数字化增压集成装置在数字化油田中的推广及应用

曹世忠 田建勇 刘凤宁

[摘    要] 长庆油田标准化增压站场建设过程中存在设备多、建设周期长、占地面积较大、人工生产成本突出等问题。为适应油田低成本开发、标准化建设和数字化管理的需要，长庆油田公司开发出数字化增压集成装置，并成功应用于油田现场生产。

[关键词] 数字化;增压集成装置;数字化油田

0      引    言

近年来，随着数字化油田和油田物联网系统建设的不断深入，数字化增压集成装置在油田现场生产中得到日益广泛的应用，其在生产应用过程中的优势也得以彰显。

1      数字化增压集成装置

数字化增压集成装置（Skid-mounted Intergrated Unit）又称数字化输油橇，是集原油过滤、分离、缓冲、增压、加热等功能于一体的自动控制橇装集成装置，它由过滤器、密闭分离缓冲装置、油气混输泵、加热炉、阀门、管线、装置底座、数字化监测仪表和自动控制部分组成。

2      数字化增压集成装置特点

数字化增压集成装置相比老式生产流程具有以下显著特点。

2.1   功能高度集成，满足了多种工艺要求

2.1.1   加热分离输油流程

主要特点是来油经加热炉加热后全部进入缓冲罐进行油气分离，伴生气干燥后供加热炉使用，分离后原油经输油泵加压外输。适用于伴生气含量较低的站点环境温度较低时使用。

2.1.2   不加热分离输油流程

主要特點是来油不经过加热装置直接进入缓冲罐进行油气分离后，经输油泵加压外输。适用于环境温度较高和来油温不许加热且油气混输条件不适宜的情况。

2.1.3   加热混合输油流程

主要特点是来油进入加热炉加热后，部分来油进入缓冲罐油气分离，以保证足够的加热炉加热用气;另一部分来油直接经输油泵进行油气混合加压外输。适用于环境温度较低，伴生气含量较大，且两台油气混输泵工作正常的情况。

2.1.4   不加热混合输油流程

本流程主要是来油直接经两台输油泵进行油气混合加压外输，来油不进入加热炉和缓冲分离装置，适用于环境温度和来油油温较高的情况。

2.1.5   应急输油流程

本流程主要来油指跨设备自压外输，紧急情况下通过手动或装置自动控制阀位开关，将装置来油进口和外输出口直接连通，装置外来油直接自压到外输管线。本流程主要适用于紧急条件下设备不能正常运转的情况。

2.2   橇装结构，多种设备高度集成

安装简单方便，有效缩短场站建设周期;标准统一，便于标准化建设，提高工程建设质量;满足低成本开发的要求。

2.3   数字化管理、智能化操作

系统具有故障自检和紧急故障处理功能，安全性能更高，能够实现伴生气就地利用和部分伴生气混合外输，节约能源、减少排放和降低能耗。

3      数字化增压集成装置现场操作应用

安塞油田现已投产运行3大类型数字化增压集成装置54套，现场运行平稳，为保障现场原油生产起到积极作用，为油田公司数字化增压集成装置的成功应用积累了宝贵经验。数字化增压集成装置通过系统控制平台实现了远程数据实时监测和运行流程控制，实现24小时连续输油。

3.1   流程及运行参数实时监控

远程流程监控界面可以实时检测数字化增压集成装置现场流程运行情况，实时查看装置的各种仪表数据、输油泵运行参数、加热炉状态等，保证装置在值班人员的有效监控之下运行，确保现场生产安全可控。

3.2   数据查询功能实现

数字化增压集成装置数据查询系统分为曲线查询、报表数据查询和事件查询三大功能。

3.3   数据异常报警和故障自检

数字化增压集成装置监控平台系统可以实时监测装置的各种运行参数并对异常数据（错误数据和超限数据）进行及时报警、具备历史报警数据查询功能，详细记录了报警数据的时间、限制、值班人员处理情况、值班人员等信息，为现场设备安全运行和安全生产提供保障。

3.4   参数设置

数字化增压集成装置监控平台系统的参数设置包括流程控制设置、输油泵控制参数设置、加热系统参数设置、平台报警参数设置等四大部分。数字化增压集成装置的现场应用，取得了良好的效果。

3.4.1   减少场站占地面积

数字化增压集成装置投产占地面积仅为传统增压站的10%，与增压点相比，大大节省了占地面积。

3.4.2   缩短了场站建站周期

传统标准增压、转油站点的建设工期一般在3～6个月，且成本高、工程复杂，对人力物力资源需求量大。而数字化增压集成装置5～15天即可投运使用，大大缩短了建设工期，减少投产成本。加快了油井从投用到实现外输、计量的同步进行。

3.4.3   节约运行人工成本

常规增压点需要3～4人两班倒驻守，而数字化增压集成装置基本实现了无人驻守。节约了人工成本和减轻员工的工作量，提高了工作效率，经济效益显著。

3.4.4   降低劳动强度和安全风险

利用数字化增压集成装置体积小、流程简单、操作方便的优点，实现了关键参数在线实时智能监控，故障智能预警处理等功能，站控系统转移至站控中心集中管理，减少硬件设施需求量的同时，也进一步降低了员工的劳动强度和安全风险。

4      数字化增压集成装置现场运行管理

4.1   加强组织，注重协调，有效保障设备平稳运行

积极探索，完善数字化增压集成装置运行管理模式是保证设备正常运行的必要前提。随着数字化增压集成装置的不断推广和广泛应用，逐步形成了由信息中心、产建项目部、设备管理科、数字化技术服务大队和作业区组成的“五位一体”的管理模式，解决了数字化增压集成装置从投产安装到生产应用再到故障维护各方面的管理问题。信息中心主要负责网络和数据库系统管理，协调相关部门完成装置投产后数据上线和应用故障维护等工作;产建项目部负责监督装置投产安装进度，协调投产队伍和数字化调试人员同步完成现场作业，组织相关投产验收和移交工作;设备管理科负责装置进场质检和设备部分安装进度、质量及协调投产和使用维护过程中的设备问题;数字化技术服务大队负责数字化增压集成装置控制程序升级及数字化部分故障维护，并定期组织巡检工作;作业区负责装置的运行管理及日常保养工作。职责明确，夯实了数字化增压集成装置系统管理的基础，为装置的正常运行保驾护航。

强化设备运行现场监管是保证设备正常运行的重要依托。数字化增压集成装置的正常运行与有效的现场管理和正确的操作应用是密不可分的，现场值班人员必须实时监控设备运行状态和设备运行数据、正确合理设置各项控制参数、发现问题及时处理，并按要求及时做好装置各设备维护保养工作。开展设备故障定期巡检是保证设备正常运行的有效手段。组织专业技术人员、专业电工、设备管理人员和安全人员等，每年一次定期对全部数字化增压集成装置进行全方位的设备检查有效保证设备运行的平稳性和安全性。定期开展数字化增压集成装置仪表校验是保证设备正常运行的有力保障。只有装置各种仪表完好、测量数据准确可靠，远程监控平台系统才能有效反映设备的现场实际生产过程和实际生产情况。通过每年一次的各种仪表设备校准校验，发现不合格设备并及时更换合格的测量仪表，保证各参数的准确性。

4.2   增强创新意识，立足自主维护

数字化增压集成装置在早期应用过程中，各类故障频发，流程控制不能充分考虑现场生产实际情况，造成大部分装置不能正常运行而长期处于停运状态。我们针对这一情况成立了数字化增压集成装置课题攻关小组。技术人员查阅了大量资料进行原理分析，多次到现场实地调研，反复分析讨论并进行控制方案论证，通过现场实地试验并不断修改完善，经过半年多努力，终于编写出一套适合现场实际应用的数字化增压集成装置PLC核心控制程序，这套程序取得了良好效果，已经开始进行广泛的推广应用。在掌握数字化增压集成装置核心控制系统的前提下，我们开始开展独立自主的维护工作。组织专业人员针对设备现场各类故障开展了针对性整改，有效保障了全厂数字化增压集成装置的顺利运行。

4.3   分层培训，全力提升員工数字化增压集成装置的技能水平

数字化增压集成装置设备集成度高，要求现场操作人员和设备维护保障人员都要具有更高的专业技能。我们从强化全员培训和专业技术人才两方面入手，着力提高员工技能，确保基本素质提升。作业区和数字化技术服务大队在装置现场使用和维护人员中广泛开展基础原理知识、使用操作、应急故障处理和系统报警消除、撬装使用注意事项等知识培训，员工技能操作水平和应急故障处理水平明显提高;并通过理论培训和自主维护实践结合，培养一批能够完成编程、设备调试和重大故障处理的人才队伍。

5      结    语

数字化增压集成装置具有功能高度集成、结构紧凑，满足多种工艺流程要求，适用性强;便于标准化建设，占地空间小、可有效缩短建设周期，提高建设质量，具有重复利用性;通过所配远程控制系统实现远程终端控制，满足油田数字化管理要求;通过推广应用新技术新产品，实现清洁操作，美化现场环境;操作简单、安装维护方便及运行安全可靠等诸多特点，尤其是一个橇装增压装置就能替代一个中小型增压点，具有良好的节能效果以及显著的经济效益和社会效益。

主要参考文献

[1]李清辉.数字油田信息平台构架[M].北京：石油工业出版社，2008.

[2]蒋勇，孙飞，张妮妮.数字化混输泵橇的开发与应用[J].科技咨询，2012（15）：15.

[3]任长明.油田区域自动化监控系统设计[J].企业导报，2009（5）：191-192.