．西安石油學院學報，2002，17（3）：61＿64．

［2］尹虎，肖廣榮，辛剛，等．基于信息自動化的現(xiàn)代油田發(fā)展分析［J］？石化技術，2015，22（8）：254＋258．

作者：胥小龍 單位：中國石化江漢油田分公司江漢采油廠