導(dǎo)語：油氣集輸數(shù)字化管理系統(tǒng)建設(shè)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(shè)備老舊維修頻繁，管線老化穿孔嚴(yán)重，傳統(tǒng)人工巡檢費(fèi)時費(fèi)力。江漢采油廠通過采用4G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，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(guān)鍵節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)化管理，建立集輸運(yùn)行系統(tǒng)預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)集輸運(yùn)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(yùn)行管理水平。但信息化建設(shè)有待進(jìn)一步完善，還需采集站點(diǎn)內(nèi)加熱爐、緩沖罐和分離器壓力，為下一步建設(shè)智能化管網(wǎng)奠定基礎(chǔ)。

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

江漢采油廠集輸運(yùn)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(shè)備老舊維修頻繁，管線老化穿孔嚴(yán)重，2019年集輸干線穿孔77次。生產(chǎn)信息化建成后，實(shí)現(xiàn)了部分輸油泵數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)控，但集輸管網(wǎng)的流程管控及整體動態(tài)無法實(shí)時掌握，依靠人工巡檢，呈現(xiàn)出現(xiàn)場巡檢勞動強(qiáng)度大、巡線效率低、發(fā)現(xiàn)管線穿孔滯后、設(shè)備運(yùn)行異常無法及時處理等問題，集輸運(yùn)行管理難度大。工藝部門提出完善集輸運(yùn)行系統(tǒng)信息化，強(qiáng)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(luò)架構(gòu)

集輸運(yùn)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(shè)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(diǎn)多且分散。針對這種情況，江漢采油廠創(chuàng)新應(yīng)用4G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)回傳。運(yùn)營商為企業(yè)提供專用APN方式接入服務(wù)，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(dú)享，且數(shù)據(jù)安全性高（圖1）。.4G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)識無線壓力變送器區(qū)分不同設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)壓力儀表數(shù)據(jù)通過運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，解決油區(qū)網(wǎng)絡(luò)覆蓋不全及供電問題。標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備的編號，作為設(shè)備標(biāo)識，為15Byte，最后以lByte“＼xOO”結(jié)束；IMEI號是設(shè)備身份唯一標(biāo)識碼，在每一個儀表上要求有IMEI號標(biāo)識，標(biāo)識要求清晰牢固，并被默認(rèn)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(bào)警使能、上下限值、報(bào)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(shí)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(fù)責(zé)遠(yuǎn)程巡檢、統(tǒng)一管控。一是在全廠接轉(zhuǎn)站站點(diǎn)大門處安裝?？?60°球形攝像機(jī)，包括混油泵區(qū)、熱水泵區(qū)、加熱爐區(qū)，并設(shè)置侵入報(bào)瞥，包括告膂聯(lián)動時間和告警聯(lián)動對象。二是在重要設(shè)備區(qū)域安裝?？禈寵C(jī)。槍機(jī)專門用于監(jiān)控輸油泵、熱水栗、加熱爐。

1．3建立關(guān)鍵節(jié)，點(diǎn)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(shè)備則通過站控PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)參數(shù)采集，包括輸油泵、熱水泵進(jìn)出口壓力、電壓電流、有功功率等參數(shù)。干線關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)則將原有的356塊無線ZIGBEE壓力變送器通過與生產(chǎn)廠家結(jié)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(yùn)維服務(wù)單位建立物聯(lián)網(wǎng)與SCADA系統(tǒng)專用通訊協(xié)議，實(shí)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(shí)現(xiàn)全廠集輸注水干線全部節(jié)點(diǎn)的壓力采集。1．3．2強(qiáng)化數(shù)據(jù)監(jiān)測管理在實(shí)現(xiàn)壓力表安裝M蓋齊全的基礎(chǔ)上，基于PCS系統(tǒng)平臺，通過標(biāo)準(zhǔn)化采集協(xié)議，實(shí)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(guān)鍵點(diǎn)査詢”模塊，將每天前端采集的4300條數(shù)據(jù)按照單元、設(shè)備、節(jié)點(diǎn)等方式歸類管理，并實(shí)現(xiàn)報(bào)表集成匯總、導(dǎo)人導(dǎo)出。技術(shù)人員選定關(guān)鍵設(shè)備、重要指標(biāo)、設(shè)定閾值，系統(tǒng)生成關(guān)鍵點(diǎn)運(yùn)行班報(bào)。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(biāo)識。低于閾值的以藍(lán)色標(biāo)識。輔助巡線人員更快發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)異常點(diǎn)。

1．4強(qiáng)化集輸運(yùn)行全程化管控

1．4．1建立集輸拓?fù)淞鞒虨橛行岣呒敂?shù)字管網(wǎng)模型的使用效率和管理水平，建立宏觀網(wǎng)絡(luò)脈絡(luò)拓?fù)鋱D，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處實(shí)時數(shù)據(jù)及時掌控。傳統(tǒng)模式下，展示拓?fù)淞鞒虉D必須在服務(wù)器上使用PSVIEVU工具繪制，需在網(wǎng)頁上安裝力控控件，才能實(shí)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(shù)人員通過梳理全廠集輸拓?fù)潢P(guān)系，依托PCS系統(tǒng)建立17張拓?fù)淞鞒虉D（圖2），在PCS中整合html5技術(shù)，可以直接在WEB端進(jìn)行拓?fù)淞鞒痰木庉嬀S護(hù)。同時，在系統(tǒng)中配有標(biāo)準(zhǔn)圖元庫，技術(shù)人員可根據(jù)現(xiàn)場流程變化及時調(diào)整設(shè)備和管線走向，維護(hù)簡單方便，實(shí)現(xiàn)各一線單位的生產(chǎn)運(yùn)行管網(wǎng)個性化展示，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合站、接轉(zhuǎn)站、計(jì)量站等470處關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的全覆蓋，有效輔助監(jiān)控人員掌握整體集輸生產(chǎn)運(yùn)行狀況。1．4．2建立集輸預(yù)警模型統(tǒng)計(jì)歷史生產(chǎn)情況，結(jié)合技術(shù)人員的專業(yè)知識、管理經(jīng)驗(yàn)，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(jié)變化規(guī)律，以此作為該類問題的預(yù)警分析模型，并利用該模型對問題進(jìn)行預(yù)測、預(yù)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(shù)人員則通過延展PCS系統(tǒng)報(bào)臀預(yù)筲功能及前端儀表閥值手動輸人設(shè)定，研究制定了管網(wǎng)壓力預(yù)警和基礎(chǔ)管理預(yù)警兩類預(yù)警模型。管網(wǎng)壓力預(yù)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(yù)警等狀況；難礎(chǔ)管理預(yù)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(bào)警預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管網(wǎng)的全過程數(shù)字化管控。

2應(yīng)用情況

2．1應(yīng)用成效

1）降低巡線勞動強(qiáng)度．提卨工作效率。常規(guī)人工管理模式：每人負(fù)責(zé)一個站的集輸管網(wǎng)現(xiàn)場巡線，單趟需要花費(fèi)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(yuǎn)程集中管控，1名監(jiān)控人員花費(fèi)15min可完成全區(qū)電子巡線和設(shè)備遠(yuǎn)程巡檢。2）及時發(fā)現(xiàn)管線穿孔，降低安全環(huán)保隱患。運(yùn)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(bào)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(yùn)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(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行，提升集輸運(yùn)行管理水平。運(yùn)用PCS監(jiān)測集輸管網(wǎng)，輸油泵異常運(yùn)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(yùn)行更加順暢。2020年5月5日晚20點(diǎn)11分，王17站出口壓力超限，系統(tǒng)推送輸油泵壓力異常預(yù)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(dǎo)致停輸，21點(diǎn)59分問題解決恢復(fù)輸油。運(yùn)用PCS監(jiān)測輸油泵運(yùn)行情況，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)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(qiáng)度，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)接轉(zhuǎn)站少人值守、遠(yuǎn)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(yù)計(jì)全廠可優(yōu)化46名用工。2）減少維修費(fèi)用，增加經(jīng)濟(jì)效益。及時發(fā)現(xiàn)油泵工作異常，預(yù)計(jì)年減少泵維修次數(shù)40次，維修費(fèi)按照1萬元／次測算，預(yù)計(jì)年節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)用40萬元。3）降低污染風(fēng)險(xiǎn)，提升社會效益。運(yùn)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(hù)航，呵護(hù)江漢綠色家園。

3結(jié)論與建議

1）借助生產(chǎn)信息化，實(shí)現(xiàn)集輸系統(tǒng)全程化管控。全面監(jiān)測重點(diǎn)設(shè)備和集輸干線，提高應(yīng)急處置效率，優(yōu)化輸油管網(wǎng)運(yùn)行，促進(jìn)集輸管理由經(jīng)驗(yàn)式管理向數(shù)據(jù)化管理過渡，由粗獷式管理向精細(xì)化管理轉(zhuǎn)變。2）集輸系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)輸油泵和干線壓力采集，建議進(jìn)一步完善信息化建設(shè)，采集站點(diǎn)內(nèi)加熱爐、緩沖罐和分離器壓力，為下一步建設(shè)智能化管網(wǎng)奠定基礎(chǔ)。

［參考文獻(xiàn)］

［1］曲斌，豐大成，袁濤．構(gòu)建油氣集輸系統(tǒng)的智能化管理網(wǎng)絡(luò)DG．西安石油學(xué)院學(xué)報(bào)，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(shù)，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