数字化建设助力一厂高效管理

1、数字化建设助力一厂高效管理 1 概述 数字油田是油田企业的信息基础设施和企业生产管理的基 础信息平台，它是以油田为研究对象， 充分应用现有软硬件资源， 用较低的管理成本促进油气田工艺流程优化， 最终实现数据自动 采集、自动进行过程控制、实时报警的一体化管理系统。它以计 算机和高速网络为载体， 以空间坐标信息为参考， 将油田的生产 和管理的多种数据进行高度融合， 在建立油田生产和管理流程各 种优化模型的基础上， 利用各种信息技术， 为企业经营管理提供 辅助决策信息， 挖掘生产和管理环节的潜力， 使信息化更好地服 务于油田生产和管理。 青海油田位于青藏高原地区， 自然环境恶劣， 生产生活环境 艰苦

2、，工作区域分散， 生产设施多， 野外施工点多、 管理难度大。 在利用自控技术、通讯技术、视频和数据智能分析技术，实现对 井场、生产现场、办公基地等基本生产单元的有效管理和控制， 以及对流程管理、数据共享、智能分析、精确定位，达到过程控 制、节约人力资源和提高效益的目的。 2 一厂数字化建设的应用 一厂数字化油田建设主要是通过四层架构： 物理层、控制层、 网络层、应用层。物理层就是一些通用常规仪表，通过这些常规 仪表来实现数据的采集；控制层是DCS PLC RTU等控制系统， 通过组态软件来实现实时的监控； 网络层主要是通过光纤、 双绞 线、路由、交换机等设备来实现网络传输；应用层是将采集回来

3、的数据利用软件通过 WEB布的形式来实现的。如图 1所示。 2.1 工业自动控制系统 采油一厂运用 DCS ETHERNETMODBU通信禾口 PROFIBUSS 信组成完整的数据传输系统， 针对分散的现场设备， 利用西门子 系列PLC DP通讯电缆，光纤电缆以及智能信号装置，将数据实 时、无间断的发送至中央控制室系统服务器， 设在中控室的专用 PC及几个授权PC可以通过以太网快速、顺畅的访问此服务器， 实现对现场设备的远程监视和操作。 采油一厂尕斯联合站自动化 控制系统由一套控制系统为 Foxboro公司的DCS系统及十二台 （套）压缩机、水处理等设备自带的 PLC子系统组成，自动化控 制系

4、统基本覆盖了油、气、水、锅炉房等全部工艺过程。现场电 控主要采用DCS系统、西门子系列PLC,将I/O通道分散到实际 需要的现场设备， 通过通讯电缆、 光纤电缆以及智能信号装置和 过程调节装置，实现的 DCS和PC的数据传输。 自动化控制管理主要包括尕斯库勒联合站以及 6 个采油作 业区的 22 个站点的原油处理、污水处理、气处理、消防系统、 供热系统、原油外输、求产等各个流程过程中，通过DCS、 PLC 系统以及安控的控制系统完成数据的采集并处理，实现了对油、 气、水各项温度、压力、流量、液位、界位的检测；通过PID调 节及其他的调节方式实现各种阀门的定位和开关、 控制设备的启 停等，顺序控

5、制，连锁保护等，实现监控实时工况、及时调整参 数设置；监控系统的周界报警和可控摄像装置的使用可以直观监 控站内所发生的情况， 实现了厂站的可控化管理。 青海油田自动 化控制系统的建立， 使得生产部门能根据生产过程中的实际检测 参数对过程控制实时跟踪和调整，及时解决生产过程中的问题， 降低运行成本、提高劳动生产率，起到数据桥梁的作用。 2.2基于SCADA软件的数据远程监控系统 SCAD原统已成为国内同行业中规模最大的系统。采油一厂 利用现有的DCS自控系统，针对分散的现场设备，应用国际上成 熟的监控与数据采集系统（SCAD）软件，在生产运行科与尕斯 联合站之间建立一套远程自动化生产监控系统，

6、作为采油一厂生 产动态远程监控系统的基本核心。 配套建成的采油一厂生产动态 数据库用于全厂所有生产动态数据的收集、过滤、整理和储存， 并将数据实时、 无间断的发送至生产运行科， 设在生产运行科的 专用PC及几个授权PC可以通过以太网快速、顺畅的访问此服务 器，实现对现场设备的远程监视和操作。 首先由SCAD软件的OPC客户应用程序通过 OPC服务器将数 据以订阅数据访问方式从自控系统中取至OPC工作站内存，然后 SCADA软件将数据以远程工程广播通讯方式发送到生产运行室的 远程检测站内存，运行远程检测站的SCADA软件同样以广播通讯 方式直接将接收到的数据发送到网页。 虽然出于增强计算机网络

7、通讯安全因素在生产运行室远程监测站与DCS之间增加了一台 OPC工作站用于隔离来自公共信息网络的病毒，但由于使用的是 工业级成熟产品，无论是在通讯机理上还是在网络通讯的实时 性、稳定性、可靠性、再生能力等方面都远远胜出花土沟地区现 有自控系统网页发布方法， 与非标方法相比， 在同等的网络环境 下，在数据延时和刷新速度上整整提高了一个数量级， 而且没有 发生过误码和丢包现象。 该系统的投入运行， 达到了加强油田生产管理、 减小劳动强 度、降低运行成本、 提高劳动生产率的目的， 取得了较好的效果。 值得特别关注的是， 沙漠油田一般都具有远离居住区， 后勤保障 困难的特点，实施油田自动化，不但可以达

8、到以上目的，在油田 开发和管理的模式上也是一种创新。 2.3 青海油田油气水井远程计量传输发布系统 为了解 决传统计量方式引起的诸多问题， 加快信息化建设， 结合油田自 身实际情况，引进雅丹、安控、金时三家公司的远程在线计量技 术，该技术集先进、成熟的计算机技术、通讯技术、数据采集技 术及传感器技术于一体， 采用高精度的数据采集器， 通过无线及 cdma通讯方式将信息采集至油田通讯公司，实现数据处理，再 通过软件将数据提取， 并发布，并实现油井的远程在线计量工作。 实现的主要功能： 1）实现油水井井工况数据的自动实时采集、解析、入库， 无需人工干预。 2）系统自动完成对数据的分析，生成各种分析

9、报表。 3）使用Web发布功能，实现相关人员利用浏览器查阅油水 井的工况和各种报表数据的浏览。 4）采用“低功耗”设计理念，进行有效电源管理，降低系 统静态功耗，延长无线载荷变送器、无线流量计、无线压力变送 器等井口设备的太阳能电池板供电。 5）系统具有较强的可操作性和可维护性，设备采用专门设 计的快速拆装接口，便于修井作业前后的设备拆卸与恢复。 6）井口实现全无线采集，取消井口布线，为日常生产管理 提供了极大方便。 2.4 办公信息化 一厂充分利用网络资源， 切合一厂工作实际及流程， 自主开 发并编写的物资管理、油料管理、无纸化办公、绩效管理等系统 将单位的各个部门紧密联系在一起，强化了本单

10、位内部人员之 间、部门和部门之间的信息交流和协同工作， 使得一厂内部的办 公、业务流程都能在内部的局域网及互联网上进行，沟通及时、 办公变得更高效。 物资管理系统的主要任务是建立物资共享信息库， 在物资的 规划、订购、库存、结算等流程实施程序化管理，全面实现油田 物资流向的有序性和规范性， 提高工作效率， 实现资源信息共享、 加速资金周转。 采油一厂门户主页几乎涵盖了我厂的各项生产经营、 职工生 活的全部内容，主要包括生产信息、厂内新闻、通知通告、安全 生产常识、 站点服务和子管理系统链接等， 可以链接到集团公司 主页，一厂门户网站是油田系统上传下达的窗口、 是系统办公的 场所。一厂的油料管理

11、、无纸化办公、物资管理、绩效管理等子 系统的应用，并与青海油田公司计划、财务、生产等子系统的对 接，逐步实现信息网络化、数据标准化、业务处理电子化、信息 服务社会化，不断提高资源利用率和工作效率。 2.5 视频会议 采油一厂使用Polycom的宝利通HDX8000系列会议室系统， 该视频会议系统是基于 TCP/IP 协议的开放的视频会议系统。它 利用现有网络，开展远程视频会议、远程讨论交流、远程培训等 会议应用， 真正实现了多网合一。 视频会议系统利用油田公司和 采油一厂现有的专用光纤和网络， 使得在地理上分散的集团公司 和花土沟一线的可以共聚一处， 通过静、动态图像、 语音、文字、 图片等多

12、种方式来交流信息。 高清语音、 高清视频和高清内容等 UltimateHD 技术，带来极致的性能，达到高效率通讯传输的目 的。 该系统自 2011（时间）投入使用至今，通过与以往传统的 办公室会议相比较，其优点如下： 1）通过网络共享，实现集团公司与一厂不同地点的实时交 流，打破地域限制，提高工作效率。 2）静、动态图像、语音、文字、图片等多种交流方式的运 用，大大提高了会议内容的交互能力 3）精简的会议流程，减少了与会人员由敦煌至花土沟地区 的奔波，人力、物力消耗得以大大较低、进而降低了会议成本。 该系统会议模式功能强大， 运行管理简单方便， 具有良好的 实时性和交互性，并且提供强大的扩展能

13、力，提高了工作效率， 精简了业务流程。 目前视频会议逐步向着多网协作， 高清化的方 向发展着。 3 应用效果及发展思路 3.1 数字化建设助力高效管理 1）应用计算机技术、网络技术、信息技术、控制技术、智 能技术，实现了一厂的经营、生产决策、安全生产管理和设备控 制等信息的有机集成。 2）生产监控系统集生产动态信息采集和发布系统为一体， 成为指挥一线生产的重要手段；SCAD/系统、DCS系统、PLC系 统与网络技术合二为一，真正为采油一厂的高效、快速、灵活地 管理发挥了巨大的作用。 3）采油一厂站区散布于各点，间隔的距离较大，不利于集 中集中管理。建立自动化远程监控系统， 有效地解决了这一问题

14、， 实现了分散控制，集中管理，达到强化安全、过程监控、减轻劳 动程度和降低成本，助力油田的高效管理。 4）通过的使用，实现经营管理科学化、生产计划、生产安 全调度、生产过程控制的最优化。 5）视频监控系统和可燃气体监测仪，为及时判断异常运行 情况和对工况影响程度， 发出警报并提出措施建议， 提高安全性 能的可靠性。保证油田安全生产、提高产量和质量，提高企业经 济效益和竞争能力。 6）油水井信息实时发布系统，利用井和站采集的压力、温 度、流量、等参数可以对各种生产工况自动诊断分析并及时作出 应急处理。通过相关的现场试验，试验结果表明，油水井远程在 线计量技术有效地解决了油田原有计量系统的问题，

15、提高了油水 井管理效率。 3.2 数字化建设发展思路 1）抓好数据源的采集及基础数据库的健全。数据库之于管 理，犹如地基与大楼，任何管理都基于对数据库的分析。因而基 础数据库的采集与健全是一厂基础管理的前提条件和基础， 转移 数字化管理的重点， 将后端的决策支持系统向生产前端的过程控 制延伸。实现生产数据源头采集率达到 100%，自动采集率达到 80%以上，标准数据采集后自动录入标准数据库，确保数据采集 的真实、 高效。其次是利用通信公司服务器和一厂的交换机和服 务器设备建立我厂标准数据库， 利用开发工具和软件进行开发和 应用。 2）进一步完善办公信息系统。一厂在办公信息化基础上， 进一步建设

16、、完善、推广采油一厂示功图智能诊断系统、人员培 训管理系统、物资管理系统、无纸化办公系统、油料管理等各类 应用软件系统。 应该不断加大各单位之间信息采集、 研究工作力 度，及时把握油田内外部环境变化对油田生产经营的影响， 及时 针对变化，完善办公信息系统。 3）提高生产过程智能化水平。将数据分析、数据整合技术 结合数学模型， 对生产过程进行智能化管理， 实现数据对接后抽 油机示功图的智能诊断； 自动生成生产工艺参数优化建议； 智能 生成油气生产措施建议。 生产信息积累、生产过程自动监控，利用数字化、信息化来 监控地下油井、水井井况、地下环境，实现真正意义上的“数字 油田”。 4 总结 结合采油一厂的特点， 集成并整合现有的资源， 依靠近两年 来的数字化建设五项先进技术的成功应用，实现了生产可视化、 智能化、网络化，进而提升了生产管理过程智能化水平，助力一 厂管理高效性。 随着油田数字化建设，尕斯联合站、联四、砂西综一、联六 站