RTU技术在油田自动化管理中的应用

文/杨海军

RTU技术在油田自动化管理中的应用

文/杨海军

当前，随着移动通信技术的成熟应用及互联网信息技术的不断更新发展，数字化、自动化、智能化正在改变我们的工作、生活和学习方式。尤其在数字化油田建设中，实现油田生产管理自动化则能够大大降低员工劳动强度，提高生产效率，实现企业提质增效。现在，借助RTU（远程控制终端）就可以实现油田采油井、注水井、计量间、电力运行的自动化管理和无人值守，有助于加快推进油气生产物联网（A11）系统的建设进程。

RTU 远程自动化 油田生产

1 RTU（远程控制终端）简介

RTU（远程控制终端）是REMOTE TERMINAL UNIT的简称，它主要应用于生产现场设备的监测、控制与数据采集。由于RTU具有超大的数据存储量、便捷的通讯功能和强大的适用严寒酷暑环境的能力，并且提供多样的程序设计功能，特别是在信息技术、网络技术飞速发展的今天，RTU能够更加方便、快捷地适用于许多生产领域。例如RTU可以覆盖从油井井口、计量间、联合站到生产调度指挥中心的自下而上自动化控制应用。

2 RTU的两种常见使用方式

2.1 RTU的GPRS数据采集

RTU通过GPRS无线网络将生产数据传输到调度中心的服务器上，实现数据远程、透明、实时传输。它具有永远在线，自动重连的优点，可以直接与各种需要远程无线通信的设备通过串口连接，如智能仪器仪表、PLC等设备，同时能与各种组态软件实现自由协议。GPRS数据采集精准，并且抗干扰性强，有效地解决了生产现场的数据采集问题。

2.2 RTU的通道报警与短信息联动

在用户端通过配置设备的报警和短信息提醒联动功能，用户可以设定某个或多个类型的报警限值，只要出现测量值超过设置的报警限值情况，即可向预设的手机用户发送报警短信，用户可以及时了解每次警情，有效杜绝险情所带来的无畏损失和不良后果。

3 RTU在油田中的应用

3.1 RTU在采油井中的应用

在油田生产中，最重要的就是采油井，它们大多分布在相距遥远的各个采油井场。及时准确地对每口井的工作状况进行监测和控制，是前线采油队一项最基础也最重要的工作。现在油田的日常巡检方式还是采用常见的人工巡检，它易受外在因素影响，如下雨、下雪等恶劣天气，造成巡检不及时，数据采集精准度低，从而不能及时掌握井场采油井的井况，配套的调整措施不能及时跟进，影响油田正常生产。

随着油田信息化建设水平不断提高，可以采用自动化设备对抽油井的井况和生产参数进行采集和控制。RTU具有强大的计算能力、良好的环境适应能力、多种通讯接口，使其成为油田生产自动化设备上不可替代的产品。RTU作为抽油机的控制核心，对抽油机的工作起着实时监督控制作用。RTU在抽油井中可以实现以下功能。

3.1.1 实现生产动态图的绘制

根据生产要求，可实时采集抽油井井口的各项生产数据，绘制成油井示功图，作为分析诊断抽油机井运行状况的依据。

3.1.2 实现生产设备智能控制

通过自动采集油压、套压、电流等实时数据参数，及时监测抽油机启停等运行状态，实现生产现场实时掌控，并根据生产调度实际需要远程控制抽油机运行状态。

3.1.3 实现设备运转高效节能

根据油井出油含水情况，可以实现自动调节控制抽油机的转速、冲次等参数，使抽油机在最合理的工作状态下运行，减少损耗，提高效率，达到节能效果。

3.1.4 实现智能预警功能

通过分析油井示工图，分析当前油井的工作情况，如漏失、杆脱、出沙、结蜡等状况，并对抽油机的井口盘根漏油、油杆卡杆、断杆等状况进行远程停机操作，实现对抽油机等设备的安全保护。

3.2 RTU在计量间中的应用

油田生产中的各个计量间，主要用来汇集各油井所产原油，同时对各油井所产原油进行油气分离、计量原油、伴热等。此外，计量间还承担着注水井的管理工作。安装在计量间的RTU通过测量各管汇的温度、压力等参数，向各自动注水阀门下达注水指令，实现注水井的自动注水。计量间RTU还需完成各油井的掺水控制。大庆油田由于天气及工艺的原因，需要向原油中掺入热水，以保证原油的流动性。RTU需要根据设定的工作温度向原油管汇中掺入适量的热水，以保证原油的温度。通过RTU的自动控制，最终实现中、小站场无人值守，大型站场少人值守的目标。

3.3 RTU在电力系统中的应用

电力系统是油田生产系统的一个重要组成部分，它的安全、平稳、高效运行是油田生产的重要保证。当前，随着油田生产对电力系统的要求越来越高，管理者对电力系统的监测和控制要求也日益提高。通过RTU设备采集电力设备的实时数据，并精准执行控制和调度指令，其优势和作用越来越得到广泛认可，可以说它是实现油田电力系统安全、可靠、平稳运行的必不可少的手段之一。

RTU作为电力调度自动化系统的基础设备。它把油田电力系统中分布在不同地方的输电线路、变电所等联合成一个高效有机整体，并进行统一的电力生产和调度指挥。借助RTU实时对电力系统中各运行电气设备的运行状态和工况特性进行动态监测和控制，以实现油田电力系统的高效、平稳运行，最终达到无人(或少人)值守的自动化、智能化调度管理目标。

4 应用前景

RTU作为一种高效、可靠的远程自动化控制设备，它在油田生产领域具有广阔的应用空间。RTU在油田生产的大规模应用，可有效降低员工的劳动强度，提高油田生产管理的自动化程度，提高生产效率。将来，随着通讯技术的进一步发展，特别是无线通讯技术的广泛应用，RTU与设备、仪表之间的连接将变得更加简单，RTU也会在数字化油田建设中发挥更大的作用。

5 结论

RTU（远程控制终端）以其良好的可扩展性、强大的存储能力以及较强的适应能力，为加快推进油田生产管理自动化建设提供了保障。将来，随着油田物联网技术、无线网络通讯技术的快速发展，RTU与井口各设备联接的通讯方式将从有线传输逐步转换成无线网络传输，这将助推油田自动化建设实施变得更加简单高效，油田自动化管理水平也将得到极大提升。

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[3]马海波. RTU远动装置的改造升级[J].自动化应用,2016(04).

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作者单位 大庆油田第七采油厂信息中心 黑龙江省大庆市 163517