苏里格气田无人值守站试验研究

刘银春＊ 赵旭 张凤喜 刘 王登海 杨家茂 杨光

（1.西安长庆科技工程有限责任公司；2.苏里格气田开发指挥部）

苏里格气田无人值守站试验研究

刘银春＊1赵旭2张凤喜1刘1王登海1杨家茂1杨光1

（1.西安长庆科技工程有限责任公司；2.苏里格气田开发指挥部）

介绍了苏里格东部气田和中部气田结合各自区块的特点和建设现状开展了无人值守站试验。东部气田形成了“站场无人值守，运行远程监控、事故紧急关断、故障人工排除”的管理模式；中部气田形成了“有人值守、定时巡检、远程通知、站内操作”的管理模式。通过分析这两种不同管理模式的优缺点和实用范围，提出了优化完善的建议，对实现气田数字化管理和用工总量的控制有着重要的意义。

苏里格气田；无人值守站试验；集气站；自动控制；数字化

按照《苏里格气田230×108m3/a开发规划》，苏里格气田将建成上万口井、上百座集气站，按照中国石油天然气集团公司的要求，气田达产时用工总量应控制在2 000人以内。若采用目前的生产指挥部远程监视、集气站驻站人员人工操作的常规生产管理模式，无法满足气田快速建设的需要。针对大气田人力资源严重不足的现实，只有创新管理模式，进一步提高管理水平，实现对整个生产过程自动化、科学化、现代化、数字化管理，才能有效地减少现场操作次数，降低安全风险，减少日常井站维护工作量，精简组织机构，减少操作人员，降低运行成本。

为了将数字化管理技术进一步延伸，缓解人力资源不足的压力，适应大气田管理，长庆油田分别在苏里格东部气田和中部气田开展了无人值守站试验。利用Internet技术、计算机软硬件技术、现代通信技术、自动控制技术等科技手段对多个集气站进行实时监控，完成所控集气站的视频监视、数据采集、报表生成等生产运行管理工作，实现了集气站无人或少人值守。

1 苏里格气田标准集气站

1.1 工艺流程

苏里格气田已全面推行“标准化设计、模块化建设”的开发模式，集气站的标准工艺流程为：天然气经采气干管汇集后进入集气站进站区，在进站区通过控制阀控制干管的来气，然后进入气液分离器进行分离，再进入压缩机增压至3.5MPa，计量后外输；设置压缩机旁通管路，在夏季单井运行压力较高时，实现不增压直接外输。

1.2 自动控制设备

为满足集气站生产管理需要，主要配置了以下自动控制设备：数据采集系统（站控系统）1套，包括操作员站和数据采集单元等；分离器、闪蒸分液罐设置液位变送器和自动排液系统；分离器进口设置压力变送器；天然气外输设置智能旋进流量计；出站设置气动紧急切断阀、手动触发按钮；可燃气体浓度检测设备；视频监视系统。

1.3 自动控制水平

根据集气站站控系统的设置，实现集气站有人值守、定时巡检、生产指挥中心远程监视的自动控制水平。

站控系统接收集气站所辖各单井生产数据；检测井场运行状况；实现远程视频巡井；远程开、关井口高低压紧急切断阀；实现分离器、闪蒸分液罐的液位检测及自动控制，可自动排液；监测分离器进口压力，即采气管道进站压力；监测生产区域的可燃气体浓度；监测集气站外输天然气流量、温度、压力等参数；设置出站紧急关断按钮，实现集气站外输管道的快速切断；实现全站、全天候的视频监视；将集气站相关生产数据上传至苏里格气田生产指挥部。

2 无人值守站试验

2.1 苏里格东部气田无人值守站试验

通过对集气站关键设施设备进行优化升级，在已有标准集气站的自动控制功能基础上，完善了生产数据实时监测、安全远程自动控制和安防智能监控系统。

2.1.1 完善生产数据实时监测系统

一是将发动机、压缩机检测控制的所有参数都通过MODBUS传输至压缩机组的PLC上及集气站站控系统，与集气站站控系统的通信方式选用RS485接口和MODBUS for RTU协议，实现远程监测压缩机运行参数；二是增加污水罐的顶装式浮球液位计（变送型），远程监测污水罐液位，方便调度安排污水拉运；三是集气站可燃气体探测器报警信号接入站控系统，实现远程监测并高限报警；四是增加集气站站控系统的I/O点数，包括AI点、DI点、DO点和RS485接口1路。

2.1.2 增加远程自动控制系统

一是将集气站进站区、分离器区、外输区放空系统的手动放空阀改装为带远程控制的电动阀，实现紧急情况自动放空、远程点火；二是进站干管及外输支线设置带远程控制电动球阀，实现远程紧急关断；三是将压缩机控制系统通过RS485接口和MODBUS for RTU协议接入站控系统，实现远程紧急停车；四是增加发电机自启动装置，将ATS手动切换装置更换为自动切换装置，当外电断开或供电电压不足时，启动报警器，并自启动发电机，实现外电与发电机自动切换。

2.1.3 加强安防智能监控系统

一是在关键路口设置电子路卡值勤系统，包括高清摄像机、太阳能电池板、5.8G网桥，实现对过往车辆车牌的抓拍、连续录像、自动记录等；数据通过5.8G无线网桥传入相关集气站，后经支线光缆上传至中心管理站；二是设置可视门禁对讲系统，包括智能门禁控制器、脉冲锁、读卡器、出门按钮、感应卡，通过可视化界面，远程实现集气站、机柜间电磁门的开启，系统自动记录出入人员信息；三是设置周界红外告警系统，包括红外对射报警主机、红外对射报警探头、电源适配器，实时监测非法入侵、自动报警、远程联网，记录报警信息日志；当自动报警时，视频自动切换至相应界面，经监控人员确认后才能消除报警；四是增加高清摄像机及云台，优化集气站摄像头布局，增加入侵联动告警功能，实现对监视范围人员的轨迹跟踪，对非法入侵进行现场声音告警，并且具备控制、回放、查阅的功能。

通过升级改造，试验站实现了井场、进站区、压缩机、分离器、闪蒸分液罐等关键设施设备的压力、温度、液位等关键运行参数的监控、报警、控制；设置的智能化、自动化、远程化的安保系统确保了集气站的安全运行；试验站只需每日巡检1次，检查设备的运行状态、现场运行参数与中心管理站监测参数的比对等工作。

在井区部设置中心管理站，中心管理站内设监控室，建有站控系统1套、服务器1套、操作员站1套，与集气站通信采用RJ45接口、TCP/IP协议，完成对试验站的远程监控，紧急情况下可采用关断、放空等方式，确保站场的安全，并及时安排抢险维修人员现场处理。试验站达到了“站场无人值守、运行远程监控、事故紧急关断、故障人工排除”的控制水平。

2.2 苏里格中部气田“集中监视、站内操作”试验

苏里格中部气田未对标准化集气站做任何改造，而是充分利用已有数字化成果，在井区部设置中心管理站，完善及优化中心管理站的控制系统，实现对全区块的集气站远程集中监视，达到中心管理站集中监视、集气站站内人工操作的控制水平。

中心管理站监控系统主要包括生产运行管理、电子巡井、集气站视频监控、井场视频监测、单井远程控制、夜间无人值守、员工动态识别和报表自动生成等系统。

一是生产运行管理系统。实时监测集气站内进站区、压缩机、分离器、闪蒸分液罐等关键设备的关键运行参数。

二是电子巡井系统。按照设定时间及周期，对井场进行电子视频巡井，并自动传回、保存井场图片。

三是集气站视频监控系统。对集气站内及周边进行全天候、全面的视频监视，实现对监视范围人员的轨迹跟踪，对非法入侵进行现场声音告警。

四是井场视频监测系统。对井场进行实时视频监测，确保井场安全、平稳生产。

五是单井远程控制系统。远程开、关井口高低压紧急截断阀，避免因井口超压和管道泄漏而发生事故；设置一键全站关井、一键全干管关井等实用功能，方便不同事故的快速处理。

六是夜间无人值守系统。设置关键参数的报警区间，达到不同的报警范围采用图像、声音、闪光等不同报警方式，确保夜间无人值守实施的可行性。

七是员工动态识别系统。视频监视系统设有身份识别系统，不同的授权人员佩戴不同的身份识别卡；不同识别卡在视频监控系统有不同的监控级别，如站内人员进入生产区域只是视频轨迹跟踪，污水拉运人员则是轨迹跟踪、视频报警，非法闯入人员则是轨迹跟踪、声音报警。站内人员进出站均记录并上传至中心管理站，中心管理站可以方便查阅各集气站驻站人员的详细信息。

八是报表自动生成系统。根据作业区报表要求，将格式固化到报表自动生成系统内，根据报表数据更新周期，按时采集相关参数，实现集气站生产报表在中心管理站自动生成。

集气站设少量值班人员，每日定时巡检1次。若站内出现异常，由值班人员电话通知站内人员进行处理。形成了“有人值守、定时巡检、远程通知、站内操作”的运行管理模式，驻站人员由6人减少到3人。

2.3 试验站综合对比

2.3.1 常规集气站

常规集气站采用站场有人值守、周期巡检、站内操作、生产管理中心远程监视的生产管理模式。此运行模式站内值班人员较多，生产管理成本高；值班人员距生产区较近，安全风险较大；站内生活配套设施齐全，水、电、气等能耗高。但是，站内人员能够快速处理各类紧急情况，应急处理能力强。

2.3.2 东部气田试验站

东部气田试验站采用站场无人值守、事故紧急关断、故障人工排除、生产管理中心远程监控的生产管理模式。此运行模式站内无常驻人员，降低了生产管理成本，也降低了人员的安全风险；站内无生活配套设施，降低了水、电、气等能耗。但是，事故工况下只能采用远程紧急关断及放空来确保站场及管道安全，事故处理延迟。集气站增加了远程控制系统、安防系统，虽然减少了生活配套，但是总体投资较常规集气站略有增加。

2.3.3 中部气田试验站

中部气田试验站采用站场有人值守、定期巡检、远程通知、站内操作、生产管理中心远程监视的生产管理模式。此运行模式减少了站内常驻人员，降低了生产管理成本，一定程度上也降低了人员的安全风险；减少了站内生活配套设施，降低了水、电、气等能耗。而且，站内人员能够快速处理紧急情况，应急处理能力较强。集气站减少了生活配套，投资较常规集气站略有减少。

3 结论及建议

通过对苏里格气田已有的数字化系统、生产管理系统等进行升级改造，可以实现“站场无人值守，运行远程监控、事故紧急关断、故障人工排除”，提高了气田的管理水平，达到减员增效，降低生产运行成本的目的［1］。

东部气田的运行模式管理水平高，运行成本低，更适合于苏里格气田生产开发的实际，经优化完善后可在新建区块内推广。中部气田的试验未对标准集气站做任何改造，可在已建区块内推广，以提高整个气田的管理水平。

中心管理站管辖集气站数量应适中，管辖集气站太少会造成人力、物力的浪费, 经济性较差，不能充分发挥无人值守站模式的优势；而若管辖太多，将会延长事故延迟处理的时间，给管理带来不便，降低系统的安全性和可靠性，不利于气田平稳运行。

集气站要实现全天候无人值守，不仅要有一套能够长期稳定、可靠运行的生产管理系统，而且需要有一系列动作灵敏、可靠性高的基础设备（电动阀、自启动发动机等）与之相配合，还需具备一系列的技术措施、组织措施、管理制度和先进的管理手段与之相适应［1］。因此，无人值守站需要把提高设备、系统的可靠性作为主要目标；同时配套相应的生产管理办法和制度，规范生产管理职责、明确巡检周期及内容、编制应急预案等，才能确保无人值守站平稳运行。

[1] 张高歌,王建明.无人值班大型离心泵站的技术要求[J].科技情报开发与经济,2007,17(17): 255-257.

TE938

A

1004-2970（2011）01-0047-03

刘银春等. 苏里格气田无人值守站试验研究. 石油规划设计，2011，22（1）：47～49

* 刘银春，男，助理工程师。2005年毕业于西南石油大学油气储运工程专业，获学士学位。现在西安长庆科技工程有限责任公司，从事气田地面工程设计和研究工作。地址：陕西省西安市未央区长庆兴隆园小区长庆大厦908室，710018。E-mail：liuyingchun20011@126.com

2010-03-12

谷风桦