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数字化油田中自动化仪表的选择应用分析

常海斌 马占武 刘吉东

吉林西部油气新能源公司

摘要: 在油田生产过程中,所使用的仪器仪表自身也是有误差的,但是一般情况下,它们以绝对误差、相对误差和传导误差为代表。因为油田的生产环境不同,它除了受到外界环境的干扰之外,还受到其自身因素的限制,这些因素都会对仪器仪表工作的稳定性产生影响,从而导致其难免会产生一些偏差。因此,为了解决以上所出现的问题,就必须在对仪器仪表的选择上慎重考虑,并按照有关的原理和方法进行合理的选择。
关键词: 数字化油田;自动化仪表;选择;应用分析
DOI:10.12721/ccn.2025.157012
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1.油田生产中自动化仪表的选用原则

1.1精确性和经济性兼顾原则

就油田的生产来说,它的整体流程都是相当复杂的,需要对油田的存储、开采和生产运行情况有一个全面的认识,并对其进行有效的分析,从而制定出最适合的开发计划,并且需要对生产工艺进行持续的优化,并对装备的操作参数进行调整,就会影响到油田的产量和生产的安全。所以,在进行自动化仪器选择时,要将其精确度作为首要的考量因素,并将其与油田生产自身情况、计量的环境、介质特性及精度需求等因素相结合,进而选择出能够在此条件下准确计量仪表的方法。然而,当所选择的仪器都具有相同的精度级别时,就要对它们的经济成本进行考量,然后从中挑选出既能兼顾到经济性又能兼顾到技术要求的仪器,将成本高、功能丰富且不满足油田生产和管理需要的仪器排除。

1.2安全性和可靠性兼顾原则

加强安全生产是国家在努力推动的一种措施,也是所有企业在进行生产经营时都要严格遵循的一条原则,包括油田的安全。因此,在选用自动控制仪器时,不仅要看它的优良性能,而且要看它的安全性。总的来说,有些新开发的仪器和装置,因为没有经过长时间的实践检验,对它们的应用仍有一定的安全隐患。随着信息技术的迅速发展,老的自动化仪器仪表设备逐渐被淘汰,新的仪器仪表设备不断出现,但是在选择自动化仪表时,如果所采用的技术可以达到对特定参数的测量要求,在这些仪表中,应优先选取经过长期验证的、安全耐用的仪表,并且按照仪表安装说明和规定进行适当的安装,并对管道内有无异物和焊渣进行并清理,以为仪表的正常测量奠定基础。

2.数字化油田中自动化仪表应用

2.1常用自动化仪表

压力仪表。石油作为日常的一种重要能源,由于其开发具有一定的风险性,所以在建立数字油田时,若不留意压力的变动,极易引发安全事故。压力仪表的使用应该是按次序进行的,这就要求操作者必须对整个次序的过程非常了解,并且要严格遵守次序,以免发生安全事故,造成人身和财产的损害。在应用时,首先要测定应用周围的温度,以免应用的温度太高而影响到它的正常运行。压力计要经常保养,并要对故障进行及时排除和维修。用压力计准确地测定出水压,当水压超标时及时发出警报。有关单位要根据它们的应用规定,配备专业的操作员,对他们进行严格的训练。

温度仪表。在数字化油田的建设中,具备自动化温度测量仪表的应用是必不可少的,对所采集的原油进行实时的测量,对油的采集有非常准确的温度需求,通常需要在300~1800℃,如果不能很好地进行有效的控制,就会导致一些安全事故发生。为了达到精确测定的目的,必须利用温度计来确保采矿过程中的温度变化。对运行过程中的温度变化进行了详细记录,以便对运行过程中发生的意外情况进行防范。

2.2DCS控制系统的应用

(1)现场数据收集与监控系统部分。在油田生产中,对现场进行大量的数据资料和信息资料的搜集,并利用监控系统的功能对这些资料进行综合,从而达到对整个油田开采过程中资料的把握,从而提高油田开采的品质和效率。

(2)监控中心。在DCS系统中,监控中心是最重要的一环,它的监控信息主要包括流量、液位、采油温度等。在采集了这些数据之后,将它们进行了后续的整合,并传输到中控服务器,服务器会对这些信息展开分析和归类,根据这些信息的内容和分类,再将它们发送到相应的工作人员手中,从而提高采油质量、效率和安全性。油田生产中由于各种因素的作用,常会造成系统中的信息丢失。因此,在控制系统的布设作过程中,技术人员要对采油分解有一个完整的认识,并对其进行计算,并在此基础上建立一个传输服务器,以此来实现对每个管道内真实状况的掌控,以便及时发现问题并解决问题,最终实现安全稳定输油。传统的人工仪器存在着操作不稳定、受各种制约等问题,与数字油田的发展格格不入。为此,需要大力发展和普及自动测量技术。但是,在某些边远的油田,由于生产过程中存在着不能适时完善和改进的问题,需要加强生产过程中的各种仪器设备的应用。

2.3中央控制室与子站接入

(1)中央控制室。在运行时,中央控制室与站间的通信,需要用传送讯号来建立。在中心控制室内,DCS可以设定对应的分台,对各分台进行数据录入,并对各分台的工作情况用图表形式进行汇总。DCS采用视窗控制,工程师可以对DCS进行升级和优化。在得到许可后,根据现场的具体状况,及时地对该系统进行升级,确保其应用的有效性。

(2)DCS系统的具体功能。DCS系统包括4个功能:①实现对油田的动态监测;②对收集到的资料进行综合分析,并将综合分析的结果用一张曲线图表示出来;③各种类型的报告都能根据需要进行时间设置并产生;④在生产过程中,能够在生产过程中实时监测到各项指标,当超过设定值时会有预警,便于读取、打印分析结果。DCS具体功能如下:在第一种功能中,DCS能够对各种复杂的资料进行分类辨识,并且能够根据具体的工作情况进行实时监控与评价。一旦室外的设备发生异常,工作人员就能及时准确地找到设备的位置,并针对具体的条件进行维修。第二种功能确保了DCS系统的正常运转,使数据的处理变得更加简单,可以用一种详细的形式来展示重要的数据,让工作人员能够对每个工作环节中所生成的有关数据进行实时监测,同时也可以将收集到的资料进行汇总,帮助工作人员更快更准地做出判断。第三个功能就是能够精确地完成工作,产生多种说明,员工能够透过其自身的资讯科技设备来查阅资料,并得出所需说明。在日常自动化作业中,很难完成这样的输出宣告,工人们需要手工联系打印机进行打印,这样既浪费了大量的人力,又浪费了大量的生产成本。第四种功能是实时监视系统,遇到突发状况,可以将其和预警功能直接联系起来,由工作人员来判定是否出现了问题。与以往的报警系统比较,它的功能更加强大,速度更快,能够保证各个程序的安全性和平顺性。

3.自动化仪表应用中维护与故障处理

3.1强化仪表设备检修

在使用自动仪表时,经常会遇到各种问题,严重影响到油田的正常生产。所以,要对这些问题进行周期性的检修,找出问题所在,减少这些问题的发生。维修人员要承担起自己的职责,对油田中的自动化仪表定期展开全面检测,确保在发生故障时可以及时解决,减少对油田工作的干扰,使仪表能够在正常的工作状态下保持良好的灵敏度和准确性,以达到数字化油田的生产效率。

3.2制定排污处理方案

在使用自动仪表时,应充分掌握仪表的基础状况及工作条件,以免因使用错误的方式而引起仪器的失效。另外,当仪表工作结束后,操作人员应立即执行污水处理,并应制定详尽的污水处理计划。当采用自动仪表测量时,由于油污和灰尘等杂质的存在,会使计量的准确性受到很大的影响,有时还会引起重大的事故。因此,要严格按照排污计划表对自动化仪表进行排污,在制定排污方案时,要按照仪表的工作条件和工作环境来进行,制定后要确保执行,并保持仪表的运行能力。

3.3定期检修仪表

为了减少仪表在运行中的失效概率,确保仪表的正常运行,提高仪表使用能效。在对仪表进行维修保养时,要注意对一次部件进行检修,要对其具体的保温伴热状况等进行详细的了解,特别是在低温的环境下,这是一个需要进行的主要维修的项目,可防止在较低温度的条件下,因部件结冰而使仪表不能正常工作。

4.结束语

随着我国石油行业的发展,油田生产的自动化程度不断提高,对各种自动仪表的选择与应用也提出更高的要求。遵循精度与经济性兼顾、安全性与可靠性兼顾等两个方面的原则,科学合理地选择自动化仪表,既可以使油田生产工作的效率得到明显提高,又可以减少由于仪表选用错误而造成的不必要的损失,从而使油田企业的经济效益得到更大的提高。因此,在构建数字化油田时,要根据油田的实际情况,对仪器仪表设备进行更新,而不是一味地去采用新的技术,只有这样,才能在石油开采的各个环节达到精确的测量效果,从而达到自动化生产的要求。