蘇里格氣田數(shù)字化集氣站建設(shè)中的發(fā)展模式

摘 要

摘要：鄂爾多斯盆地蘇里格氣田建產(chǎn)速度快、區(qū)域面積大、管理點(diǎn)多、人力資源相對不足，推廣數(shù)字化集氣站建設(shè)管理模式，通過中心站的“集中監(jiān)視、事故報(bào)警、人工確認(rèn)、遠(yuǎn)
    摘要：鄂爾多斯盆地蘇里格氣田建產(chǎn)速度快、區(qū)域面積大、管理點(diǎn)多、人力資源相對不足，推廣數(shù)字化集氣站建設(shè)管理模式，通過中心站的“集中監(jiān)視、事故報(bào)警、人工確認(rèn)、遠(yuǎn)程操作、應(yīng)急處理”的功能和集氣站的“實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測技術(shù)、多級遠(yuǎn)程關(guān)斷技術(shù)、遠(yuǎn)程自動(dòng)排液技術(shù)、緊急安全放空技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備自啟停技術(shù)、全程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視技術(shù)、智能安防監(jiān)控技術(shù)、報(bào)表自動(dòng)生成技術(shù)”等8項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字化集氣站的“站場定期巡檢、運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、事故緊急關(guān)斷、故障人工排除”，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化、科學(xué)化、現(xiàn)代化管理，減少了現(xiàn)場操作次數(shù)，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到了減員增效的目的。蘇里格氣田數(shù)字化集氣站模式是氣田數(shù)字化的延伸、標(biāo)準(zhǔn)化的拓展，體現(xiàn)了現(xiàn)代精細(xì)管理的理念，提高了氣田管理水平，適應(yīng)大氣田建設(shè)和管理的需要。
    關(guān)鍵詞：蘇里格氣田；集氣站；管理模式；數(shù)字化；自動(dòng)化；減員增效；降低風(fēng)險(xiǎn)
    按照《蘇里格氣田230×108m3/a開發(fā)規(guī)劃》，蘇里格氣田將會(huì)建成上萬口井、上百座集氣站。為了減少操作人員，提高開發(fā)效益，中國石油長慶油田公司在蘇里格氣田的建設(shè)中，大力推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、數(shù)字化管理，適應(yīng)了氣田大規(guī)模開發(fā)建設(shè)的需要，建立起了科學(xué)的運(yùn)行管理模式，提高了整體建設(shè)水平和管理水平，提高了氣田生產(chǎn)運(yùn)行安全保障能力[1-2]。
    根據(jù)要求，蘇里格氣田達(dá)產(chǎn)時(shí)用工總量需控制在2000人以內(nèi)。面對快速、大規(guī)模建設(shè)與人力資源不足的實(shí)際困難，若采用目前的生產(chǎn)指揮中心遠(yuǎn)程監(jiān)視、集氣站值守人員手動(dòng)操作的常規(guī)生產(chǎn)管理模式，人員控制目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)。為此，蘇里格氣田創(chuàng)新了管理模式，形成了數(shù)字化集氣站的管理模式，對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行了自動(dòng)化、科學(xué)化、現(xiàn)代化、數(shù)字化的管理，有效地提高管理水平，精簡組織機(jī)構(gòu)，減少操作人員，降低運(yùn)行成本。
    數(shù)字化集氣站模式就是在中心站利用迅速發(fā)展的Internet技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等科技手段對多個(gè)集氣站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、控制，實(shí)現(xiàn)集氣站無人值守，定期巡檢，中心站負(fù)責(zé)對所控集氣站及井場的視頻監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集、報(bào)表生成等生產(chǎn)運(yùn)行管理工作的一種運(yùn)行管理模式。
1 中心站與集氣站自控水平
    在蘇里格氣田地面集輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將數(shù)字化管理技術(shù)進(jìn)一步延伸，提高場站安防等級，完善生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、安防智能監(jiān)控等系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)中心站對數(shù)字化集氣站的集中監(jiān)視和控制。中心站實(shí)現(xiàn)“集中監(jiān)視、事故報(bào)警、人工確認(rèn)、遠(yuǎn)程操作、應(yīng)急處理”；集氣站實(shí)現(xiàn)“站場定期巡檢、運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、事故緊急關(guān)斷、故障人工排除”。
    數(shù)字化集氣站無人值守，定期巡檢。中心站對集氣站的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)、集氣站視頻等進(jìn)行全面、全天候監(jiān)控。在緊急情況下，經(jīng)中心站人工確認(rèn)后，集氣站站控系統(tǒng)(RTU)按照預(yù)定程序執(zhí)行緊急關(guān)斷、放空等操作處理，確保站場及管線安全；由中心站迅速安排巡檢人員前往應(yīng)急處理及維修。
2 數(shù)字化集氣站關(guān)鍵技術(shù)
    數(shù)字化集氣站采用了以下8項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
2.1 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測技術(shù)
    對數(shù)字化集氣站的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測，實(shí)時(shí)掌控站場生產(chǎn)運(yùn)行情況，確保集氣站處于安全、可控狀態(tài)。主要包括：①單井油壓、套壓、流量檢測；②采氣干管進(jìn)站壓力檢測；③分離器進(jìn)出口壓力和進(jìn)口溫度檢測；④閃蒸分液罐壓力檢測；⑤分離器、閃蒸分液罐、污水罐液位檢測；⑥壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測；⑦自用氣壓力檢測；⑧集氣站外輸流量、壓力、溫度檢測；⑨生產(chǎn)區(qū)域可燃?xì)怏w濃度檢測。
2.2 多級遠(yuǎn)程關(guān)斷技術(shù)
    緊急關(guān)斷是事故情況下確保集氣站安全的重要手段。緊急關(guān)斷系統(tǒng)按照工藝流程、壓力系統(tǒng)分段分級設(shè)置，以盡量減小事故的影響范圍。①井口高低壓緊急關(guān)斷閥遠(yuǎn)程或自動(dòng)關(guān)斷：當(dāng)采氣管線發(fā)生堵塞或破裂導(dǎo)致管線超壓或失壓時(shí)，可遠(yuǎn)程或自動(dòng)關(guān)斷井口高低壓緊急關(guān)斷閥，截?cái)鄽庠矗乐故鹿蔬M(jìn)一步擴(kuò)大；②進(jìn)站截?cái)鄥^(qū)手動(dòng)截?cái)啵涸谡就庠O(shè)進(jìn)站截?cái)鄥^(qū)，每條進(jìn)站采氣干管設(shè)置手動(dòng)截?cái)嚅y，當(dāng)站內(nèi)出現(xiàn)故障，搶險(xiǎn)維修人員無法入內(nèi)時(shí)，可手動(dòng)截?cái)噙M(jìn)站氣源；③采氣干管遠(yuǎn)程關(guān)斷：每路干管在站內(nèi)的進(jìn)站區(qū)設(shè)置遠(yuǎn)程關(guān)斷閥，當(dāng)某路干管出現(xiàn)故障時(shí)只關(guān)閉相應(yīng)干管，進(jìn)行放空等操作，而不影響其他干管的正常生產(chǎn)，避免了單路干管故障，全站停車；④集氣站出站截?cái)鄥^(qū)遠(yuǎn)程關(guān)斷：在站外設(shè)出站截?cái)鄥^(qū)，緊急情況下可遠(yuǎn)程關(guān)斷集氣支線氣源，確保集氣支線安全；⑤壓縮機(jī)遠(yuǎn)程停車：壓縮機(jī)是蘇里格氣田集氣站的核心設(shè)備，投資占整個(gè)集氣站投資的一半以上，因此，設(shè)置了壓縮機(jī)遠(yuǎn)程停車系統(tǒng)，在緊急情況下首先保證壓縮機(jī)的安全。
2.3 遠(yuǎn)程自動(dòng)排液技術(shù)
    在分離器、閃蒸分液罐上設(shè)置了疏水閥+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的排液系統(tǒng)，正常情況由疏水閥排液，疏水閥故障時(shí)采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥遠(yuǎn)程緊急排液，電動(dòng)閥為手動(dòng)開啟，自動(dòng)關(guān)閉，避免竄氣；形成了自動(dòng)和遠(yuǎn)程控制的雙排液系統(tǒng)，當(dāng)自動(dòng)排液系統(tǒng)故障時(shí)，采用遠(yuǎn)程緊急排液，確保集氣站連續(xù)、平穩(wěn)生產(chǎn)。
2.4 緊急安全放空技術(shù)
    放空系統(tǒng)是確保集輸系統(tǒng)安全的重要設(shè)施，設(shè)置了遠(yuǎn)程放空、手動(dòng)放空和安全閥自動(dòng)泄放放空相結(jié)合的安全放空系統(tǒng)。①在分離器上設(shè)置遠(yuǎn)程放空點(diǎn)，在緊急工況下遠(yuǎn)程關(guān)斷進(jìn)出口管線后，對集氣站站內(nèi)進(jìn)行安全放空；②在進(jìn)站截?cái)鄥^(qū)設(shè)置安全閥，當(dāng)采氣干管超壓時(shí)將自動(dòng)泄放，避免采氣干管超壓導(dǎo)致的站場風(fēng)險(xiǎn)；③在進(jìn)站區(qū)、外輸截?cái)鄥^(qū)、自用氣區(qū)設(shè)置手動(dòng)放空點(diǎn)，放空點(diǎn)下游均設(shè)置由人工控制的節(jié)流截止放空閥，實(shí)現(xiàn)安全放空。
2.5 關(guān)鍵設(shè)備自啟停技術(shù)
    ①自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)：當(dāng)外電斷開或供電電壓不足時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警器，并自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)外電與發(fā)電機(jī)自動(dòng)切換，確保集氣站連續(xù)可靠供電；②UPS電源：集氣站設(shè)置兩臺UPS電源，互為備用，站場斷電時(shí)，UPS為控制系統(tǒng)、電動(dòng)球閥等關(guān)鍵設(shè)備提供不間斷電源，確?？刂葡到y(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備的可靠運(yùn)行。
2.6 全程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視技術(shù)
    實(shí)現(xiàn)對集氣站內(nèi)外和井場實(shí)時(shí)監(jiān)控，軌跡跟蹤，自動(dòng)錄像、示警、報(bào)警，并具備控制、回放、查閱的功能。
2.7 智能安防監(jiān)控技術(shù)
    智能化、自動(dòng)化、遠(yuǎn)程化的安保系統(tǒng)確保了集氣站的安全運(yùn)行，主要包括廣播示警系統(tǒng)、夜間檢測輔助系統(tǒng)、動(dòng)力環(huán)境檢測系統(tǒng)等。
2.8 報(bào)表自動(dòng)生成技術(shù)
    將報(bào)表格式固化到報(bào)表自動(dòng)生成系統(tǒng)內(nèi)，根據(jù)報(bào)表數(shù)據(jù)更新周期，按時(shí)采集相關(guān)參數(shù)并填入其中，實(shí)現(xiàn)集氣站生產(chǎn)報(bào)表在中心站自動(dòng)生成，減少了重復(fù)勞動(dòng)，降低了工作強(qiáng)度，提高了工作效率。
3 中心站管理
3.1 主要功能
    中心站主要實(shí)現(xiàn)對所轄集氣站、井場的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制、數(shù)據(jù)采集等功能。
    1) 遠(yuǎn)程接收及監(jiān)控?cái)?shù)字化集氣站實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)、全程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視系統(tǒng)、智能安防系統(tǒng)等上傳的各類檢測、報(bào)警數(shù)據(jù)。
    2) 遠(yuǎn)程操作數(shù)字化集氣站的生產(chǎn)控制系統(tǒng)、自動(dòng)排液系統(tǒng)、安全放空系統(tǒng)等，確保集氣站安全、平穩(wěn)、連續(xù)生產(chǎn)。
    3) 設(shè)置智能圖像處理監(jiān)控系統(tǒng)分析平臺，全天候視頻監(jiān)視、自動(dòng)報(bào)警與錄像、現(xiàn)場聲音警告等。
3.2 管理制度
    形成了一系列針對數(shù)字化集氣站模式的生產(chǎn)管理辦法和制度，規(guī)范生產(chǎn)管理職責(zé)、明確巡檢周期及內(nèi)容、編制應(yīng)急預(yù)案、規(guī)定遠(yuǎn)程控制程序等，確保了氣田平穩(wěn)生產(chǎn)。
4 實(shí)施成效
    數(shù)字化集氣站管理模式的實(shí)施達(dá)到了“四減少、三提高”的目的。
4.1 四減少
    1) 減少生產(chǎn)定員，緩解人力資源壓力。蘇里格氣田資源面積幾萬平方千米，管理上百座集氣站、上萬口井。按照數(shù)字化集氣站管理模式，較常規(guī)集氣站定員減少56.25%。按100座集氣站計(jì)算，可減少集氣站生產(chǎn)定員300人以上，緩解了人力資源緊張的現(xiàn)實(shí)問題，適應(yīng)了氣田大規(guī)模、快速建設(shè)和管理的需要。
    2) 減少集氣站占地，節(jié)省建設(shè)用地。站內(nèi)不需要設(shè)值班室、餐廳等輔助生產(chǎn)設(shè)施，集氣站面積可減少20%以上，節(jié)省了建設(shè)用地。
    3) 簡化集氣站生活配套設(shè)施建設(shè)，減少施工時(shí)間。取消集氣站值班室、生活水源井、地埋式污水處理裝置等生活配套設(shè)施，簡化了站內(nèi)綠化、站內(nèi)道路的設(shè)置，縮短了集氣站施工周期。
    4) 減少水、電、氣消耗，降低運(yùn)行成本，推進(jìn)了綠色、環(huán)保氣田的建立。數(shù)字化集氣站模式將監(jiān)控人員、巡檢人員集中到中心站，減少了水、電、氣等生活配套設(shè)施，減少了采暖面積，降低了生活用電量的消耗，節(jié)能降耗作用明顯。
4.2 三提高
    1) 以人為本，改善了前線員工的工作環(huán)境，提高了凝聚力。巡檢、監(jiān)控人員均食宿在中心站，人員相對集中，完善了生活配套設(shè)施，可建立閱覽室、活動(dòng)室、洗衣房、籃球場等，改善了生活條件。
    2) 改善了組織管理結(jié)構(gòu)，提高了運(yùn)作效率。由中心站對集氣站集中監(jiān)視、控制，簡化了組織管理結(jié)構(gòu)，提高了管理、調(diào)度的效率；減少了大量的生產(chǎn)定員，降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本。
    3) 提高了氣田管理水平和生產(chǎn)運(yùn)行安全保障能力。中心站實(shí)現(xiàn)對所控集氣站和井場的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化、科學(xué)化、現(xiàn)代化、數(shù)字化管理，“聽數(shù)字指揮，讓數(shù)字說話”，減少現(xiàn)場操作次數(shù)，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提高了生產(chǎn)運(yùn)行安全保障能力。
5 結(jié)束語
    蘇里格氣田數(shù)字化集氣站建設(shè)管理模式是氣田數(shù)字化的延伸、標(biāo)準(zhǔn)化的拓展，體現(xiàn)了現(xiàn)代精細(xì)管理的理念，有效地緩解了人力資源不足的矛盾，達(dá)到了減員增效的目的；提高了氣田管理水平，適應(yīng)大氣田建設(shè)、大氣田管理的需要。
參考文獻(xiàn)
[1] 冉新權(quán)，朱天壽，劉秫，等.蘇里格氣田地面系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2008，19(4)：1-3，6.
[2] 劉秣，楊光，王登海，等.蘇里格氣田地面系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)[J].天然氣工業(yè)，2007，27(12)：124-125.
 (本文作者：朱天壽1 劉神2 周玉英2 常志波2 劉銀春2 楊家茂2 付雯婷2 1.中國石油長慶油田公司；2.西安長慶科技工程有限責(zé)任公司)