采油平台运行参数监控系统设计

采油平台运行参数监控系统设计

覃伟 ,马瑞杰

长庆油田分公司第九采油厂罗庞塬作业区，陕西 榆林 718600

摘要：随着石油开发事业的迅速发展，采油平台得到了广泛应用，它为石油资源的开发和利用提供作业与生活的场所。油田的采油平台主要包括多口油井、计量站、管汇阀组、联合站、转油站、油罐、原油外输系统以及其它分散设施，那么整个采油平台的各种设施的工作状态及采出油品的数据（主要有温度、压力、流量等）就直接关系到采油平台生产的稳定及原油质量 。目前采油平台日常的生产管理方法主要是由人工每日定时检查设备运行情况并测量、统计采油数据。由于平台上油井数量多且分布区域广，这种方式在增强了工人劳动强度的同时还影响设备监控与采油数据的实时性和准确性。因此，借助PLC 和组态软件设计这种新型的工业自动控制系统，来监测控制平台运行参数的整个过程，该方式既提高效率，又能保证采油数据的实时性和准确性。

关键词：采油平台；监控系统；PLC；组态

采油工程在油田开发期间有着非常重要的作用，同时这项技术在提升油田开发效率中也起到很关键作用。从现阶段油田开采期间出现的各类问题，根据将来采油工程技术的发展提出一些新的采油工程技术。本文以石油平台的运行参数作为监控数据，设计以PLC为下位机，组态软件为上位机的监控系统。首先分析采油平台的设计流程，构建对应的分层结构；然后针对系统的下位机分别进行系统硬件配置和 I/O分配；最后通过系统的通信模式实现数据传输，达到数据监控的目的。通过系统运行和调试，验证该参数监控系统能够达到有效监控参数，提升自动化管理水平的目的。

1设计流程

采油工程作为一门综合性学科，主要作用则在于油田开采期间结合生产以及注入井，同时还要结合一系列对策对油田进行采油操作，对采油工程进行探究工作能够达到对油藏经济科学合理的运用和开发提供有利条件，实际开采过程中运用各种技术能够有效将以油井产量以及采油效率提高。常规使用的采油技术工程包含抽油生产技术以及潜水电动泵采油技术等，从这些使用的生产设备当中能够将油井生产效率提高，达到高产量的目标，所以为了更好将油田生产效率提高，在油田开发期间要科学合理地运用工程技术。传统的采油工程对策能够提取一些地质储量，但由于油田的快速发展和勘探工作，传统的采油工程对策很难达到预期采油效率，所以需要研发新的采油工程技术方法，从而可以不断满足油田生产需求。从加大油田地质储量或延长就油田的开发，探寻新的油田难度很大，因此要运用更有效的对策将其开采效率提高，在油田开发的最后环节当中实现生产目的。本次设计了一款集成了递阶管控思想的数据监控系统设计出来，该系统将采油平台的分布方式、控制功能以及运行参数集成为一体，将PLC作为下位机，上位机集成了系统参数的监督和控制等功能。并将现代网络通信技术实现上位机与下位机的数据传输，发挥下位PLC和上位计算机的特点，发挥各组织的功能优势，对各层级进行有效分配。第一级为陆地监控中心；第二级为中心平台监控 / 协调级；第三级为现场执行级。

2下位机硬件组态

系统配置硬件：

（1）在新的主站目录中双击硬件选项卡，选择对应的硬件配置；（2）根据硬件配置的型号，添加对应新的机架类型；（3）在机架上进行配置主电源和对应的CPU型号，并设定主站CPU的PROFIBUS-DP通信方式地址为0；（4）添加同步子模板到IF1和IF2槽位上；（5）添加对应的以太网网卡并配置MAC网络地址；（6）将机架0的硬件配置通过复制的方式配置到机架1中，并修改对应的参数，使硬件组态中出现两个机架；（7）在系统参数进行设置时，中央处理器单元(CPU)只需要设定CPU0的参数，CPU1的参数会根据系统需求自动分配，但这种设置方式不能更改集成PROFIBUS-DP 站的接口地址，CPU1中可以设置相应的MPI地址和I/O模块的地址等参数；（8）最后用Y-Link与ET200iS从站进行配置；（9）添加错误诊断OB块。

3系统I/O分配

通过分析工艺流程和控制任务，共需要5个数字输入量和5 个数字输出量，PLC选取CPU型号为CPU224的S7-200作为参考下位机（该机上有14个数字量输入和10个数字量输出）。输入输出设备以液体淹没时接通的3个液位传感器SL1(H)、SL2(I)、SL3(L)为主，进液阀Q01、Q02 分别控制液体A和B进液，出液阀Q03控制混合液体出液。

4上位机监控

包括原油汇集、处理和计量外输。原油汇集是把通过来液所获取的遥测数据汇集到中心平台集中处理；原油处理包括油/水/气三级分离、脱水/脱盐、伴生气处理、火炬系统；计量外输是将满足浓度要求的原油经外输泵增压、计量装置计量最后经管线外输至储油终端。目前对油田进行开采过程中，油井产量非常低的情况经常可以遇到，而运用先进的采油工程技术和探究，对处理油田产量低，提高其开发效率指标有着非常重要的作用。油田开采效率指标跟开发成本等各方面都有很大关系，通过采油工程技术的提升运用更多具有节能型的开采设备以及抽油机，降低油井生产过程中单个油井的能源损耗问题，通过采油工程技术的科学选择以及设备的及时更新，将每吨石油的生产成本降低，这种方法很大程度上能够将油田经济效率提高，提升其开发效益指标，并且还能从长远稳定发展角度对电能以及热能等各项能源具有一定节省作用。污水处理装置主要是由凝结器、浮选器、砂滤器和缓冲罐组成。其流程是来自原油处理系统的含油污水，首先在凝结器中通过重力和絮凝方式分离，其中较大颗粒原油和悬浮固体上浮后进入导油槽，处理后的污水通过液位差进入浮选器；然后以加气浮选的方式在底部注入少量天然气，这些天然气作为载体连同油珠一起上浮到顶部，在上部的撇油装置中将油撇出；最后将处理后的剩余污水通过下部出口流出。而来自浮选器的污水通过加压泵输送到过滤器， 从上到下通过过滤层，出来的水就是处理后的合格水，合格的污水进入缓冲罐，可以作为注入水或动力液。

5结论

油田开发期间采油工程作为一项核心内容之一，实际对油田进行研发过程中发挥着不可代替的作用，从油田工程当中能够更好达到各项油藏工程设计方案的指标，同时还能达到跟油田地面建设的高度结合，由此能够更好推动油田生产工作的顺利开展。只要能够确保油田工程技术的顺利开展，就可以确保油田开采工作人员在实际工作当中对地质情况有一个全面了解，由此不断将油田实际开发效率提高。在实际开采过程中，还要配置就专业性的专业工作人员，这样可以第一时间发现油田开采过程中出现的各类问题，同时跟有关技术人员进行更好的协调沟通之后，第一时间处理采油操作当中出现的实际问题，从而可以达到采油作业的高效率化，同时对于采油工程当中所用到的各类操作设备，及时维护和替换时，使采油工作的设备一直保持良好工作状态，同时还能达到采油操作水平的整体提高，加强这项工作的安全稳定性。采油运行平台是石油开采过程中必须要进行处理和监控的对象，本文选用西门子S7-200的PLC作为下位机，以组态王软件开发出上位监控程序，完成了对采油平台的上位监控软件，实现对采油平台运行状况的有效监控，很好地满足了现场的生产任务。对于提升工作效率，提高石油开采过程中的自动化水平具有重要的意义。

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