朱天壽 劉祎 周玉英 常志波 劉銀春 楊家茂 付雯婷

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

蘇里格氣田數(shù)字化集氣站建設(shè)管理模式

朱天壽1劉祎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

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、事故報警、人工確認、遠程操作、應(yīng)急處理”的功能和集氣站的“實時動態(tài)檢測技術(shù)、多級遠程關(guān)斷技術(shù)、遠程自動排液技術(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)、報表自動生成技術(shù)”等8項關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)對數(shù)字化集氣站的“站場定期巡檢、運行遠程監(jiān)控、事故緊急關(guān)斷、故障人工排除”,實現(xiàn)了整個生產(chǎn)過程的自動化、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,達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。

蘇里格氣田 集氣站 管理模式 數(shù)字化 自動化 減員增效 降低風(fēng)險

按照《蘇里格氣田230×108m3/a開發(fā)規(guī)劃》,蘇里格氣田將會建成上萬口井、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,大力推進標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、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)運行安全保障能力[1-2]。

根據(jù)要求,蘇里格氣田達產(chǎn)時用工總量需控制在2 000人以內(nèi)。面對快速、大規(guī)模建設(shè)與人力資源不足的實際困難,若采用目前的生產(chǎn)指揮中心遠程監(jiān)視、集氣站值守人員手動操作的常規(guī)生產(chǎn)管理模式,人員控制目標(biāo)很難實現(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,對整個生產(chǎn)過程進行了自動化、科學(xué)化、現(xiàn)代化、數(shù)字化的管理,有效地提高管理水平,精簡組織機構(gòu),減少操作人員,降低運行成本。

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)、計算機軟硬件技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、自動控制技術(shù)等科技手段對多個集氣站進行實時監(jiān)視、控制,實現(xiàn)集氣站無人值守,定期巡檢,中心站負責(zé)對所控集氣站及井場的視頻監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集、報表生成等生產(chǎn)運行管理工作的一種運行管理模式。

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)計的基礎(chǔ)上,將數(shù)字化管理技術(shù)進一步延伸,提高場站安防等級,完善生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、遠程自動控制、安防智能監(jiān)控等系統(tǒng)功能,實現(xiàn)中心站對數(shù)字化集氣站的集中監(jiān)視和控制。中心站實現(xiàn)“集中監(jiān)視、事故報警、人工確認、遠程操作、應(yīng)急處理”;集氣站實現(xiàn)“站場定期巡檢、運行遠程監(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)鍵運行參數(shù)、集氣站視頻等進行全面、全天候監(jiān)控。在緊急情況下,經(jīng)中心站人工確認后,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項關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 實時動態(tài)檢測技術(shù)

對數(shù)字化集氣站的關(guān)鍵運行參數(shù)進行檢測,實時掌控站場生產(chǎn)運行情況,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采氣干管進站壓力檢測;③分離器進出口壓力和進口溫度檢測;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壓縮機運行狀態(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)域可燃氣體濃度檢測。

2.2 多級遠程關(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)斷閥遠程或自動關(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,可遠程或自動關(guān)斷井口高低壓緊急關(guān)斷閥,截斷氣源,防止事故進一步擴大;②進站截斷區(qū)手動截斷:在站外設(shè)進站截斷區(qū),每條進站采氣干管設(shè)置手動截斷閥,當(dāng)站內(nèi)出現(xiàn)故障,搶險維修人員無法入內(nèi)時,可手動截斷進站氣源;③采氣干管遠程關(guān)斷:每路干管在站內(nèi)的進站區(qū)設(shè)置遠程關(guān)斷閥,當(dāng)某路干管出現(xiàn)故障時只關(guān)閉相應(yīng)干管,進行放空等操作,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集氣站出站截斷區(qū)遠程關(guān)斷:在站外設(shè)出站截斷區(qū),緊急情況下可遠程關(guān)斷集氣支線氣源,確保集氣支線安全;⑤壓縮機遠程停車:壓縮機是蘇里格氣田集氣站的核心設(shè)備,投資占整個集氣站投資的一半以上,因此,設(shè)置了壓縮機遠程停車系統(tǒng),在緊急情況下首先保證壓縮機的安全。

2.3 遠程自動排液技術(shù)

在分離器、閃蒸分液罐上設(shè)置了疏水閥+電動調(diào)節(jié)閥的排液系統(tǒng),正常情況由疏水閥排液,疏水閥故障時采用電動調(diào)節(jié)閥遠程緊急排液,電動閥為手動開啟,自動關(guān)閉,避免竄氣;形成了自動和遠程控制的雙排液系統(tǒng),當(dāng)自動排液系統(tǒng)故障時,采用遠程緊急排液,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)置了遠程放空、手動放空和安全閥自動泄放放空相結(jié)合的安全放空系統(tǒng)。①在分離器上設(shè)置遠程放空點,在緊急工況下遠程關(guān)斷進出口管線后,對集氣站站內(nèi)進行安全放空;②在進站截斷區(qū)設(shè)置安全閥,當(dāng)采氣干管超壓時將自動泄放,避免采氣干管超壓導(dǎo)致的站場風(fēng)險;③在進站區(qū)、外輸截斷區(qū)、自用氣區(qū)設(shè)置手動放空點,放空點下游均設(shè)置由人工控制的節(jié)流截止放空閥,實現(xiàn)安全放空。

2.5 關(guān)鍵設(shè)備自啟停技術(shù)

①自啟動發(fā)電機:當(dāng)外電斷開或供電電壓不足時,啟動報警器,并自啟動發(fā)電機,實現(xiàn)外電與發(fā)電機自動切換,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,UPS為控制系統(tǒng)、電動球閥等關(guān)鍵設(shè)備提供不間斷電源,確?？刂葡到y(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備的可靠運行。

2.6 全程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視技術(shù)

實現(xiàn)對集氣站內(nèi)外和井場實時監(jiān)控,軌跡跟蹤,自動錄像、示警、報警,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、自動化、遠程化的安保系統(tǒng)確保了集氣站的安全運行,主要包括廣播示警系統(tǒng)、夜間檢測輔助系統(tǒng)、動力環(huán)境檢測系統(tǒng)等。

2.8 報表自動生成技術(shù)

將報表格式固化到報表自動生成系統(tǒng)內(nèi),根據(jù)報表數(shù)據(jù)更新周期,按時采集相關(guān)參數(shù)并填入其中,實現(xiàn)集氣站生產(chǎn)報表在中心站自動生成,減少了重復(fù)勞動,降低了工作強度,提高了工作效率。

3 中心站管理

3.1 主要功能

中心站主要實現(xiàn)對所轄集氣站、井場的遠程監(jiān)視、控制、數(shù)據(jù)采集等功能。

1)遠程接收及監(jiān)控數(shù)字化集氣站實時動態(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、報警數(shù)據(jù)。

2)遠程操作數(shù)字化集氣站的生產(chǎn)控制系統(tǒng)、自動排液系統(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、自動報警與錄像、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)定遠程控制程序等,確保了氣田平穩(wěn)生產(chǎn)。

4 實施成效

數(shù)字化集氣站管理模式的實施達到了“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,降低運行成本,推進了綠色、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)運行成本。

3)提高了氣田管理水平和生產(chǎn)運行安全保障能力。中心站實現(xiàn)對所控集氣站和井場的遠程監(jiān)視和控制,實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的自動化、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,提高了生產(chǎn)運行安全保障能力。

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)代精細管理的理念,有效地緩解了人力資源不足的矛盾,達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。

[1]冉新權(quán),朱天壽,劉祎,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,2008,19(4):1-3,6.

[2]劉祎,楊光,王登海,等.蘇里格氣田地面系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計[J].天然氣工業(yè),2007,27(12):124-125.

朱天壽,教授級高級工程師,博士;1982年畢業(yè)于原西南石油學(xué)院采油工程專業(yè),2004年獲油氣田開發(fā)專業(yè)博士學(xué)位;現(xiàn)任中國石油長慶油田公司總工程師。地址:(710018)陜西省西安市未央?yún)^(qū)未央路151號。E-mail:zts_cq@petrochina.com.cn

朱天壽等.蘇里格氣田數(shù)字化集氣站建設(shè)管理模式.天然氣工業(yè),2011,31(2):9-11.

10.3787/j.issn.1000-0976.2011.02.002

2010-11-12 編輯 趙 勤)