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数字化油田PLC控制系统应用

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数字化油田PLC控制系统应用

摘要:我国的油田行业起步相对较晚,当前已经步入了网络化、信息化时代,常规的管理模式不符合当前时展的需要,且由于油价的持续下降,石油企业单位面临着较大的挑战,经济利润持续下降,导致企业缺乏核心竞争力,在这种情况下,需要不断进行油田管理模式的改进优化,以构建更加具有现代特色的精细化管理结构。

关键词:PLC控制系统;数字化建设;油田

1数字化油田建设的现状

数字化油田建设能够提供企业长期发展后备动力,是企业核心竞争力的保证。数字化油田建设所涉及的工程内容包括企业劳动组织架构改革、生产组织形式改良以及管理程序优化等。通过在企业内部进行全方位的变革,从企业未来发展的主体角度进行思考规划,从而实现数字化过程中各要素的高效配置,协调技术、劳动力以及人才等各要素,因而油田数字化建设作为一项系统工程,是企业建设发展的长期目标。当前随着大数据技术在油田数字化建设中应用,深入研究分析大数据技术的基础上,确保工作的效率以及质量的提升,是当前诸多油田企业面临的重点问题。大数据技术的应用过程中,其决策的环节可能因为各种问题而出现中断的情况,主要的影响原因在于大数据的基础数据库资源完善性不足,因而无法满足现实的需要,因而在应用大数据的过程中,需要构建系统、完善的油田基础数据资源,确保其在油田数字化建设过程中的应用效果。近些年来,数字化油田建设成效非常显著,随着物联网、云计算等项目的开展实施,使得数字化油田建设已经从分散向集成化过度,而这一任务的完成,与现代化的管理模式革新密切相关,数字化油田的推广以及普及,是实现其开发管理一体化体制建设的关键,是油田企业未来可持续发展的关键,能够提升企业的核心竞争力。随着现代信息技术的发展,从“互联网+”的发展战略视角来看,数字化油田逐渐智慧化,优化建设能够降低工作人员的压力,提升企业的经济效益,对于社会发展大有裨益。

2plc控制系统特点分析

PLC是指可编程逻辑控制器,在整个工业生产流程中,作为一种能够实现工业控制的电子计算模式,具有显著的特点。

2.1高性价比

相较于传统模式下的继电器系统,PLC有着价格成本优势,其造价更加低廉,且整个控制系统,形成了大量的编程单元集成,以此为基础能够实现系统的控制功能。将PLC技术与通信技术相结合,可以进行系统的集中管理以及分散控制,整体的性价比相对较高[1]。

2.2使用便捷

PLC主要是通过丰富的编程语言来实现其功能,在应用过程中,其语言的形式比较简单,逻辑类型图比较清晰,在实际进行编辑的过程中,规律性较强,因而对于较多的人而言,通过简单的学习能够掌握基础知识,且没有计算机编程基础的工作人员也能够掌握PLC编程的精要内容。

2.3标准化生产

对于PLC控制系统而言,其主要是通过多种零部件联合,形成完整的标准化控制体系。对于整个PLC系统,通过各种零部件系统应用来实现生产能力的标准化。用户可以根据自身的控制需要,来进行PLC系统的设置调节,从而实现多种功能的控制。

2.4维护便捷

PLC控制系统在实际应用的过程中,其修改程序比较完备,且系统的设计水平相对较强,因而在实际的应用过程中,可靠性以及稳定性较高。在系统运行的过程中,PLC能够针对各种故障有效调试,在应用过程中,维修保养非常方便,且整体效率较高。

3PLC在数字化油田生产中的应用形式

3.1PLC与无线技术的结合

信息化整体架构生产过程中,以生产的基本单位为前端,形成井、管线生产流程的控制系统,实现数据采集、过程监控以及动态分析的过程。因油田特殊的地理位置原因,其交通通信设施相对较为落后,而无线局域网技术建设能够实现数据通信,具有应用便捷、维护方便、成本低廉等多方面的优势[2]。

3.1.1无线监控系统在油田开采的区域内,在生产现场设置无线监控点,油田总控室设置系统的中心基站。同时选用优波来进行高增益天线的配置,应用点对多点的无线连接的方式,来实现油田总控室以及各监控点之间的无线传输主链路连接,无线通信设备以及现场的PLC有效结合,能够将生产现场数据、运送实时数据以及设备运转数据等实时动态传输,提供采油生产调度单位有效资料。

3.1.2数据采集系统通过在油田采油平台设置抽油机井,在配电箱的位置配置PLC设备,其箱体主要采用镀锌槽钢在油井钢筋混凝土的底座上固定,而PLC用电取自平台的配电箱,同时从平台配电箱获取各种电机的综合数据作为参数,通过无线传导的形式获取载荷以及位移传感器信息。在室外主要通过各种传感器以及PLC控制器,借助仪表保温套进行保温,平台的所有数据采集在PLC处集中,最后通过IP接口向平台的无线通信模块汇集,向油田处理中心接入[3]。

3.2PLC控制系统在石油计量中的应用

当前我国的石油行业纳入了PLC控制系统,以人工间歇的计量方式,实现整个计量过程的智能化,通过相关程序的控制,定时对油井进行循环计量,分析油井的油、气、水的三相数据,在计量的过程中,通过PLC控制系统能够对油井的工作状态进行分析,分析判断的基础上,如果PLC控制系统不工作则可以将此油井跳过,然后进行下一个油井的计量工作。同时PLC控制系统具有较为简单友好的操作界面,整体的运行稳定性较强,便于进行实时监测,同时能够提升油田的计量效率。

3.3PLC控制系统在油田生产水处理中的应用

油田在进行开发时,通过成套的PLC控制系统进行生产水的处理,能够将油田作业生产水充分处理。一旦发生了生产水处理设备的故障时,通过自动检测以及诊断系统,将监测故障的位置置于控制中心界面处,根据自动监测的结果判断故障发生的准确位置,随后采取对应措施展开维修,从而确保油田的生产水及时科学地处理,降低了对于环境的污染,使得企业的经济效益全面提升。生产水处理装置的主要构成系统包括一系列PLC控制系统,完成数据收集、控制,同时将所有的数据信息内容向控制室传输,建立操作人员以及以太网连接,从而进行数据传输。通过自动反冲洗装置能够将生产成本降低,从而将工人的工作量降低,提高工作效率,改善工作环境,通过建立自动反冲洗控制系统来实现控制。系统的构成主要包括操作员站、生产水处理控制系统、外围反冲洗水泵以及电动阀门等,而滤灌的过滤装置为自动控制装置,滤灌能够控制进水、出水以及电动阀等,如果达到规定的反洗时间,通过系统装置能够自动进行反冲,在关闭进出水管的电动阀后,将反冲洗水泵打开,控制反洗水量,自动开启罐反冲洗进、出水阀,充分搅拌反洗共用时20min,随后电动阀复位,完成正常过滤过程,整个反冲洗的过程不断进行。

4PLC控制系统在数字化油田上的应用效果

当前数字化油田有着更加广泛的应用,能够显著提升管理成效,且各项指标呈现稳定上升态势,通过数字化技术可以提升油田的生产质量以及效率,完善企业数字化建设,数字化技术多方面的有效应用,使得油田建设体系逐渐全面化、系统化,综合效益也显著提升。

4.1数字化管理效益突出

油田数字化建设不断推进的过程中,其数量持续增加且建设规模不断扩大,石油企业的集输工艺、机采工艺等也持续改进,通过网络数字技术分析单井荷载数据变化状况,同时根据电量数据进行数据的搜集处理,可以提供决策参数支持,同时也能够严格控制抽油机的用电量,通过远程控制技术,来实现企业管理的转型,从定性管理到定量管理过度。在为应用PLC进行数字化油田建设之前,企业的能耗相对较高,而通过对各个环节的精细化管理,获得了较为显著的成效,如将精细化管理应用到集油环掺水量管理中,其掺水量持续减少,从而可大幅节省成本。而在供电网络管理系统中应用数字化技术,能够通过智能型网损管理功能,维持最佳的电网运行状态,通过开关进行电网的故障查找,节约了故障修复的时间,确保供电能够安全、持续进行。而通过预警感知以及提醒系统,能够及时发现问题,同时将存在的故障内容向相关部门发送,根据提供的信息参数来制定解决对策信息,通过网络技术进行数据信息的实时共享,从而使得各项决策更加高效科学,生产管理过程完全发生转变,由事后处理向事前预控以及事中监测过度,从而提升整体的管控质量。通过油田的数字化管理系统,进行架构的完善处理,使得人员安排更加精简,各个班组的划分以功能为依据,相较于传统的工作模式,能够使得工作流程更加精化,形成一种高效的配合模式,将集中远程管控与站库二级布控相结合,将指挥中心作为系统管理体制,来进行生产劳动组织的优化,也能降低劳动强度。

4.2提升油田管理效率及质量水平

通过PLC进行数据信息的共享,能够充分掌握生产动态状况。在完成数字化建设后,可以将企业数据由非连续性的数据点向连续性的数据点转变,管理人员根据前线的生产运行状况进行实时监控,改变传统站间数据信息定期巡逻检查的方式,通过数字化技术能够进行定期数据录入,各项信息通过网络获取上传,能够防止因为人工记录而导致的误差,将企业的生产运行状况,通过连续的信息流反映出来,管理人员通过预警感知系统、电子巡检系统来了解数据信息,明确前线的生产详细情况。应用PLC进行数字化油田建设,还能够提升生产管理单元的劳动效率,企业的生产管理模式实现了自动化,改变了以往重复复杂工作的局面,提升了企业员工的工作积极性,工作质量以及效率也得到了提升。以往未应用数字化油田进行生产前,站间的关键生产单元需要专员来组织生产,定期进行油水井的巡查,而通过数字化控制,能够改进站间的管理模式,建立起更加先进的管理体制。

5结语

当前随着社会技术革新,信息化技术逐渐向各个领域渗透,自动化技术在油田行业的应用,能够加速企业的升级发展。通过PLC系统在油田数字化建设中的应用,能够利用其控制系统兼容性的优势,充分发挥操作控制中的价值,使得一些程序操作更加便捷。在生产作业过程中加以应用,维持油田的整体安全生产水平,通过针对生产过程中的各个基本单元生产状况的实时监控,能够发现生产过程中存在的各种问题,同时提供有效的解决方案。因此,PLC系统在数字化油田建设系统中具有重要价值,其应用前景十分广阔。

参考文献

[1]段贵权.PLC控制系统在数字化油田上的应用分析[J].中国设备工程,2020(1):220-221.

[2]陈慧.PLC控制系统在油田生产和仪表计量系统上的应用[J].数字化用户,2017,23(40):69.

[3]孙丽.PLC控制系统在数字化油田上的应用探讨[J].石油知识,2019(4):34-35.

作者:孙虎 桂宏飞 单位:中海石油(中国)有限公司渤中作业公司