油田站點數(shù)字化改造通用實施方案探析

1、油田站點數(shù)字化改造通用實施方案探析【摘要】隨著油田開發(fā)的不斷深入，新投產(chǎn)油井?dāng)?shù)量不斷增多，為 了在不增加用工總量的前提下提高油田生產(chǎn)規(guī)模，油田數(shù)字化管理成為變 革生產(chǎn)組織方式、油田管理方式和控制投資、降低管理成本的重要舉措。 但由于各站點工藝流程差異大，操作人員水平參差不齊、數(shù)字化建設(shè)設(shè)計 思路不同，造成數(shù)字化控制系統(tǒng)開發(fā)及數(shù)據(jù)處理不統(tǒng)一，開發(fā)維護量相對 較大。通過大量實踐分析認(rèn)為各站點間工藝流程大多相同，需要采集的關(guān) 鍵參數(shù)點基木一致，有必要進行開發(fā)模塊化標(biāo)準(zhǔn)程序控制系統(tǒng)，對各站點 設(shè)備進行統(tǒng)一類型，plc編程時將站點所需生產(chǎn)控制單元劃分為幾個或多 個模塊，對每個模塊進行編程對象，各模塊間相

2、互獨立進行開發(fā)，且標(biāo)準(zhǔn) 應(yīng)用統(tǒng)一，便于后期調(diào)整升級，并將標(biāo)準(zhǔn)站控系統(tǒng)形成鏡像文件，實現(xiàn)快 捷式安裝調(diào)試，保證維護質(zhì)量，大大縮短了維護周期?！娟P(guān)鍵詞】數(shù)字化通用實施方案plc站控系統(tǒng)隨著油出的持續(xù)開發(fā)，保持用工總量和擴大生產(chǎn)規(guī)模的矛盾使數(shù)字化 油田成為現(xiàn)代油田發(fā)展的必然結(jié)果。但在數(shù)字化推進過程中出現(xiàn)了一些問 題：(1) 由于各個站點的工藝流程不一樣，在開發(fā)站控系統(tǒng)時必須針對 不同的站點流程，導(dǎo)致各站的站控系統(tǒng)難以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。(2) 在開發(fā)plc程序及工程組態(tài)過程中，開發(fā)的系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性受到現(xiàn)場開發(fā)人員的水平影響，很難達到統(tǒng)一的質(zhì)量，且由于開發(fā)思 路不一致導(dǎo)致后期維護難度大。（3）在部署上位機

3、的過程中，需要依次安裝操作系統(tǒng)、力控工程軟 件、標(biāo)準(zhǔn)站控軟件和設(shè)備驅(qū)動等大量的軟件程序，然后對站控工程進行組 態(tài)調(diào)試，建設(shè)及維護時間長、成木高。（4）油田偏遠的環(huán)境，分散的布置導(dǎo)致傳統(tǒng)的數(shù)字化專業(yè)廠家上門 維護方式運行成本高，響應(yīng)速度慢，故障持續(xù)時間長，無法滿足油田生產(chǎn) 實際需要。要實現(xiàn)數(shù)字化油田的高效低成本運行維護工作必須簡化數(shù)字化 的建設(shè)和施工難度，形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，逐步形成自身維護能力。通過長時 間探索實踐，我們對油田站點數(shù)字化改造通用實施方案提出一些思路。1開發(fā)思路（1）建立現(xiàn)場采集設(shè)備建設(shè)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)站點單元模塊設(shè)備的 統(tǒng)一化管理運行模式；（2）開發(fā)和規(guī)范模塊化plc模塊程序及標(biāo)準(zhǔn)

4、，實現(xiàn)所有站點plc子 模塊程序的獨立性、通用性；（3）開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的站控系統(tǒng)及上位控制系統(tǒng)，實現(xiàn)站點系統(tǒng)的統(tǒng)一性, 確保了站控的標(biāo)準(zhǔn)性、穩(wěn)定性；（4）所有開發(fā)程序統(tǒng)一形成鏡像安裝軟件，真正意義上實現(xiàn)不同站 點站控即插即用的功能，極大的提升了維護效率。2現(xiàn)場儀表標(biāo)準(zhǔn)的制定通用方案就現(xiàn)場釆集設(shè)備建設(shè)制定了標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了設(shè)備選型、安 裝標(biāo)準(zhǔn)，接線安裝順序等技術(shù)環(huán)節(jié)。現(xiàn)場采集同類參數(shù)的儀表必須采用同 類型的設(shè)備，具有統(tǒng)一的安裝標(biāo)準(zhǔn)，保證了后期整個系統(tǒng)部署完成后，無 需進行復(fù)雜的調(diào)整設(shè)置，即可實現(xiàn)正常通訊與采集。釆集設(shè)備安裝接線的 規(guī)范性，信號處理設(shè)備采集通道固定的采集參數(shù)點，初步實現(xiàn)了不同站點 間采集

5、點數(shù)據(jù)處理程序通用性，為通用化方案的推廣奠定了基礎(chǔ)。3 plc程序開發(fā)設(shè)計plc可編程控制器是油m數(shù)字化站點自動化系統(tǒng)主要設(shè)備z-,目前 plc控制系統(tǒng)在聯(lián)合站、增壓站、轉(zhuǎn)油站等站點大量使用，效果顯著，并 且達到了預(yù)期的目標(biāo)。但隨著站點的不斷增加，plc控制系統(tǒng)的使用要求 不斷提高，新暴漏的出的問題日益增多。主要由于plc程序的每個程序測 試人員都有自己的開發(fā)思路，各自開發(fā)的程序都有很大的隨意性，造成各 個站點plc程序差異性較大，不利于程序問題的集中發(fā)現(xiàn)和升級，且后期 維護難度增大。通用方案要求plc設(shè)備出廠即帶有初始化程序，初始plc程序?qū)⑿枰?完成的控制任務(wù)根據(jù)站點管理單元劃分為多個了模

6、塊，主要包括以太網(wǎng)通 訊子程序、模擬量子程序、485通訊子程序、電加熱子程序、ptd控制子 程序等，各子模塊程序相互獨立，當(dāng)現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)點變化時不影響plc程 序運行。在站點應(yīng)用時，根據(jù)現(xiàn)場工藝流程配置相應(yīng)子模塊，參數(shù)通道可 缺省。即插式plc標(biāo)準(zhǔn)程序及上位控制系統(tǒng)的目的就是通過開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的plc 程序，實現(xiàn)了在站點安裝和調(diào)試plc時可直接下載程序使用，無需二次編 程開發(fā)，極人的縮短了維護周期。所有采集數(shù)據(jù)經(jīng)plc自動將檢運算處理 后提供給監(jiān)測的上位機系統(tǒng)，避免了上位機處理數(shù)據(jù)的弊端，當(dāng)不同站點 工藝要求調(diào)整時，在程序中只需要調(diào)整相應(yīng)的模塊處理單元，而不必改變 執(zhí)行部分，這樣有利于整個控制系統(tǒng)的

7、調(diào)試和運行，同時降低了工作難度, 避免了重復(fù)勞動，確保了程序的標(biāo)準(zhǔn)性，亦解決了不同集成開發(fā)商調(diào)試產(chǎn) 生的技術(shù)壁壘。4開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)站控系統(tǒng)站控系統(tǒng)是數(shù)字化的核心，前期由于站控系統(tǒng)具體關(guān)鍵環(huán)節(jié)未明確規(guī) 定，各不同技術(shù)人員水平參差不齊，程序質(zhì)量檢驗也沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，造 成標(biāo)準(zhǔn)化站控“不標(biāo)準(zhǔn)”，導(dǎo)致站控系統(tǒng)的各項功能不完善、不好用，隨 著站控系統(tǒng)不斷增加，制定標(biāo)準(zhǔn)化站控系統(tǒng)并加快推進使用成為數(shù)字化工 作核心工作之一。開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化站控系統(tǒng)就是按照現(xiàn)場采集設(shè)備建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及plc標(biāo)準(zhǔn)程序 對應(yīng)組態(tài)開發(fā)上位控制系統(tǒng)，并定義所有的顯示界面、顯示方式及控制方 式，開發(fā)完成后，程序打包形成標(biāo)準(zhǔn)安裝軟件，實際部署時只需根據(jù)更

8、換 流程圖、屏蔽不需要的采集點即可，保證站控工程程序的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，解決 了標(biāo)準(zhǔn)站控系統(tǒng)一直無法冇效推行使用,降低了數(shù)字化系統(tǒng)維護難度，提 高了站控系統(tǒng)維護效率，降低了維護成本。5開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)站控操作系統(tǒng)pc機系統(tǒng)作為站控系統(tǒng)的運行載體，決定著系統(tǒng)的運行速度和穩(wěn)定 性，站控系統(tǒng)又是數(shù)字化運行的核心,擁有一套良好、標(biāo)準(zhǔn)的平臺系統(tǒng)是 數(shù)字化運行的首要條件。目前站控電腦操作系統(tǒng)及站控系統(tǒng)安裝按照傳統(tǒng) 安裝操作系統(tǒng)、力控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫及相關(guān)驅(qū)動軟件，由于系統(tǒng)版木較多， 操作人員水平不統(tǒng)一，造成站控系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)站控一直存在無法 有效運行燈問題口益突出，嚴(yán)重影響數(shù)字化站點站控系統(tǒng)止常運行。開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)首

9、先是制作了系統(tǒng)鏡像軟件，以標(biāo)準(zhǔn)站為模板，按 照站內(nèi)集輸、注水、水源井參數(shù)采集和控制點，完全按照增壓站站控開發(fā) 標(biāo)準(zhǔn)，保證各工程程序、參數(shù)設(shè)置均按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，完善細節(jié)，反復(fù)驗證, 對系統(tǒng)進行鏡像備份，形成打包安裝軟件，安裝更換時確保了整個系統(tǒng)平 臺的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。其次通過對對站控電腦安裝純凈正版操作系統(tǒng)，安裝軟件 前更新系統(tǒng)補丁，在安全環(huán)境下完整安裝最新的應(yīng)用軟件，保證驅(qū)動和軟 件的標(biāo)準(zhǔn)性。最后對標(biāo)準(zhǔn)站控系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫、功圖文件、油氣院供圖計 量軟件、井場配置信息、工程備份等各程序和文件的存儲路徑，各文件夾 數(shù)據(jù)表以日期命名，方便日常管理和更新維護，優(yōu)化了站控系統(tǒng)。6結(jié)論該方案己在標(biāo)準(zhǔn)增壓站、綜合型增壓站點進行推廣實驗。實驗證明該 方案生產(chǎn)運行過程中系統(tǒng)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確，達到了站控系統(tǒng)的插即用 功能。避免了由于現(xiàn)場開發(fā)人員的技術(shù)水平、開發(fā)思路不一致，可能造成 的站