浅谈油田联合站油气集输自动化的应用

万全生 ,毛国军,白艳军

华北油田公司二连分公司  内蒙古锡林浩特  026000

摘要：采油厂联合站的设备基本都是24小时运转，人员减少一个员工要监管着几个岗的工作，靠老的巡检方式有点忙不过来，国外在联合站监控系统方面比我国发展的快速，60年前美国就建成第一套自动化监控输送系统解决了原油的自动收集、处理、计量、输送问题；将RTU、PLC用于联合站的加热炉、外输、流量计注水控制等等，并很快发展到报警、泵控等其它领域；随着监控与数据采集系统越来越多的应用于油田生产控制与管理中，它与油田开采中的处理设备上的检测仪表和控制设备直接连接，能够实时和不断的获取检测仪表所检测到的运行信息；国外有些油田还实现了注气、注水的优化控制。国内现状：联合站监控系统主要分为人工检测控制、常规仪表自动检测控制、计算机检测控制三种方法，我油田也陆陆续续采用了这些方法以解决人员减少，并提高了对各个数据的准确性及时性。

关键词：联合站 RTU   自动监控 计算机检测报警

一、自动化监测技术

联合站分为油区、水区、电区、气区四个区域，怎样把这四部分实现自动化就是我们单位不断追求的监测控制与数据采集系统；油气田生产过程从井口、计量站、接转站到联合站及油库，主要依赖于监测控制与数据采集系统。监测控制与数据采集系统，简称科达监控，是对分布距离远、生产单位分散的一种数采集、监视和控制系统，是油气田自动化普遍应用的形式。作为计算机分级控制系统，科达监控间跨度的生产过程而开的，尤其在长距离外输油气管网上应用非常广泛；采用科达监控 控制系统后，只要几分钟就可以完成，真正实现了联合站的监控自动化。

1、科达监控系统的构成概述——科达监控 系统组成两层次结构，由一个中心站、多个远程站及它们之间的通信系统组成， 对远程站点的运行设备进行监视和控制，以实现参数测量、数据采集、设备控制、参数调节以及通信系统 各类信号报警等功能的分散型综合控制系统。科达监控系统中心站监控计算机，通过通信系统对各远程站定期进行查询，连续采集各站操作数据和状态信息，中心站对整个系统进行统一1*远程站 (RTU) 2*远程站 (RTU) 开远程站 (RTU) 监视，并向各站场发出操作和调整指令，实现分散控制和集中调度管理。科达监控控制系统组成远程站与现场传感器、变送器、执行器及控制设备连接，具有检测、信息预处理及监控等功能，并能在与监控中心的通信一旦中断时独立工作。

2、中心站——中心站通常设在调度控制中心。中心站计算机监控系统是整个控制系统的最高级，主要由实时数据服务器、操作员站计算机、工程师站计算机、外部设备(包括彩色显示终端、打印机、声光报警设备、历史数据存储设备)等组成。中心站由实时数据服务器与网络设备组成局域网，各远程站的数据通过通信系统远传到局域网上，存储到数据服务器的数据库中，并实时更新。局域网上的其他各工作站计算材可随时查询调用实时数据服务器处理计算后的有关数据，共享服务器的资源。

3、远程站——科达监控系统的远程站有一个专用的术语，叫RTU(即远程测控终端)。RTU 必须保证检测与控制的准确性与实时性。RTU可以独立按预定的程序自行处理站内各种参数监测与控制功能，同时又能接受中心站计算机监控系统的控制指令，对重要设备进行控制。RTU作为远程站控单元的核心，是以微处理器为基础的可编程检测控制组件，其硬件基本配置有电源、中央处理单元CPU、存储器ROM和RAM、各类输人/输出(/)模块、通信模块、人一机接口等组件。CPU通过固化软件可以进行数据采集和控制，并通过通信模块与中心站进行通信，并可以进行程序的下载和上传。RTU 容量大小和复杂程度与检测、控制功能要求紧密相关。一个小型RTU 可能只有几个检测参数和一两个控制点输出，而大型RTU则有上百点的数据检测和几十个控制回路，RTU的规模根据控制系统的要求而定，一般由单片机或PLC构成，品种繁多。大的 RTU系统可以占满一个机柜，小的在一个小盒子里就能装下。对于重要的站场，为提高系统运行的可靠性，大多采用双机冗余配置，热备用运行方式。主控机与备用机的切换自动进行，与生产现场传感器、变送器、执行器的I/O接口也可采用冗余配置。在油田生产工艺过程中，测控对象一般是油气井或注水井井口装置、计量站、接转站、油库、长输管道首站、末站和中间站的生产设备。

4、数据通信系统——首要任务是把各远程站RTU的所采集的工艺数据和中心站的调度控制命令及时准确地双向传送。简单地说，数据通信系统就是采用以微处理器为基础的通信控制器，通过调制解调器及通信线路来实现系统的数据通信。通信系统分有线通信系统、无线通信系统两类。有线通信包括电缆(电话线)、网线、光纤、电力载波等;无线通信包括数传电台、微波、移动公网(GPRS、CDMA)、卫星通信等。根据数据传输量的大小、到中心站的距离等因素确定RTU的通信方式；通常在几千米监控单元的功能设备监控单元直接与被控设备相连，主要完成以下功能:(1)周期性的实时采集被监控设备的运行参数与工作状态，并对其进行诸如存储、显示等方面的处理，并实时主动的向监控站发送被监控对象的状态;(2)随时接收和执行上一级计算机下达的对被控设备的控制命令;(3)接受上一级下达的配置信息，刷新配置文件;实现与被控对象之间互动的高可靠性。

二、联合站的应用

（一）油水界面位置监控系统，——油水界面控制主要是油水过渡区保持在电极之下，进液分配头之上，该系统采用差压变送器测量效写界面高度，信号送至液位指示控制报警环节LICA按PID规律调节，同时判断界面超高超越低报警，通过电器转换器I/P控制调节阀门开度，这属于简单调节；与计算机联网后可以一人监控（计量岗）

（二）电脱水器测控系统——自动监控参数，油水界面位置、出油含水率、压力、温度、电场电压与电流，自动调节系统:保持油水界面、保持电场电压；自动报警与保护、超高、超低压力、超温；与计算机联网后可以一人监控（脱水岗）。

（三）三项分离器测控系统——天然气计量与测控系统；维持罐内压力并计量天然气流量、安全保护（超压）；油水界面测控系统：调节油水界面、出水计量；油水界面控制系统：维持油气界面、出油计量；与计算机联网后可以一人监控（计量岗）

（四）外输系统——原油的外输工作中外输平稳，外输定压定温测控系统，自动调节外输量及外输的温度都连锁在一起控制系统监控后可以一人监控（外输岗）

加热炉自动调节主要参数温度压力控制系统进油量、进风量。自动报警与保护超限（自己设定）与计算机联网后可以一人监控（加热炉岗）

（六）注水系统——自动监控注水参数，污水液位、注水压力、温度、注水量；注水泵的运行参数电流、电压、电机温度、机油温度、机油液位，出现问题超出设定值直接报警提醒维修人员处理。

三、结论

电器自动化技术在联合站系统中的运用，可以实现油田企业的现代化建设和自动化进程，为油田企业的智能化工作提供了基础，电气自动化技术在油田企业中的优越性非常明显，不仅能够提升油田企业生产系统在运行过程中的安全性和可靠性，还能降低油田企业在运行过程中的成本，为油田企业增加了社会效益和经济效益，达到安全生产才能促进油田企业稳定发展。

参考文献：1、《油气集输仪表自动化》石油工业出版社 王克华

2、《石油技师》中国石油天然气集团人事部   石油工业出版社

3、《集输工技能鉴定》中国石油华北油田公司   石油工业出版社2019