趙世虎　孫申考　黃靜

摘 要：數(shù)字化站控平臺以井、站點、管線等生產(chǎn)單元的參數(shù)監(jiān)控為主，負(fù)責(zé)對油井管理、監(jiān)控和分析，完成數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、動態(tài)分析，保證生產(chǎn)的正常運行。目前主要依靠站控平臺實時報警系統(tǒng)對管線瞬時流量、外輸壓力進行監(jiān)控。該種報警機制是目前較為有效的監(jiān)控手段，但是存在誤報警次數(shù)過多，工作量冗雜，數(shù)據(jù)采集、傳輸失真、參數(shù)不聯(lián)動、報警機制不完善導(dǎo)致的漏報警等問題，針對以上問題，本文主要從幾個方面對報警機制進行優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；報警；優(yōu)化

1 數(shù)字化報警系統(tǒng)運行現(xiàn)狀

站內(nèi)各生產(chǎn)設(shè)施的運行參數(shù)進行自動采集、處理和存儲，對重要生產(chǎn)回路實現(xiàn)自動控制。報警系統(tǒng)根據(jù)儀器儀表監(jiān)測的輸出數(shù)據(jù)每隔一秒進行一次錄取并對數(shù)據(jù)進行判別，當(dāng)實時數(shù)據(jù)超過或低于報警設(shè)置中規(guī)定的報警限值時，系統(tǒng)會自動提示和記錄，超出報警限值就會觸發(fā)報警，操作人員需對報警信息進行核實確認(rèn)。

當(dāng)前報警系統(tǒng)存在問題，本文就報警系統(tǒng)現(xiàn)場實際運行中存在的幾個問題進行分析，為下步報警機制的完善提出合理建議。

1.1 報警約束條件單一 目前，現(xiàn)有報警機制能夠簡單有效的識別異常參數(shù)值，但所暴露出的問題較大，約束條件太單一，該流程只有一個判別條件。由于設(shè)備和數(shù)據(jù)采集等問題導(dǎo)致的誤報警情況在實際生產(chǎn)運行中占有一定比例，增加報警處置工作量，影響報警準(zhǔn)確率。

1.2 輸油泵參數(shù)與輸油頻率匹配度低 目前作業(yè)區(qū)輸油泵排量的調(diào)節(jié)主要依靠人工調(diào)節(jié)輸油頻率實現(xiàn)，實際操作過程中，由于升降庫或是站內(nèi)來油不平穩(wěn)，緩沖罐液位變化快，需要不斷調(diào)節(jié)輸油泵頻率。該種情況的輸油頻率可能會超出正常運行時的頻率范圍，導(dǎo)致與之相關(guān)的瞬時流量、外輸壓力、泵進口壓力、泵出口壓力超出原設(shè)定的上下限值觸動報警，此時的報警參數(shù)上下限值與輸油頻率所對應(yīng)的參數(shù)值是不相符的。

1.3 集輸管線報警機制不完善 報警系統(tǒng)中與集輸管線密切相關(guān)的報警參數(shù)包括外輸壓力、瞬時流量、外輸溫度等，當(dāng)前站控中心數(shù)字化系統(tǒng)針對增壓站點與計量接轉(zhuǎn)站之間的流量與壓力的實時數(shù)值進行監(jiān)控。實際運行中，員工對監(jiān)控界面數(shù)據(jù)的變化缺乏有效準(zhǔn)確的判斷分析，與此同時，報警系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置中并沒有關(guān)于管線異常判斷的報警信息機制，造成管線異常未能及時發(fā)現(xiàn)。

2 站控中心報警系統(tǒng)優(yōu)化

本文對上述存在的三個問題提出相應(yīng)的解決方案，使報警機制更加完善，能更符合現(xiàn)場實際應(yīng)用。

2.1 報警流程優(yōu)化 本文將僅進行上下限值判別優(yōu)化為上下限值和時間范圍的雙重判別條件。報警系統(tǒng)需要同時滿足兩個判別條件才能進行報警，使報警機制更加準(zhǔn)確、穩(wěn)定，同時降低員工工作量。

系統(tǒng)每隔一秒自動錄取一次報警參數(shù)值，與優(yōu)化前的報警機制不同的是，當(dāng)該值超出上下限值時，系統(tǒng)不會直接進入報警流程執(zhí)行報警命令，而是對超出上下限值的次數(shù)進行統(tǒng)計，當(dāng)系統(tǒng)連續(xù)判別報警參數(shù)值超出上下限值達30次時，系統(tǒng)則會進入最后一個流程報警，此時站控平臺會發(fā)出報警提示。優(yōu)化后的報警機制可以將某一時刻由于數(shù)據(jù)異常超出上下限值即報警的情況過濾掉，減少了可信度低或誤報警信息的次數(shù)，提高報警信息提示的準(zhǔn)確度。

2.2 輸油泵報警參數(shù)聯(lián)動設(shè)置 輸油泵進口壓力、輸油泵出口壓力、外輸壓力、外輸排量與輸油頻率相關(guān)聯(lián)，當(dāng)輸油頻率改變時，與之相關(guān)聯(lián)的參數(shù)值也隨之變化。本文對不同輸油頻率的輸油泵進口壓力、輸油泵出口壓力、外輸壓力、外輸排量進行統(tǒng)計，通過計算機運行，使報警系統(tǒng)能夠自動隨輸油頻率變化調(diào)節(jié)相關(guān)報警參數(shù)上下限。

輸油頻率范圍分別對應(yīng)著輸油泵進口壓力、輸油泵出口壓力、外輸壓力、外輸排量的波動范圍，通過波動范圍制定參數(shù)上下限。當(dāng)站內(nèi)進行升降庫其他作業(yè)時，輸油頻率會調(diào)為最高檔或最低檔，此時報警系統(tǒng)會自動將輸油泵參數(shù)上下限調(diào)節(jié)為與輸油頻率相對應(yīng)的上下限值，避免因相應(yīng)參數(shù)上下限值不匹配導(dǎo)致的系統(tǒng)報警，同時大幅降低員工的工作量。

2.3 管線泄漏報警參數(shù)模型確立 當(dāng)管線運行平穩(wěn)連續(xù)時，排量、壓力變化較小。當(dāng)管線發(fā)生泄漏時外輸壓力下降，瞬時流量增大，上下游流量輸差變大。管線運行平穩(wěn)時，管線中的外輸壓力值和瞬時流量值都保持在一個穩(wěn)定的數(shù)值，且呈正比例關(guān)系。當(dāng)管線泄漏時，泄漏點管線外壓力與管線內(nèi)壓力存在壓力差，由于管線外壓力不變，為保持管線內(nèi)外壓力平衡，泄漏點處會迅速降低。外輸壓力會隨著管線內(nèi)壓力的下降而下降，此時，泄漏點與管線兩端形成壓差，瞬時流量增大。因此，管線泄漏時外輸壓力與瞬時流量呈反比例關(guān)系，所以外輸排量和壓力的比值為定制K。

3 管線泄漏優(yōu)化模型驗證

3.1 作業(yè)區(qū)某輸油管線現(xiàn)狀 某油管線日外輸液量184.10m3，油量94t。管線規(guī)格為Ф76mm×4.5mm_3.8km黃夾克，于5月15日發(fā)生小范圍破損。管線進出口端設(shè)有外輸壓力傳感器和流量計量儀，能夠?qū)崟r監(jiān)控外輸壓力、瞬時流量及上下游壓力、流量輸差。

3.2 現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)分析 本文對該輸油管線2015年5月5日至2015年5月25日計算機自動采集的瞬時流量和外輸壓力等數(shù)據(jù)用優(yōu)化模型進行處理，得出正運行狀態(tài)下的k值， K正常運行時的范圍在4.834～5.300之間，對2015年5月15日該管線發(fā)生泄漏時的數(shù)據(jù)進行分析，該管線在12點45分左右發(fā)生泄漏，從圖中曲線變化及所采集數(shù)據(jù)行進分析得出，在泄漏時，流量值由5.9m3/d升到6.5m3/d，外輸壓力由1.06MPa下降到0.32MPa，同時瞬時流量與外輸壓力呈現(xiàn)反比例關(guān)系，K值隨之增大，從泄露開始后K的平均值為7.452，該段時間內(nèi) K值持續(xù)保持高值并超出設(shè)定的上下限值。管線恢復(fù)正常后K值恢復(fù)為4.964，在正常范圍值內(nèi)。

通過上述分析，我們可以將K值作為判斷管線是否異常的報警參數(shù)，輸油管線模型優(yōu)化驗證可行。配合優(yōu)化后的報警流程，當(dāng)報警參數(shù)值K連續(xù)30秒超出上下限值，系統(tǒng)便會自動報警提示管線異常。

4 認(rèn)識與建議

①數(shù)字化油田是信息化時代背景下的發(fā)展需要，油田數(shù)字化管理平臺的建立節(jié)省勞動力同時也有效提高了生產(chǎn)效率，大大降低了成本支出，但由于數(shù)字化油田應(yīng)用于現(xiàn)場時間較短，還存在許多問題亟待完善。

②本文對輸油管線泄漏的報警是根據(jù)現(xiàn)場實際生產(chǎn)需要進行的簡易優(yōu)化，還處在摸索探討階段，同時由于管線泄漏時的現(xiàn)有真實數(shù)據(jù)較少，具體優(yōu)化措施不夠精細，但本次優(yōu)化對管線泄漏數(shù)字化報警系統(tǒng)的日臻完善具有建設(shè)性意義。

③數(shù)字化報警需不斷與現(xiàn)場實踐生產(chǎn)相結(jié)合，逐步提高報警準(zhǔn)確率，不斷實踐的同時還需引入新的理論和方法應(yīng)用于數(shù)字化中，理論結(jié)合實踐才能真正實現(xiàn)數(shù)字化管理的意義。