自动化仪表在实现数字化油田中的应用分析

苟正钢　周艳　曹峰青　李永利

摘要：21世纪给人类社会带来了巨大变化，科学技术的不断进步致使整个社会额生产效率也不断提高，随着机械自动化的普及，设备仪表的操控也逐渐由人为操作转向了全自动化，这是对于传统技术的超越。为了满足油田开采中对于设备和技术的要求，全面建设数字化油田，很多企业会选择利用自动化仪表技术。不过现阶段技术的应用还不够成熟，繁琐的使用步骤和无用的功能设计都对仪表自动化应用于数字化油田造成了一定的困难。下文就关于如何将仪表自动化技术更合理地应用于数字化油田的建设中等系列问题展开深入的分析探讨。

关键词：仪表自动化技术;数字化油田;应用措施与方案

引言：

随着全球经济的迅速发展，人口的不断增长以及人们对能源需求的不断增长，人们对石油开采愈发地重视，为了保证原油开采过程中的便捷和安全，仪表自动化技术的利用越来越广泛。企业也开始主动谋求对现有自动化仪表技术进行分析和完善，并将其大范围地推广出去，使得更多的油田在开采模式上向着数字化靠拢，满足建立数字化油田的要求。

一、仪表自动化的应用方向

最初，仪表自动化技术作用在于实现采油设备的全自动机械化，降低在采油过程中消耗的劳动力成本，同时，提升原油开采过程中的效率，追求在低成本、低能耗的条件下，达到较高的开采效益。

自动化仪表中存在一个核心零部件，就是变速器。它可以对设备运转过程中压力、温度的变化值进行实时的监控，构建完整的信息传递网络，便于各系统与各部门之间的信息的交流。迄今为止，DCS系统依然作为很多企业自动化控制系统的主要组成部分，运行快、技术成熟都是自动化控制系统所独有的优势。

二、DCS控制与油气混合系统一体化

DCS与管控系统相结合后所组成的控制系统主要分为三个部分，每一部分在设备工作过程中都承担有不同的任务，各部分之间相互作用，形成一个有机的整体。

（一）现场采集及控制系统

现场采集的意义在于，对设备运行过程中的数据信息进行整合，通过系统对采油信息数据进行调控和分析，保障了原油开采的质量。

（二）网络通信系统

通信网络作为DCS系统重要的组成部分之一，它的作用在于调控信息网络中的信息流通，使得信息的传递更加迅捷、准确，加强企业各部门之间的资源共享，打破环境的桎梏，全面提升效益。

（三）信息监管系统

监管中心是DCS控制系统的核心部分，在采油过程中，对于出油温度、油量以及油井油面的高度等信息都是监控的重点。在得到这些数据后，第一步是对信息的处理和整合，系统会将这些数据信息进行分类管理，把不同的信息发送给相应的专业技术人员，这也是对采油风险的一种防治手段，在提升工作质量的同时，也实现了人员和产业的最优配置。

由于一些客观因素的影响，原有采集的数据收集过程会存在很多问题，归根结底是因为信息处理不到位。这就需要企业派遣专业的技术人员，在采油工作开始前对采集设备进行系统性的检查，对每一节输油管道的排布和走势都了如指掌。这样，如果原油在运输途中发生泄漏，也可以在第一时间找到泄漏点，保证原油运输的安全性。

三、关于中央控制室与子站的对接

（一）、控制中心

DCS系统的子站经数据通信总线与中央控制室的DCS系统相连，在中央控制室可以随时观察水系统DCS子站数据信息的变化，可以通过中控室直接完成对自（子）数据库的数据更新、整理和监管。DCS系统预装的运行系统是Windows7，中央控制室的工程师们可以远程对DCS子站进行操控，随时进行子站系统信息数据的生成和下装，在或等高级权限的状况下，甚至于可以对DCS子站系统整体进行重写。技术人员可以凭此掌握系统的运行状况，从而加强对产业设备和企业人员的优化管理。

（二）DCS系统的作用

（1）可以实现对整个采油过程的实况监管，在后期合成生动的动态模拟。DCS系统可以搜集整合设备运转过程中的各类实时数据信息，并对其展开系统化的分析，利用数学建模的思维对其进行模拟，將采油过程中可能会出现的各种问题情景重现，全部直观地呈现给技术人员，让技术人员可以及时对问题进行处理，保证采油工作的顺利进行。

（2）将搜集的数据进行汇总，绘制实时趋势图。通过DCS系统，使得企业对数据的搜集和处理过程更为便捷，这种通过绘制数据曲线再结合数据处理的监管模式，让企业技术人员在极大程度上地避免了操作和现实不统一的状况。

（3）临界警报和对异常讯号的搜集、收录、警告表的打印输出。临界警报作为保障采油工作安全进行的一种保护措施，以往的警报系统安全系数过低，再报警的时效性上也不尽人意。在这种情况下，DCS控制系统的临界警报系统能够在发现安全隐患的第一时间进行报警，保证原油开采工作的安全性。

四、仪表自动化应用过程中的问题

在这其中最突出的一个问题就是这个自控系统的操作过于复杂，大部分功能在设计之初就没能考虑到其的实用性，在工作之际发挥不了作用。除此之外，系统内部的监管设置并不合理，监测站点的设立缺乏专业性和功能性，不能给原油开采企业带来直观的经济效益。其次就是在市场调控方面也存在有一些问题。在使用过程中，自动化仪表系统会基于自身所判断的市场情况开始运转，过分依赖环境情况，导致信息搜集不准确、设备时常出现故障就成为系统难以根除的“老毛病”。最后一点就是对于技术人员的缺失，由于普通维修人员专业知识的匮乏，造成设备故障后的检修难度提升，这无疑也是增加了设备检修的成本，给企业正常的才有工作带来了一定程度上的影响。

4.1 人工操作中存在的不足之处

在油田化工的生产过程中，对于精确度有着较高的要求。若采用人工操作的方式来进行化工生产，将会在很大程度上影响精准度，造成较大的误差。人工操作的方法不能满足现代化石油化工生产的需求。更严重还会导致在生产过程中，投料不足的现象，为油田化工生产工作埋下了安全隐患。

4.2 过分的依赖人工操作

在传统的油田化工生产中，人工操作是主要的生产方式，而且对这种操作方式有着较大的依赖性。而油田化工的生产过程是一项危险系数较高的工作。大量的人员进行集中作业，一旦发生危险，将会出现大批量的伤亡人员。这种情况的出现，严重的威胁了相关工作人员的人身安全。

4.3 油田化工生产的条件较差

油田化工生产有严重的污染性以及腐蚀性。相关的生产人员若长时间在这样的环境中进行工作，将会严重的影响到自身的健康。

五、结束语

随着仪表自动化技术的快速发展，其在油田开采过程中扮演者（着）愈来愈重要的角色。但是设备的维护成本高、操作过程繁复都是自动化技术发展受到限制，难以普及与应用的根本原因。这对于企业建设数字化油田是非常不利的，在后期的发展过程中，企业会逐步将重心放在对仪表自动化技术的研发上，从而为实现油田开采的自动化奠定基础。

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