油田站场无人值守模式的推广应用_李秉军.pdf
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1、石油石化节能 https:/李秉军等:油田站场无人值守模式的推广应用 第 13卷第 1期(2023-01)华北油田总部位于河北省任丘市,在著名的“华北明珠”白洋淀之滨,北依首都北京,南望河北省会石家庄,东接滨海都市天津,西至文化古城保定,毗邻廊坊、沧州两座新型城市。勘探区域集中在冀中、二连、山西,横跨京津冀蒙晋五省市,矿权区域面积 6.9104km2;开发管理着 56 个油藏、27个天然气藏、7个煤层气区块,有石油资源量 37.3108t、天然气资源量 3 982108m3、煤层气资源量 1.081012m3。有五个采油厂、山西煤层气、二连分公司、巴彦勘探分公司 8个油气生产单位。随着华北油田
2、自然减员人数的逐年增多,尤其是 20212024 年将是退休、离职人员高峰。新入职员工的人员又较少,使得人员需求结构出现了严重不平衡。伴随油田开发技术的日趋完善,数字化水平的不断提高和低成本开发的需要,油田站场快速向无人值守方向发展1-3。目前,华北油田各个采油厂已基本实现了数字化改造,通过数字化管理,优化劳动模式,可大幅提升油田的管理与运行效油田站场无人值守模式的推广应用李秉军1刘玉芳2刘贵强2石利新2刘万斗1(1.华北油田第五采油厂;2.华北油田工程技术研究院)摘要:针对油田企业人力构建情况,基于华北油田数字化覆盖率大幅提高及企业高质量发展的需要,华北油田正在大踏步进行物联网建设工作的推广
3、,站场管理开始向着无人值守方向发展,从而解放生产力,提高工作效率。以 JJ站为例,从工艺流程参数、DCS控制系统、可视化操作系统、智能电源系统、仪表设备全生命周期管理系统、智能虚拟布防监控平台等方面展开论述,探索一种适用于华北油田生产实际的无人值守管理模式,达到提质增效、优化用工的目的。关键词:无人值守;优化;远程监控;智能;增效DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2023.01.012Promotion and application of unattended mode in oilfield stationsLI Bingjun1,LIU Yufang2,LIU G
4、uiqiang2,SHI Lixin2,LIU Wandou11No.5 Oil Production Plant of Huabei Oilfield2Research Institute of Engineering and Technology of Huabei OilfieldAbstract:In view of the manpower construction of oilfield enterprises,based on the significant im-provement of the digital coverage rate of Huabei oilfield
5、and the needs of high-quality development ofenterprises,Huabei oilfield is making great strides to promote the construction of the Internet of Thingsand station management has begun to develop in the direction of unattended,which liberates produc-tivity and improves work efficiencyTaking JJ station
6、as an example,this paper is discussed the processparameters,DCS control system,visual operating system,intelligent power supply system,instru-mentation equipment life cycle management system,intelligent virtual arming monitoring platform andso on,which explores an unattended management mode and is s
7、uitable for the actual production ofHuabei oilfield so as to achieve the purpose of improving quality and efficiency and optimizing employ-mentKeywords:unattended;optimization;remote monitoring;intelligence;increase efficiency第一作者简介:李秉军,技能专家,2000年毕业于河北大学(法学专业),从事油气开采领域工作,13472195186,cy5_,河北省石家庄辛集市方碑
8、大街九方丽都 1号楼一单元 1201,052360。引文:李秉军,刘玉芳,刘贵强,等油田站场无人值守模式的推广应用J石油石化节能,2023,13(1):54-58.LI Bingjun,LIU Yufang,LIU Guiqiang,et alPromotion and application of unattended mode in oilfield stationsJEnergyConservation in Petroleum&PetroChemical Industry,2023,13(1):54-58.54管理实践/Management&Practice石油石化节能 https:/
9、率,华北油田目前正积极推进减员增效,严格控制人工成本,努力提高公司的经济效益。2021年通过推进物联网建设,油田战场无人值守建设工作全面展开4-6。1现状JJ站是华北油田高家堡油田唯一一座转油站,经过多次改造,站内设备设施状态较新,配套完整,生产运行状态良好。JJ站站外共有 59 口油井,目前开井 47口,采用单管集油进 JJ站。JJ站外输油流程:JJ站输往 C25-1 计阀组,与 C15-8 计来油汇合后,再输往 C 南联合站。目前 JJ 站每日外输量290 m3。JJ 站站内包括集油系统、原油处理系统、外输系统、供热系统、天然气系统以及注水系统。包含的设备有井口加热器 1 台,井口加热炉
10、1 座,分离缓冲罐 2 座,高架储油罐 4 座,外输泵 2 台,常 压 热 水 锅 炉 2 座,热 水 泵 2 台,外 输 加 热炉 2 座,水源井(电潜泵)1 台,储水罐 1 座,注水泵 1台,注水撬 1座,水箱 1座。JJ站工艺流程见图 1,站内设备主要运行参数见表 1。原有的 JJ站与无人值守状态相比仍存在着许多不足之处,需要进一步优化与改进。人员不足问题逐渐突出;站内设备可视化程度低,必须现场人工操作;电力消耗严重且意外断电容易造成安全生产事故;仪表设备种类较多,维护复杂困难;同时缺乏智能安防系统,依靠人员辨别时间较长,容易将较小事情酿成重大事故。为此,油田公司在 2021年初将 JJ
11、站作为无人值守建设试点站场7-8。表 1JJ站站内设备主要运行参数Tab.1 Main operation parameters in the stationequipment of JJ station工艺集油系统原油处理系统外输系统供热系统注水系统设备J2井组进站集油线J3井组进站集油线J3-30井组进站集油线J3-2来油南部井组进站集油南部新井组进站集油分离缓冲罐加药外输泵热水炉原油加热炉加热炉热水泵水源井(电潜泵)储水罐注水泵注水撬水箱参数进油温度/压力进油温度/压力进油温度/压力进油温度/压力进油温度/压力进油温度/压力压力液位缓释剂降黏剂外输压力外输油温(冬/夏)外输液量进-出炉温
12、度(冬/夏)进-出炉温度(冬/夏)燃气压力压力扬程/排量容积排量/压力排量/压力容积数值30/0.25 MPa30/0.25 MPa30/0.25 MPa30/0.25 MPa31/0.27 MPa30/0.27 MPa0.20.3 MPa1/22/3罐高100 kg/月50 kg/月0.8 MPa60/55 280 m3/d5080/4550 3360/3155 0.2 MPa0.4 MPa140 m,20 m3/h15 m31.5 m3/h,25 MPa8 m3/h,35 MPa35 m32无人值守设计2.1概念无人值守是通过对站场运行、岗位设置、操作频次等的调查,对需人工频繁操作的环节实
13、施自动图 1JJ站工艺流程Fig.1 Process flow of JJ station55石油石化节能 https:/李秉军等:油田站场无人值守模式的推广应用 第 13卷第 1期(2023-01)控制改造,减少操作频次,达到现场少人操作甚至无人操作的状态9-11。无人值守站场系统包括视频监控、数据采集、报警、门禁、存储管理、网络等12-14。这套系统不仅需要对站场主要仪器设备的运行状况进行实时监测以及防御外来入侵者的破坏,同时需要配合相关技术人员的定期巡检,形成物防、技防、人防的完整安防监控状态,实现无人值守的效果15-17。2.2技术要求无人值守站场应配置数据采集控制系统,负责采集站场内
14、的远控阀门、压力、温度、液位、流量、电参、加热系统等仪器仪表的数据,各仪表设备应具有就地显示及信息远传双重功能。无人值守站场应配置相应的视频系统和安防系统,实现运行情况监视、入侵探测、防盗报警、出入口控制、安全检查等主要功能。视频和安防系统信号应能够传至监控中心,并具备远程控制、布防、撤防等功能。防区划分应做到避免盲区和死角,有利于报警时准确定位,视频监视和安防系统宜 紧 密 集 成。条 件 许 可 时 可 考 虑 视 频 与 报 警 的联动。2.3JJ站改造方案为实现 JJ站无人值守,实现对各个分系统的统一管理,对突发事件实现统一指挥,一键实现流程安全切换。从以下五个方面进行整改与优化。2.
15、3.1DCS控制系统无人值守对控制的安全性要求较高,拟采用DCS控制系统。DCS系统具有很好的冗余功能,可以实现多通道热备功能,可以热插拨模块实现不停机系统维护。DCS 系统通常采用的国际标准协议TCP/IP。它是安全可靠双冗余的高速通讯网络,系统的拓展性与开放性更好,而 PLC因为基本上都为单个小系统工作,在与别的 PLC或上位机进行通讯时,所采用的网络形式基本都是单网结构,网络协议也经常与国际标准不符。DCS 系统所有 I/O 模块都带有 CPU,可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换,故障带电拔,随机更换。依据 JJ 站月平均人工操作频率,划分远程自控范围与现场操作工作界面,非自控范
16、围内的工作内容,仍然采用现场操作。2.3.2可视化操作系统通过可视化视频、AI机器视觉分析、数据视频融合,以采集数据、网络传输、智能分析、高度集成、统一展示的理念为核心,构建数据中心、设备间、设备、路由、设备接口的逐级立体可视化,将数据和概念转化为图形,将复杂信息以立体、直观的方式传递给运维人员,使其快速消化和理解。运用传统软件与硬件设备的集成,把规模庞大的信息化建设、智能化管理工具集中构建为 3D 可视化操作系统。在控制室实现犹如身临其境的远程操作(看着现场视频图像,用鼠标点击图像上的虚拟按钮,实现设备的启停),它的操作方式是以视频为导向,桥接贯通各个系统,在视频图像上实现现场操作,即远程“
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