基于SCADA系统的管线监测应用与探索

雷宁桥，周亮亮，苏 健，齐琳琳

（长庆油田分公司第三采油厂，陕西榆林 710000)

基于SCADA系统的管线监测应用与探索

雷宁桥，周亮亮，苏 健，齐琳琳

（长庆油田分公司第三采油厂，陕西榆林 710000)

油田数字化管理是提升安防和环保防控能力的有效手段。通过介绍SCADA系统在地面管线方面的应用现状，结合高清智能设备采集数据，分析数字化在安全环保中发挥的作用及带来的变化和挑战，提出了数字化条件下安全环保管理的措施与对策，切实提升本质安全和现场监管水平，实现油田生产安全平稳。

SCADA；报警；环保；管线；数字化

1 SCADA管线监测系统建设的意义

数据与管理是数字化油田建设的两个重点内容，而参数报警监控与管线压力监测是数字油田的重要应用技术之一，油田公司SCADA系统的推广建设，由开始“三防四责”模块，过渡到“SCADA报警功能”系统，有效保证了油田生产区域技术参数的集中监控，网络覆盖区地面工艺系统的报警监控。

2 SCADA管线监测在地面工艺系统的应用及探索

2.1 SCADA报警系统在地面管线的应用

利用数字化SCADA、视频等监控手段，切实有效对油区地面管线进行跟踪，在线监控，对压力变化管线及高风险外输管线，强化巡检频次，重点区域徒步巡查，防范管线泄漏。

某日凌晨01：21分某站外输压力报警，监控人员随即发现压力由0.75MPa下降至0.26MPa，通知中队巡线排查，在外输管线跨越处发现泄漏点，有效遏制原油外流，杜绝原油外泄污染环境，为保障地面管线的安全运行提供了基础警示。

SCADA系统报警功能系统在地面管线安全环保、综合治理等方面发挥着重要作用，为了合理设置报警上下限值，减少无效报警频次，作业区工程组、调度室及安全组根据各站点实际运行情况，在今年8、9月两个月内连续四次优化报警参数，关停无效无用报警，并制定SCADA报警预警系统处理措施。

2.2 SCADA管线监测的应用与探索

对站点输油管线温度、压力、外输排量实时监控，历史查询，根据上下值范围的确定，进行异常报警监控。对地面工艺系统管线的日常巡护、监管起到了预防与应急处置基本保障。由于管道服役时间不断增加而逐渐老化，或受到各种介质的腐蚀以及认为破坏等因素，会引起管道泄漏，严重威胁着输油管线的安全，及周围的自然环境，同时带来不可估量的经济损失。

目前，国内出现多种输油管线泄漏检测及定位方法，其中包括基于硬件的检测方法，如人工巡线、声发射技术等；基于软件的检测方法，如负压波发、压力梯度法等。时效性强，对泄漏点的定位较为精确。但是，声发射信号在输油管道上传播的距离极为有限，不利于长距离检测。基于硬件检测的方法还有很多。比如光线检测、电缆检测及GPS检测等，在众多的方法中，“负压波法”与“管道输量平衡法”因其所需参数可多可少，能够根据已有的工艺流程取舍，施工、管理比较方便，对不同管网的适应性较强。这种简单实用特点，已经使其成为目前应用最为成功最为广泛的一种管道泄漏监测的方法。根据流体力学原理，原油在管道中输送过程中，其压力按一定规律递减。当首末两站间输油管段内某一点发生泄漏时，泄漏点原油压力突然降低所产生的“负压力波”会以泄漏点为基点，通过原油介质在管道中迅速向管道两端传播。

监视分析与管理系统，以SCADA为主的监控计算机是系统的核心部分。在Windows平台下安装有SCADA监控系统软件，负责对所有站点的数据进行实时接收、汇总与综合处理、现实动态记录曲线、监检测管线运行状态压差、流量差计算等，并生成各种记录、保存数据和记录，以及提供记录回查、参数设置等功能。

“管道输量平衡法”（简称输量平衡法）根据质量守恒定理，同一期间流进和流出管道的油品的质量应当相等。在管道两端安装流量计，实时监测比对两端流量，可以判断有无泄漏发生。由于某些管线没有流量计也不具备安装流量计的条件，其应用也受到了很大的限制。

“负压波法”在定位方面有着突出的优势，但如果使用一台压力变送器，将无法区分“压力下降”是由站内操作引起的还是“泄漏”引起的，而“管道输量平衡法”却可以轻而易举地判断出是否发生了泄漏。因此，当把二者结合后，就形成了优势互补，则可以极大地提高泄漏监测的准确率，通过SCADA管线监测界面，使其管线监测应用更加灵活方便了。

3 结论与认识

由于SCADA报警功能的建设较短，使用周期少，在地面工艺系统的应用中出现了各类问题，主要有前期SCADA报警数据采集不齐全、地面工艺系统检测设备故障率高，且精度等级较低。目前集油管线安装压力变送器量程0～6MPa，精度等级0.1MPa，注水管线安装压力为0～25MPa，精度等级为0.1MPa。在管线压力监控中，很难发现细微泄露点或者当压力突降发现问题时以造成较大泄露，错过最佳时间的应急处置。采用“自动报警+人工核实”或“自动报警定位+人工核实”的模式是比较切合实际的，且“自动报警定位+人工核实”的模式也必须在工况条件比较好的管线上运用才有一定的意义。因为这样可以充分发挥计算机的优势，有效地避免造成“狼来了”的不良后果。

Application and Exploration of Pipeline Monitoring Based on SCADA System

Lei Ning-qiao，Zhou Liang-liang，Su Jian，Qi Lin-lin

Oilfield digital management is an effective means to enhance security and environmental protection and control ability.In this paper，through the application of SCADA system in the field of pipeline application status，combined with high-definition intelligent equipment to collect data，analysis of digital safety and environmental protection in the role and bring changes and challenges，put forward the digital conditions of safety and environmental management measures and countermeasures，Effectively enhance the nature of security and on-site supervision level，to achieve safe and stable oil production.

SCADA；alarm；environmental protection；pipeline；digitization

P631.81

B

1003–6490（2017）11–0036–01

2017–08–04

雷宁桥（1989—），男，陕西西安人，助理工程师，主要从事油田数字化管理方面工作。