川東地區(qū)天然氣生產(chǎn)SCADA系統(tǒng)的優(yōu)化改造

摘 要

摘要：川東地區(qū)大部分氣田目前已處于中、后期開(kāi)采階段，氣田生產(chǎn)工藝已進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化簡(jiǎn)化，采用了中心站生產(chǎn)管理模式，針對(duì)原SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，數(shù)
摘要：川東地區(qū)大部分氣田目前已處于中、后期開(kāi)采階段，氣田生產(chǎn)工藝已進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化簡(jiǎn)化，采用了中心站生產(chǎn)管理模式，針對(duì)原SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制)系統(tǒng)存在的不適應(yīng)性，提出了相應(yīng)的配套優(yōu)化改造措施：①調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；②升級(jí)改造數(shù)據(jù)傳輸電路；③取消單井站自控系統(tǒng)的過(guò)剩功能；④調(diào)整自控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸流向，將中心站所管轄的單井站生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼荆虎輪尉就茝V使用太陽(yáng)能自動(dòng)化控制系統(tǒng)；⑥更換設(shè)備陳舊、故障率較高的站控系統(tǒng)，刪除已建作業(yè)區(qū)區(qū)域控制中心(RCC)和站控(SCS)無(wú)用的報(bào)警點(diǎn)和事件觸發(fā)點(diǎn)；⑦升級(jí)改造調(diào)度控制中心(DCC)的硬件和軟件；⑧換代升級(jí)自控儀表(設(shè)備)；⑨在井站增加視頻監(jiān)控、脈沖電子阻攔網(wǎng)和語(yǔ)音廣播系統(tǒng)等。改造效果分析結(jié)果表明：優(yōu)化改造后的SCADA系統(tǒng)能滿足該區(qū)站點(diǎn)分散、長(zhǎng)期平穩(wěn)和連續(xù)遠(yuǎn)程監(jiān)控的生產(chǎn)工藝需求；采用PID控制回路和聯(lián)鎖控制回路滿足了各種復(fù)雜天然氣生產(chǎn)工藝自動(dòng)化控制的需要；確保了生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的高效性和準(zhǔn)確性，提高了工作效率；在天然氣生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)節(jié)中發(fā)揮了監(jiān)控、預(yù)警等重要作用；實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵控制設(shè)備就地或遠(yuǎn)程控制功能，確保了天然氣生產(chǎn)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：四川盆地東部；天然氣生產(chǎn)；SCADA系統(tǒng)；生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化；遠(yuǎn)程監(jiān)制；數(shù)據(jù)采集；優(yōu)化；效果
1 川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)簡(jiǎn)介
    中國(guó)石油西南油氣田公司重慶氣礦(以下簡(jiǎn)稱重慶氣礦)是川東地區(qū)天然氣主要生產(chǎn)單位，年產(chǎn)天然氣70×108m3。川東地區(qū)建有兩套生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)(SCADA)：大天池構(gòu)造帶SCADA系統(tǒng)和重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)。大天池SCADA系統(tǒng)建于1997年，2000年投入運(yùn)行。重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)從2002年進(jìn)入安裝調(diào)試階段，2003年投入運(yùn)行。大天池SCADA系統(tǒng)監(jiān)控大天池構(gòu)造帶(位于重慶開(kāi)縣、梁平縣、墊江縣和長(zhǎng)壽區(qū)內(nèi))的單井、集氣站、輸氣站和脫水站的天然氣生產(chǎn)。重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)監(jiān)控重慶地區(qū)及部分四川地區(qū)輸氣干網(wǎng)及主要集輸氣站的生產(chǎn)運(yùn)行。目前對(duì)這兩個(gè)SCADA系統(tǒng)進(jìn)行了整合，形成了川東地區(qū)天然氣生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)——川東地區(qū)天然氣生產(chǎn)SCADA系統(tǒng)。
1.1 大天池構(gòu)造帶SCADA系統(tǒng)天然氣生產(chǎn)工藝特點(diǎn)
   大天池構(gòu)造帶實(shí)行滾動(dòng)開(kāi)發(fā)模式，無(wú)獨(dú)立輸送高含硫天然氣管線。大天池構(gòu)造帶SCADA系統(tǒng)監(jiān)控沙坪場(chǎng)氣田、龍門氣田和五百梯氣田等氣田天然氣生產(chǎn)(主要監(jiān)控氣田內(nèi)部天然氣生產(chǎn))，其特點(diǎn)是點(diǎn)多面廣，站場(chǎng)管網(wǎng)復(fù)雜，天然氣生產(chǎn)工藝主要有采氣、輸氣、增壓和脫水等[1]。
1.2 重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)天然氣生產(chǎn)工藝特點(diǎn)
    重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)監(jiān)控了重慶氣礦的主要集輸氣管網(wǎng)(含原料氣管線和凈化氣供氣管線)及相關(guān)場(chǎng)站，監(jiān)控的場(chǎng)站為大型集輸氣站，工藝流程復(fù)雜，輸氣量大(最高輸氣量達(dá)2000×104m3/d，最低輸氣量為1500×104m3/d，平均輸氣量為1800×104m3/d)。輸氣干線實(shí)現(xiàn)原料氣和凈化氣的輸送，具備向天然氣脫硫廠、重慶市的一市五縣(區(qū))以及四川省的一市三縣天然氣用戶調(diào)壓分輸?shù)哪芰Α?/span>
2 川東地區(qū)SC舡)A系統(tǒng)的配套優(yōu)化改造
    川東地區(qū)大部分氣田目前處于中、后期開(kāi)采階段，氣田生產(chǎn)工藝已進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化簡(jiǎn)化，采用了中心站生產(chǎn)管理模式：①簡(jiǎn)化單井生產(chǎn)工藝，單井站采用無(wú)人值守方式進(jìn)行生產(chǎn)管理；②在氣田內(nèi)部設(shè)置中心站，中心站實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守方式進(jìn)行生產(chǎn)管理，中心站人員收集所管轄單井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行周期巡檢；③中心站向作業(yè)區(qū)上傳生產(chǎn)數(shù)據(jù)并接受作業(yè)區(qū)調(diào)度室的生產(chǎn)調(diào)度指令；④作業(yè)區(qū)調(diào)度室向氣礦上傳生產(chǎn)數(shù)據(jù)并接受氣礦調(diào)度控制中心的生產(chǎn)調(diào)度指令。
2.1 SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的調(diào)整改造
2.1.1數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)調(diào)整
    目前隨著重慶氣礦簡(jiǎn)化地面工藝、優(yōu)化管理模式工作的開(kāi)展，逐步完善了氣礦的管理體制，實(shí)現(xiàn)了氣礦、運(yùn)銷部(或作業(yè)區(qū))和中心站(或重點(diǎn)輸配氣站)三級(jí)業(yè)務(wù)管理，為了滿足氣礦生產(chǎn)管理的需要，需要將重點(diǎn)管網(wǎng)、重點(diǎn)場(chǎng)站、關(guān)鍵閥門實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸至作業(yè)區(qū)區(qū)域控制中心(RCC)、氣礦調(diào)度控制中心(DCC)及分公司總控中心(GMC)。
   川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸流向存在2種模式：①無(wú)人值守站等站場(chǎng)RTU(Remote Terminal Unit，遠(yuǎn)程終端設(shè)備)自控系統(tǒng)將生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼菊究叵到y(tǒng)(SCS)，SCS將生產(chǎn)數(shù)據(jù)直接上傳至DCC并接收其指令，DCC通過(guò)信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)布到各作業(yè)區(qū)調(diào)度室[2]。②RTU將生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊CS并接收其指令，SCS將生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳至RCC并接收其指令，再上傳至DCC。
   上述2種數(shù)據(jù)傳輸流向模式的存在，造成了川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)操作維護(hù)的不便，使得控制管理無(wú)法統(tǒng)一模式，作業(yè)區(qū)無(wú)法對(duì)其監(jiān)管的井站進(jìn)行控制，不利于在事故情況下及時(shí)實(shí)現(xiàn)管理控制。重慶氣礦目前的生產(chǎn)管理模式為井站生產(chǎn)均由作業(yè)區(qū)直接監(jiān)控和管理，而川東地區(qū)已建SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向主要都到RCC，因此模式①不滿足三級(jí)業(yè)務(wù)管理的需要，需要調(diào)整。為了確保氣田的安全生產(chǎn)，保證發(fā)生事故時(shí)SCADA系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)，減少事故的危害，重慶氣礦的數(shù)據(jù)傳輸模式全部統(tǒng)一為模式②。
2.1.2數(shù)據(jù)傳輸電路的升級(jí)改造
2.1.2.1 大天池氣田數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)優(yōu)化改造
   重慶氣礦五百梯氣田、龍門氣田和沙坪氣田1999年建成窄帶無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)，工作頻段為200MHz，傳輸速率為4800bps，為點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)，主要采用異頻轉(zhuǎn)發(fā)和輪詢的通信方式。該系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率慢、穩(wěn)定性差，技術(shù)已經(jīng)落后，廠家已停止生產(chǎn)此類型設(shè)備，而微波通信系統(tǒng)由于技術(shù)落后、設(shè)備嚴(yán)重老化和故障已報(bào)廢停止使用。為此，提出以下數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的升級(jí)改造技術(shù)措施。
    1) 租用電信部門DDN(Digital Data Network，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng))電路將SCS數(shù)據(jù)傳輸至相應(yīng)的RCC，再由RCC租用2M公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸電路與DCC連接。
    2) 在大天池3個(gè)主力氣田(五百梯氣田、龍門氣田和沙坪氣田)分別采用工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備建立光纖通信網(wǎng)作為RTU與SCS數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹魍ǖ馈?/span>
    3) 將RTU電臺(tái)升級(jí)為數(shù)字式無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)作為備用數(shù)據(jù)傳輸通道。
    改造后的大天池構(gòu)造帶SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示。
2.1.2.2 重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化改造
    1) 將重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸主通道由VSAT(Very Small Aperture Terminal，甚小口徑衛(wèi)星終端站)衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸電路調(diào)整為公網(wǎng)DDN電路。
    2) GPRS(General Packet Radio Service，通用分組無(wú)線服務(wù))數(shù)據(jù)傳輸效果好的地方采用GPRS數(shù)據(jù)傳輸作為SCADA系統(tǒng)的備用數(shù)據(jù)傳輸通道。
    3) 對(duì)于新納入到重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控的站場(chǎng)(如地處偏遠(yuǎn)且公網(wǎng)難以到達(dá)的重要站場(chǎng))采用VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸電路作為重慶輸氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸主通道，GPRS數(shù)據(jù)傳輸作為SCADA系統(tǒng)備用數(shù)據(jù)傳輸通道。重慶氣礦VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如圖2所示。

2.2 單井站自控系統(tǒng)的優(yōu)化改造
2.2.1取消單井站自控系統(tǒng)的過(guò)剩功能
    1) 由于單井站壓力下降，不可能出現(xiàn)超壓情況，需要將單井流量、壓力、溫度串級(jí)PID(Proportion Integration Differentiation，比例積分微分)調(diào)節(jié)回路改為單井流量PID調(diào)節(jié)回路。這樣一方面需要調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥的參數(shù)，另一方面需要修改控制程序。
    2) 單井生產(chǎn)實(shí)施降阻改造，不需要使用水套爐來(lái)保溫，因此自動(dòng)化控制程序取消了水套爐水溫及熄火保護(hù)聯(lián)鎖。
    3) 優(yōu)化井口安全截?cái)嘞到y(tǒng)功能。有些氣井井口壓力已經(jīng)低于天然氣外輸壓，需取消井口安全截?cái)嘞到y(tǒng)的高導(dǎo)功能，同時(shí)增加氣井中壓力超高聯(lián)鎖控制回路，一旦氣井壓力超過(guò)設(shè)定壓力，直接由RTU發(fā)出關(guān)井命令，提升氣井抗風(fēng)險(xiǎn)能力。
2.2.2調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸流向，將中心站所管轄的單井站數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼?/span>
    這需要進(jìn)行以下調(diào)整：①設(shè)置SCS；②修改單井?dāng)?shù)據(jù)接口傳輸程序；③增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
2.2.3單井站推廣使用太陽(yáng)能自動(dòng)化控制系統(tǒng)
    無(wú)市電供應(yīng)的井站采用太陽(yáng)能供電的無(wú)線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)控采集系統(tǒng)來(lái)完成數(shù)據(jù)的采集和控制。太陽(yáng)能自動(dòng)化控制系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸及電源控制4大功能模塊組成，是整個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的核心單元。這要求RTU的功耗較低，以適應(yīng)沒(méi)有外接電源的環(huán)境條件。
2.3 RCC和SCS的優(yōu)化改造
    部分井站控制系統(tǒng)使用時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備出現(xiàn)故障的頻率增加；部分新建的中心站尚沒(méi)有設(shè)置控制系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行自動(dòng)采集和傳輸。根據(jù)重慶氣礦采用的數(shù)據(jù)流向模式，結(jié)合生產(chǎn)管理模式，按照簡(jiǎn)化站場(chǎng)地面工藝、優(yōu)化管理工作的要求，對(duì)重慶氣礦的RCC和SCS進(jìn)行以下優(yōu)化改造：
    1) 在新建中心站設(shè)置站控系統(tǒng)，使其具有數(shù)據(jù)采集上傳功能，將其納入RCC監(jiān)控范圍，使其具有對(duì)重要中心站遠(yuǎn)程控制的能力。
    2) 更換設(shè)備陳舊、故障率較高的站控系統(tǒng)；對(duì)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)換代，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能；部分設(shè)備采用軟件冗余和硬件冗余相結(jié)合的方式提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
    3) 刪除已建RCC和SCS無(wú)用的報(bào)警點(diǎn)和事件觸發(fā)點(diǎn)。
    優(yōu)化改造后的重慶氣礦RCC系統(tǒng)配置圖如圖3所示。

2.4 DCC硬件、軟件的升級(jí)改造
2.4.1原DCC的不適應(yīng)性分析
    1) DCC系統(tǒng)僅能對(duì)部分井、站場(chǎng)進(jìn)行綜合調(diào)度管理，其他已建或在建的多個(gè)站控系統(tǒng)尚未接入SCADA進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控，未實(shí)現(xiàn)重慶氣礦生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一監(jiān)管，管理機(jī)構(gòu)扁平化建立的大部分中心站也未納入系統(tǒng)管理，不能滿足氣礦目前的生產(chǎn)管理需求。
   2) DCC系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)不夠完整，不能形成歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖，對(duì)歷史數(shù)據(jù)的查詢也較困難，且系統(tǒng)報(bào)警等級(jí)的劃分不明確，DCC數(shù)據(jù)報(bào)警設(shè)置需要完善。
   3) DCC系統(tǒng)從2003年投入運(yùn)行以來(lái)，已不間斷連續(xù)運(yùn)行多年，系統(tǒng)設(shè)備逐漸老化，接近報(bào)廢年限，硬件出現(xiàn)故障的頻率增多，且系統(tǒng)現(xiàn)使用的主要硬件設(shè)備(主服務(wù)器)供應(yīng)商HP公司已于2007年4月停產(chǎn)該型號(hào)服務(wù)器，零部件只支持到2009年底。
   4) DCC的操作員控制軟件基于TRU 64 UNIX操作系統(tǒng)，操作界面不友好，操作復(fù)雜，圖形修改、更新困難，必須依賴操作系統(tǒng)的廠家完成，在降低工作效率的同時(shí)，加大了維護(hù)難度，不便于系統(tǒng)的擴(kuò)展應(yīng)用。
   5) DCC系統(tǒng)硬件的處理能力、存儲(chǔ)能力等難以滿足新井站數(shù)據(jù)納入的需要，將對(duì)SCADA系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控造成一定影響，成為系統(tǒng)運(yùn)行的瓶頸。
2.4.2 DCC的優(yōu)化改造
    1) 對(duì)DCC系統(tǒng)的軟件、硬件進(jìn)行全面升級(jí)改造，配置目前世界上主流的硬件設(shè)備及技術(shù)先進(jìn)、通用易維護(hù)的國(guó)際知名品牌軟件，增補(bǔ)必要的硬件設(shè)備，提高系統(tǒng)容量和處理、存儲(chǔ)能力，加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
    2) 提高DCC系統(tǒng)的開(kāi)放性，使其能方便地接入新增站場(chǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、完成編程組態(tài)以及畫(huà)面的制作。
    3) 優(yōu)化SCADA系統(tǒng)功能，改善HMI(Human Machine Interface，也叫人機(jī)界面)畫(huà)面，改進(jìn)系統(tǒng)報(bào)警管理，方便歷史數(shù)據(jù)的調(diào)用，完善趨勢(shì)圖的顯示。
    4) 在SCADA系統(tǒng)與其他應(yīng)用系統(tǒng)之間建立中間共享數(shù)據(jù)平臺(tái)，在確保SCADA系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的條件下，實(shí)現(xiàn)單向、實(shí)時(shí)、完整提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
    5) 加強(qiáng)SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全的建設(shè)，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，提高系統(tǒng)防病毒能力，確保系統(tǒng)能安全、穩(wěn)定、不間斷地運(yùn)行。
    優(yōu)化改造后的重慶氣礦DCC系統(tǒng)配置圖如圖4所示。

2.5 自控儀表(設(shè)備)的升級(jí)換代
    川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)(特別是大天池SCADA系統(tǒng))自控儀表(設(shè)備)有的投用時(shí)間超過(guò)10年，已經(jīng)嚴(yán)重老化；有的精度較低(速度較慢)；有的在使用過(guò)程中已經(jīng)損壞，降低了各種控制回路(連鎖回路)的使用效果，直接影響了安全生產(chǎn)。為此，采用以下2種方法對(duì)自控儀表(設(shè)備)進(jìn)行改進(jìn)。
    1) 對(duì)隔離器、液位計(jì)、流量計(jì)、開(kāi)關(guān)電源、報(bào)警音響、壓力(差壓)變送器、鉑熱電阻、火焰檢測(cè)儀和計(jì)算機(jī)等精度較低的自控儀表(設(shè)備)進(jìn)行成套升級(jí)換代，提高設(shè)備精度。
    2) 對(duì)電(氣)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、自控閥門、安全檢測(cè)設(shè)備(可燃性氣體檢測(cè)儀、H2S氣體檢測(cè)儀)、井口安全系統(tǒng)、點(diǎn)火裝置和UPS(Uninterruptible Power System，不間斷電源系統(tǒng))等進(jìn)行維護(hù)，更換無(wú)法修復(fù)或使用到期的零部件。
2.6 站場(chǎng)增加視頻監(jiān)控、脈沖電子阻攔網(wǎng)和語(yǔ)音廣播系統(tǒng)
    井站設(shè)置攝像機(jī)并配備異常入侵報(bào)警控制器和聲光報(bào)警器，異常情況發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)能觸發(fā)攝像機(jī)攝像或拍照，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警并驅(qū)動(dòng)站內(nèi)設(shè)置的高音喇叭。中心站人員也可以直接向管轄井站進(jìn)行語(yǔ)音廣播，如通過(guò)講話警示非法人員闖入等。這樣就大大方便了中心站對(duì)所管轄站場(chǎng)的生產(chǎn)管理。
3 川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)優(yōu)化改造效果分析
    川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)優(yōu)化改造后在重慶氣礦天然氣生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮了巨大的作用，較好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)重慶氣礦站場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控等，確保了重慶氣礦天然氣的安全、平穩(wěn)生產(chǎn)。
3.1 滿足了重慶氣礦站點(diǎn)分散、需要長(zhǎng)期平穩(wěn)和連續(xù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控的生產(chǎn)工藝需求
    重慶氣礦產(chǎn)氣區(qū)域廣，井站分散且數(shù)量多，管網(wǎng)復(fù)雜。優(yōu)化改造后的SCADA系統(tǒng)采用分散控制和集中管理的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制和數(shù)據(jù)采集。自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋了梁平、開(kāi)縣等11個(gè)作業(yè)區(qū)(運(yùn)銷部)，DCC監(jiān)控著116座井、站的生產(chǎn)運(yùn)行狀況，生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)約為19000個(gè)，DCC和RCC對(duì)脫水站、增壓站、自動(dòng)化集輸配氣站和自控單井站的壓力、溫度、液位和閥位等生產(chǎn)信息實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)視，對(duì)關(guān)鍵閥門實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。
3.2 在天然氣生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)節(jié)中發(fā)揮了監(jiān)控、預(yù)警等重要作用
   SCADA系統(tǒng)在線采集實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，能模擬工藝流程圖，具有報(bào)警、歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、生產(chǎn)趨勢(shì)分析和生產(chǎn)報(bào)表自動(dòng)生成等功能，有助于生產(chǎn)管理人員及時(shí)掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、發(fā)現(xiàn)并處理現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)異常情況。
3.3 確保了生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的高效性和準(zhǔn)確性，提高了工作效率
與人工錄取生產(chǎn)數(shù)據(jù)相比，SCADA系統(tǒng)錄取生產(chǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、連續(xù)性和及時(shí)性都得到很大的提高，井站的匯報(bào)制度也由過(guò)去的每小時(shí)匯報(bào)制改變?yōu)?小時(shí)匯報(bào)制，減小了人工錄入的工作量[3]。
3.4 采用了PID控制回路和聯(lián)鎖控制回路，滿足各種復(fù)雜天然氣生產(chǎn)工藝自動(dòng)化控制的需要
    每套國(guó)產(chǎn)脫水裝置采用了6個(gè)PID控制回路，4個(gè)聯(lián)鎖控制回路，每套整體式增壓裝置采用了17個(gè)連鎖控制回路。
3.5 實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵控制設(shè)備就地或遠(yuǎn)程控制功能，確保了天然氣生產(chǎn)安全平穩(wěn)運(yùn)行
    安裝了先進(jìn)的井口安全截?cái)嘞到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了就地或遠(yuǎn)程關(guān)井功能；采用87只電(氣)動(dòng)控制閥門完成了進(jìn)(出)站天然氣的壓力和流量等生產(chǎn)參數(shù)的控制，實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)站的緊急截?cái)喙δ?；采?36只電(氣)動(dòng)控制閥門完成了工藝裝置、單體設(shè)備、管線壓力、溫度和流量等生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)的控制。
4 結(jié)論及建議
    1) 川東地區(qū)SCADA系統(tǒng)適時(shí)根據(jù)生產(chǎn)管理體制的變化和生產(chǎn)工藝適應(yīng)性改造情況來(lái)進(jìn)行配套優(yōu)化改造，適應(yīng)了天然氣生產(chǎn)新形勢(shì)下生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)管理的要求，極大地發(fā)揮了SCADA系統(tǒng)的強(qiáng)大功能。
    2) 建議無(wú)市電井站推廣使用太陽(yáng)能自動(dòng)化控制系統(tǒng)，輔以視頻監(jiān)控、脈沖電子阻攔網(wǎng)和語(yǔ)音廣播系統(tǒng)來(lái)強(qiáng)化中心站對(duì)所轄井站的生產(chǎn)管理，提升天然氣生產(chǎn)管理水平。
    3) 建議控制系統(tǒng)部分的自控儀表(設(shè)備)從國(guó)外進(jìn)口，其他自控儀表(設(shè)備)選用技術(shù)成熟的國(guó)內(nèi)配套產(chǎn)品，在滿足功能的情況下減少投資。
參考文獻(xiàn)
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[2] 李峰，唐勝安.分公司站場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、傳輸與通信標(biāo)準(zhǔn)化[R].成都：中國(guó)石油西南油氣田公司，2009.
[3] 冷一奎，屈彥.大天池構(gòu)造帶SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用及管理[C]∥油氣集輸及處理工藝技術(shù)座談會(huì)文集.北京：中國(guó)石油天然氣股份有限公司，2003.
 
(本文作者：屈彥 中國(guó)石油西南油氣田公司重慶氣礦)