数字化监控平台在苏里格气田的应用

王小红 邓强 荆鹏

摘  要

本文结合苏里格气田数字化升级改造工程，重点阐述苏里格气田数字化生产管理系统的功能组成、数据处理、软件应用、关键技术及运行流程，同时介绍数字化技术应用在推动苏里格气田减化生产运行流程、优化劳动组织架构、提升气田开发管理水平等方面的积极作用。

关键词：数字化 智能管理 数据应用 管理平台

一、数字化系统概述

严格执行气田公司数字化建设标准，以满足数字化基本功能为前提，对苏里格气田原有的信息自动化系统进行软硬件升级，形成“前端数据采集→中端数据处理→后端平台管理”的三级数据采集、信息处理、资源共享应用机制，实现“同一平台、信息共享、多级监视、分散控制”，达到强化安全管理、增强过程控制、节约人力资源和提高劳动生产效率的目标。

前端数据采集：由现场仪表、各类传感器及RTU终端构成，主要采集气井、生产现场及站内压力、温度、液位、流量等生产数据，并将所采集的数据传输到对应站点。

中端数据处理：由PLC机柜或RTU机柜、计算机、软件构成，主要负责对来自各个远程终端数据的处理、集中监控，并向后端服务器转发数据，是整个数字化系统的重要枢纽和基本管理单元的指挥中心。

后端管理平台：由服务器、数据库和软件构成，主要接收中端上传的数据，进行分发存储、调用，并以网页的形式进行发布。

二、前端数据采集

2.1气井的数据采集

（1）优化传输方式

针对原有无线电台易受地势、天气等因素影响的现状，统一采用井场无线网络传输气井数据、视频图像、指令下达，实现了“二网合一”，有效地提高了信息传输的稳定性。

（2）完善系统功能

按照井站流程化管理的要求，优化苏里格气田前期建设的数据处理点。保留原有的有线载荷传感器、位移传感器，试验太阳能一体化采集模块，实现了气井数据的同步实时采集，减少了线缆铺设及后期维护工作量，缩短了建设周期。

增加气井远程开关控制功能，在落实气井间开制度过程中，省去了员工往返井场启停井操作，减轻了员工工作强度，提高了气井开采系统运行效率，当管线、气井出现故障时，实现紧急停井，确保安全生产。

2.2集气站的数据采集

（1）数据采集

根据气田公司下发的关于井场和增压点数字化建设标准，实行了“123”数据采集。即：

“1”：一个液位，缓冲罐连续液位监测;

“2”：两个温度，收球筒温度、总机关出口温度;

“3”：三个压力，收球筒压力、外输泵进口压力、外输泵出口压力。

（2）自动控制

根据外输泵电机功率配套匹配的变频调速装置，结合缓冲罐连续液位监测情况，进行联动控制，实现外输泵远程启停控制功能。

（3）电子值勤

电子值勤系统主要由全景摄像机、车牌摄像机、车牌识别控制器及无线网路设备组成，其中：全景摄像机主要是实时监控来往车辆、人员、动物，车牌摄像机是在有车辆经过时，自动抓拍车辆牌照，通过车牌识别器及软件进行车牌自动识别、记录。

电子值勤点设立在气区主干道路、环境敏感区域、综合治理重点区域，对出入的车辆实时监控、车牌号抓拍、记录查询，加强气区综合治理和内部车辆管控，以便迅速处理现场突发事件。

三、中端数据处理

（1）总体设计

站控系统综合了自动控制、数据整合等技术，并融入了智能诊断分析功能，实现了基本管理单元的可视化、远程化、智能化管理，充分体现了“让数字化说话，听数字指挥”。数据管理采用分布式管理的方式，支持各种工控设备和常见的通信协议，具有可延续性、可扩充性、封装性及通用性等特点，并可进行网络发布。

（2）系统功能

站控系统是通过计算机将数据采集、指挥调度、远程控制、无线通信和信息分析进行有机结合，提升工艺过程的监控水平和生产管理过程智能化水平，到强化安全、节约人力资源和提高生产效率的目的。

（3）流程监控

站内流程监控画面采用3D背景图像导航，直观、立体地显示了站内设备运行流程;对站内相关的压力、温度、液位、流量、燃气浓度等重要运行参数的实时采集。当运行参数出现异常时，系统会以真人声音报警，警示站内工作人员处理。

（4）单元报警

当系统参数出现报警后，通过提示窗口和语音提示通知操作者，语音采用真人声音报警，更形象的提示操作者，此时报警解释说明以及出现的时间会呈现在报警查询画面中，操作者应该切换到单元报警画面进行报警确认的操作，说明操作者已經收到报警通知，并采取了相应的应急措施，并且在备注栏填写该报警的原因，作为历史数据以便查询当天的设备运转情况，提高安全管理，如果操作者没有进行报警确认或者添加该报警信息的备注，则报警状态栏中会记录下该报警未被操作者注意，一旦出现问题将追究当天的操作人员的责任。

四、后端管理平台

（1）平台架构

平台由应用支撑平台和应用子系统构成。应用支撑平台包括组织资源目录和数据共享平台两大功能。组织资源目录是描述企业机构、人员、岗位、职责、角色等实体对象以及各实体对象之间关系的模型。主要包括统一的访问控制、组织模型、身份库、权限控制、审计管理和配置管理六方面应用。

（2）数据库设计

数据库设计按站-作业区-厂-公司级的结构设计，在厂级架设实时数据库服务器、关系数据库服务器、WEB服务器、厂级视频服务器。

五、应用效果评价

（1）优化了生产组织方式

通过数字化升级配套，使得现场生产管理由传统的经验管理、人工巡检、“大海捞针、守株待兔”的被动方式，转变为智能管理、电子巡井、精确制导模式，实现生产管理数字化、可视化、智能化。

（2）提升了气田开发管理水平

建立了前端生产数据自动采集、在线监测、实时监控的气田开发管理模式，通过数字化管理平台的应用，增强了技术分析与措施制定的科学性、准确性和及时性。

（3）切实降低了员工劳动强度

实施数字化配套后，减少了岗位员工简单、重复的现场看护、巡检、资料填报等操作工作，增加了员工进行生产运行分析、技术管理工作的时间，切实降低了劳动强度。

总结

数字化只是手段，只是支撑，它建设的目的是为了更好地促进生产管理，所以数字化管理从一开始建设，就必须与生产管理紧密结合，一切为了保障生产，组织实施建设工作，才能使数字化管理的效用真正得到发挥。通过数字化建设和新型劳动组织架构的配套，苏里格气田实现了流程化管理（站管井），达到生产运行流程与行政管理流程的统一，有利于生产资源快速配置和运行事故的快速处理。

参考文献

[1] Q/SY CQ3356-2009，井场和增压点数字化管理建设要求[S].

[2] 冯宇，姬蕊，邓展飞，等. 长庆油田地面系统数字化设计[J].石油工程建设，2010，（1）：89-91.