庫(kù)雪坤(大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所公用工程室，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

油田電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)能夠解決油田生產(chǎn)過(guò)程中動(dòng)力能源的自動(dòng)化傳輸控制，保障整個(gè)生產(chǎn)的安全運(yùn)行，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行生產(chǎn)信息管理，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)任務(wù)。讓生產(chǎn)管理人員能夠?qū)崟r(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀況以及生產(chǎn)進(jìn)度，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

1 油田電力系統(tǒng)的基本概括

1.1 電力系統(tǒng)的組成

油田電力系統(tǒng)有其特有的特點(diǎn)，它是在整個(gè)油田生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)自己系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行發(fā)電、變電、輸電、配電多個(gè)環(huán)節(jié)的整合，通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化來(lái)提高運(yùn)行質(zhì)量，保證生產(chǎn)高效進(jìn)行。油田電力系統(tǒng)也將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、控制技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、信息管理技術(shù)等納入到整個(gè)電力系統(tǒng)構(gòu)建中，能夠一次性的完成從能源轉(zhuǎn)換到能源配送以及后期的監(jiān)控調(diào)度，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的無(wú)人值守。

1.2 電力自動(dòng)化控制的要求

電力自動(dòng)化控制對(duì)整個(gè)油田電力系統(tǒng)提出幾個(gè)要求：它能夠在生產(chǎn)過(guò)程中快速的收集，檢測(cè)和處理整個(gè)系統(tǒng)中被當(dāng)作系統(tǒng)組成構(gòu)件的具體參數(shù)，能夠快速掌握他們的運(yùn)行狀態(tài)；其次，能夠?qū)⑦@些參數(shù)的變化以及整個(gè)生產(chǎn)狀況和當(dāng)初系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)所提的要求對(duì)應(yīng)起來(lái)，及時(shí)反饋給工作人員，為他們的決策及管理提供參考的意見或者能夠更加優(yōu)化某一塊組成要件的參數(shù)變化。最后是積極協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)中每一層次元件，使得整個(gè)油電控制系統(tǒng)運(yùn)行更加高效。

1.3 電力自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前油田控制電力系統(tǒng)主要是由電力自動(dòng)化進(jìn)行綜合調(diào)試完成的。由于該類系統(tǒng)較為繁瑣，通過(guò)人力無(wú)法對(duì)其各個(gè)部件進(jìn)行分布整合處理。因此，電力自動(dòng)化控制技術(shù)有效地解決了這一問(wèn)題。通過(guò)對(duì)于電力工程輸送過(guò)程中計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于油田系統(tǒng)的綜合調(diào)控，從而真正達(dá)到油田電力自動(dòng)化，使無(wú)人值守的油田工作系統(tǒng)不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的夢(mèng)想。如今國(guó)內(nèi)大部分油田工作環(huán)境仍處于人工半智能自動(dòng)化控制，通過(guò)人工對(duì)于綜合大局的判斷，對(duì)吸油井及水泵裝置進(jìn)行壓力控制。一方面可以提高電力自動(dòng)化控制技術(shù)的精準(zhǔn)性與及時(shí)反饋性，但另一方面卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，在一定程度上浪費(fèi)了勞動(dòng)力。

2 油田電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1 油田集控站SCADA功能應(yīng)用

對(duì)于油田電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化控制技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)油田集控站SCADA功能的綜合應(yīng)用。對(duì)于SCADA功能來(lái)說(shuō)，其包含了RTU數(shù)據(jù)處理及預(yù)處理綜合程序。對(duì)于油田采油效率有著至關(guān)重要的影響。其中采油機(jī)械通過(guò)M01電機(jī)的負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)石油區(qū)域化的采集工作。在這個(gè)過(guò)程中，同過(guò)電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)，可以有效地保障電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)過(guò)載啟動(dòng)，保障了電動(dòng)機(jī)的輸出效率的同時(shí)，也防止了電動(dòng)機(jī)由于啟動(dòng)電壓過(guò)高，從而使符合電阻熔斷，造成電機(jī)燒毀的工程事故[1]。有效地提高了油田集控站的機(jī)械使用壽命，進(jìn)一步提高了油田采集過(guò)程中的成本把控。

2.2 處理、存儲(chǔ)DTS主要電網(wǎng)數(shù)據(jù)

通過(guò)電力自動(dòng)化控制技術(shù)，可以有效地對(duì)油田工作過(guò)程中的電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄備份。再出現(xiàn)工程故障時(shí)，設(shè)計(jì)工作人員可以通過(guò)查詢相對(duì)應(yīng)日期的工作日志，得到當(dāng)天DTS電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)記錄。有利于工程師分析出故障原因，進(jìn)一步提高油田機(jī)械維修水平。同時(shí)DTS電網(wǎng)數(shù)據(jù)的及時(shí)記錄，可以有效地保證油田運(yùn)行過(guò)程中的綜合情況以日志的形式保存下來(lái)，有利于相關(guān)專家對(duì)該油田的工作效率及機(jī)械裝備負(fù)載情況進(jìn)行調(diào)查評(píng)估。從而進(jìn)一步加強(qiáng)油田各個(gè)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)度，保障了油田采集過(guò)程中的信息高速傳遞，使得基礎(chǔ)工業(yè)能夠得到信息時(shí)代得技術(shù)支持。

2.3 RTU主控制站的應(yīng)用

通過(guò)電力自動(dòng)化控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)RTU主控制站信息傳遞效率大大提高，通過(guò)光纖將綜合指令傳遞到各個(gè)分支系統(tǒng)，從而加強(qiáng)各個(gè)工步的工作效率。在RTU主控制站的調(diào)度下，工作人員可以將采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器，通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估分析，從而得出油田控制系統(tǒng)所出現(xiàn)的主要問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)估改進(jìn)。這樣可以提高油田采油的穩(wěn)定性，同時(shí)在一定程度上，節(jié)省了人力資源分析系統(tǒng)的時(shí)間。同時(shí)，RTU主控制站通過(guò)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，將保存數(shù)據(jù)上傳到上層集控站當(dāng)中，不再采取傳統(tǒng)的輸送電路運(yùn)送方式，提高工作效率[2]。

3 油田電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)的改進(jìn)措施

3.1 建立質(zhì)量安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)體系

通過(guò)油田電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)，可以有效地對(duì)油田工程質(zhì)量安全進(jìn)行24小時(shí)無(wú)間斷監(jiān)測(cè)。通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)的智能監(jiān)控，可以取代人工勞動(dòng)力相對(duì)崗位的值守工作，極大程度上提高了油田作業(yè)過(guò)程中的安全系數(shù)。對(duì)于采油施工現(xiàn)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，技術(shù)作業(yè)活動(dòng)是否標(biāo)準(zhǔn)化是保證施工安全的具體因素。采油現(xiàn)場(chǎng)可以建立施工工程監(jiān)理崗位，對(duì)采油過(guò)程中采取的施工技術(shù)作業(yè)活動(dòng)進(jìn)行及時(shí)技術(shù)性指導(dǎo)，保障其在操作方面保障技術(shù)性正確。施工技術(shù)作業(yè)活動(dòng)是一個(gè)施工能否保障其基礎(chǔ)安全質(zhì)量的基礎(chǔ)，因此，監(jiān)理對(duì)于采油作業(yè)技術(shù)活動(dòng)的監(jiān)督控制至關(guān)重要。例如：施工過(guò)程中的質(zhì)量控制點(diǎn)控制問(wèn)題，關(guān)鍵采油環(huán)節(jié)或者薄弱施工環(huán)節(jié)的管理監(jiān)督，直接影響到整個(gè)油田工程的采油效率和質(zhì)量安全。對(duì)于質(zhì)量影響較為大的、易出現(xiàn)施工問(wèn)題的點(diǎn)，監(jiān)理應(yīng)對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)控制監(jiān)控，防止對(duì)于施工過(guò)程中造成大的質(zhì)量損耗。其中重點(diǎn)需要控制監(jiān)督的對(duì)象包括：施工人員的技術(shù)行為、采油現(xiàn)場(chǎng)的原材料選擇、采油機(jī)械技術(shù)參數(shù)等等。同時(shí)，對(duì)于采油過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)加強(qiáng)控制，如：采油過(guò)程中的新材料選用、施工過(guò)程中采用的新工藝新技術(shù)等。重點(diǎn)關(guān)注采油工程中的安全質(zhì)量控制，是采油工程監(jiān)理對(duì)于施工質(zhì)量安全問(wèn)題合理控制的主要措施。

3.2 提高自動(dòng)化作業(yè)效率

當(dāng)前電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)逐步完善，油田工程逐漸變?yōu)闄C(jī)械化作業(yè)模式，在油田采集工作上取代了人工勞動(dòng)力。其中電力系統(tǒng)的可控制性與高效化工作模式，為整個(gè)油田系統(tǒng)的工作環(huán)境打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其中主要發(fā)展方向分為三部分：分布式方向發(fā)展、圖形化方向發(fā)展、遠(yuǎn)處化方向發(fā)展?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)新型計(jì)算機(jī)管理模式，能夠更加高效的處理油田作業(yè)過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題。加強(qiáng)工作效率的同時(shí)，也提高了油田采油過(guò)程中的信息收集能力。通過(guò)云端服務(wù)器進(jìn)行儲(chǔ)存，當(dāng)信息進(jìn)行評(píng)估時(shí)，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)服務(wù)器端口進(jìn)行輸出。

4 油田電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展前景

對(duì)于油田電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展速度，將決定油田行業(yè)內(nèi)部智能化管理化工作效率的高低。同時(shí)，為了提高工程質(zhì)量，保障油田日常作業(yè)過(guò)程中的成本利用最大化，應(yīng)加強(qiáng)電氣工程技術(shù)發(fā)展，同時(shí)提高相關(guān)人員專業(yè)素質(zhì)，保證在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中能夠最大化的發(fā)揮工作效益，提高企業(yè)運(yùn)行速度。

4.1 多樣化功能

如今智能化應(yīng)用系統(tǒng)在很多領(lǐng)域都有所涉及，對(duì)于油田電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，智能化應(yīng)用系統(tǒng)可以為整個(gè)油田工程提供多元化的解答，特別是面對(duì)不同問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)智能化技術(shù)，對(duì)整體油田工程進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬。如今我國(guó)自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，需要智能AI模擬的方面很多，往往需要對(duì)其進(jìn)行綜合控制，這樣可以保證減少勞動(dòng)力損耗的前提下，進(jìn)一步提升油田內(nèi)部電氣設(shè)備的使用頻率，從而提高企業(yè)效益，進(jìn)一步節(jié)約公司成本。但智能化應(yīng)用系統(tǒng)也存在一定的缺陷，例如由于是分布式控制系統(tǒng)，再出現(xiàn)系統(tǒng)故障時(shí)，維修過(guò)程較為繁雜；同時(shí)原配件的生產(chǎn)材料廠家定價(jià)不一致，在購(gòu)買過(guò)程中容易出現(xiàn)價(jià)格差異。

4.2 最優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)于油田電力系統(tǒng)智能化控制技術(shù)來(lái)說(shuō)，通常需要將整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌化設(shè)計(jì)。由于機(jī)器計(jì)算的便捷性，當(dāng)面對(duì)繁雜的數(shù)據(jù)處理時(shí)，智能化控制系統(tǒng)可以從龐大的油田電氣數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中尋找符合該課題的最優(yōu)解。這個(gè)過(guò)程當(dāng)中往往是需要相關(guān)管理人員進(jìn)行綜合控制的。對(duì)于智能化控制技術(shù)來(lái)說(shuō)，往往內(nèi)部存在一個(gè)控制終端，需要相關(guān)控制人員對(duì)其進(jìn)行綜合控制，這個(gè)過(guò)程可以將油田工程整體控制化簡(jiǎn)為零，保證設(shè)置過(guò)程中能夠減少控制步驟，提高企業(yè)內(nèi)部工作效率的同時(shí)，同時(shí)也可以降低企業(yè)內(nèi)部資金消耗，使每一個(gè)油田工程都可以達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

此外，對(duì)于整個(gè)企業(yè)內(nèi)部自動(dòng)化控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)過(guò)程中來(lái)說(shuō)，需要保證每個(gè)設(shè)計(jì)人員都具有自己的設(shè)計(jì)思想，保證在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠展開頭腦風(fēng)暴。通過(guò)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行最初化設(shè)計(jì)之后，往往需要對(duì)整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合優(yōu)化，這個(gè)過(guò)程需要智能化技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。通常傳統(tǒng)控制系統(tǒng)在進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)過(guò)程中，是由設(shè)計(jì)人員對(duì)其進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)的，然而在人為設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往存在著一定程度上的誤差，導(dǎo)致油田內(nèi)部電氣工程自動(dòng)化設(shè)備無(wú)法做到高精度，這樣會(huì)影響到工作效率[3]。當(dāng)使用智能化控制系統(tǒng)時(shí)，可以完美地解決這一問(wèn)題。由于智能化控制系統(tǒng)能夠?qū)⒏鱾€(gè)工藝進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，這樣可以提高油田工程自動(dòng)化工作效率，保證自動(dòng)化控制技術(shù)與現(xiàn)代智能技術(shù)相結(jié)合，節(jié)約勞動(dòng)力，保證經(jīng)濟(jì)收益。

5 結(jié)語(yǔ)

如今電力需求已經(jīng)成為各行各業(yè)工作中的必需品，對(duì)于油田基礎(chǔ)采集工程來(lái)說(shuō)，完善電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)，可以有效地提高油田采集工作效率。當(dāng)前智能化時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，越來(lái)越多的工程現(xiàn)場(chǎng)采用無(wú)人值守制，在油田自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，保障電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，并減少電路運(yùn)輸過(guò)程中的能量損耗，是當(dāng)前油田電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)的主要發(fā)展方向。