电气自动化在油田生产中的应用与发展

赵渊 王彦君 刘贤玉

摘  要：电气自动化技术给各行各业的生产带来极大便利，提高了经济效益，也成为未来油田生产的一个重要发展方向。基于此，本文从现场总线技术、分布式控制、变配电系统等方面入手，对电气自动化在油田生产中的应用进行了探讨，并对电气自动化技术的发展提出了建议与展望。

关键词：电气自动化;油田生产;现场总线

前言：

自动化和智能化是近几年在工业领域中不断被提及的两个概念，许多企业也在积极探索生产方式向这两个方面的升级转型。在油田生产行业中，电气自动化技术的引进十分必要，它可以促成油田生产的远程控制、实时监测，保证油田生产的顺利进行，对提高企业效益大有裨益。

1电气自动化技术应用于油田生产的必要性

当今世界的生产生活方式不同于以往，智能化、自动化登上历史舞台，成为二十一世纪新兴的、主导的生产方式。油田生产作为我国经济的命脉，传统的生产方式存在着生产效率较低、生产运输成本较高、人员管理复杂等问题。总之，传统的石油生产方式已经远远不能满足当今社会经济发展的需求[1]。

此时，引进和推广电气自动化技术就显得尤为重要。电气自动化实际上是“电气工程及自动化技术”的简称，它是一种综合性的技术，涉及到电气专业知识、自动化设备与控制技术、网络信息技术、系统开发与设计等。将电气自动化技术应用于油田生产益处良多，比如大大减少石油工作人员劳动量、减少不必要的能源消耗、提高石油企业生产管理效率、为石油开采持续发展提供保障等。

2电气自动化技术在油田生产中的应用

2.1电气自动化与现场总线技术

石油生产中现场总线技术就是将现场各个控制器和现场智能的仪表设备相连接的实时控制系统，借助网络信息技术，现场总线可以很好地将现场设备和仪器进行整合，它的应用是电子自动化技术的一个具体体现。现场总线技术借助现场设备自动控制和多点通信，远距离监控各类设备，对可能出现的故障情况进行诊断，采用数字化传输的方式，使得信息传输效率、信息精准程度显著提升。比如在设备出现问题时，现场总线会对不正常状况提出预警，发现问题时自动控制停机。这样一方面提高了生产设备运行的安全性和稳定性，另一方面也取代过去落后单一的传统设备，很大程度上减少工作量和不必要的设备投入。

2.2电气自动化与分布式控制

对油田生产现场按照功能不同或工艺区别进行分区管理被称为分布式控制，一般将油田现场划分为开采系统、运输系统、污水处理系统等。电气自动化技术引进以后，可以先对每个子系统配备管理监测设备，对子系统的各项数据进行单独的采集、分类和处理，然后再将子系统的检测设备联合起来，实现统一管理、全面检测。这样一来，各个子系统既相对独立，又是一个有机联系的整体，使得整个生产流程中产生的数据，条理清晰，有迹可寻。

此外，电气自动化技术又可以帮助分布式控制中的每一个子系统本身实现效率的提高。比如在生产操作系统中，传统生产模式下缺乏流程化的生产标准，工作人员生产出来的石油产品质量良莠不齐，生产效率较为低下，企业统一管理标准也无从谈起。电气自动化技术可以将整个生产进行详细的流程化设计，对工作进行细化分类，每一个工作崗位上的人员都有自己明确的、专门性的工作。一方面，增加了每个工作岗位的专业性，工作人员只需要在固定场所进行固定的技术操作，降低了人员管理的复杂性，另一方面，也使得石油生产效率有所提高，减少了人力成本，提高了经济效益。再比如，近些年，在石油生产的运输子系统中为减少石油贮存成本，许多石油企业都在积极探索“去仓储化”，即将生产出的石油及时地运输给买方，省去储存的环节。这样做不仅可以保证石油产品的质量，还可以加快资金流转，节省开销。电气自动化技术的使用正好可以满足石油企业在这方面的需求，提高石油产品的运输效率[2]。

2.3电气自动化与变配电系统

在油田生产过程中，电力是必不可少的能源供给，变配电系统就显得尤为重要。电气自动化技术的普及，可以使变配电系统与网络通信技术有效结合，一旦生产过程中出现电力方面的安全隐患，配电自动化技术就可以及时隔断故障区域，避免部分故障影响到整个生产系统。具体来讲，首先由自动化设备通过故障检测器、分段器和重合器的配合，及时发现故障并找出故障的具体位置进行隔断;之后电气自动化技术就可以利用远程通信将故障情况向工作人员进行详细报告，工作人员根据接收到的数据对电网负荷进行调整，严重故障的及时安排维修人员抢修。由以上几个步骤，工作人员就可以简单便捷地通过电脑对配电网系统进行及时的、智能化的监控和管理。保证配电网系统的稳定性、安全性不仅可以为油田生产提供持续的动力，而且也是油田安全生产，避免安全事故的重要手段。

3电气自动化技术在油田生产中的应用发展

3.1油田生产远程监控

在提高石油开采量，促进石油生产效率提高的同时，安全问题也不容忽视，现场设备的良好运行对生产的安全性至关重要。电气自动化技术在未来可以实现对油田生产的全面监控。第一，可以实现对油井运行状况的远程监控。传统的生产方式下，对油井井口温度、电流电压、井口启动功能等的测量只能通过人工的方式完成，而一般的石油开采都需要较大的电压、较高的温度，人工测量很容易遇到危险，造成安全事故。而引入电气自动化技术之后，就可以实时、便捷、高效地对井口进行检测。当遇到参数不正常时，也可以通过电气自动化技术及时进行暂停;第二，对自喷井的监控，通过电气自动化技术可以对油嘴的阀位以及开度进行一个合理调控，从而达到对石油产量的把控;第三，对控油机的监控，电气自动化技术可以全方位地对控油机油温、压力和控油杆进行检测和操控。此外，在油田进行大量开采之后，伴随着油田能量的不断减少，产出石油质量也会降低。后期地下出现亏空甚至会使得石油无法继续开采，为解决这种困境，石油企业一般会大量向地下注水增加压力，完成开采。在注水过程中要对流量计的注水压力、注水流量进行实时监控，电气自动化技术的使用就可以及时有效地完成这种远程监控，保证注水流程的顺利进行。对石油生产各环节的远程监控，一方面降低人工操作的危险性，另一方面也会大大提高工作效率，是未来电气自动化技术的一大应用前景[3]。

3.2通用结构促进市场化

电气自动化技术应用于油田生产以来，在提高生产率，增加经济效益方面收获颇丰，而实现电气自动化技术的结构通用化则是关系到今后能否普及使用的一个关键点。电气自动化系统在通用设计之下，能够更好地保证企业管理系统、现场监控系统等各个子系统之间信息的传递。通用网络结构的设计，在接收生产数据的同时，也能对石油行业市场发展与需求做具体分析，对二者进行更好的匹配，从而促进石油企业整体的升级与调整，进而提高生产效益。在这一过程中要注意的是，电气自动化技术的顺利应用离不开专业人才队伍的建设，石油化工企业若想充分利用这一技术，相关技术人员必须掌握丰富的专业知识如计算机网络技术、仪器仪表检测、控制理论等，而反过来，高素质人才队伍的建设也将极大程度上提高企业自主创新能力。因此，加强通用结构设计、大力引进相关人才是未来电气自动化技术在油田生产领域发展的重要方向。

结论：

综上所述，气自动化技术在减少人力、提高生产效率，创造经济价值等方面起到了重要作用。石油企业应将电气自动化作为未来油田生产的战略方向与技术手段，适当投入科研费用，组建专业人才队伍，提高电气自动化技术水平，加强电气自动化通用设计，以促进油田生产效益的整体提升。

参考文献：

[1]杨卫学.浅析电气自动化在石化行业的应用及发展[J].智能城市，2018，4（19）：144-145.

[2]赵成杰.石油化工电气自动化系统集成[J].化工管理，2020（15）：151-152.

[3]何小款.电气自动化系统在石油行业中的应用研究[J].现代盐化工，2019（03）：159-165.