油田井場數(shù)字化建設(shè)與施工

劉光金 重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

油田井場數(shù)字化建設(shè)與施工

劉光金 重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

油田井場數(shù)字化的建設(shè)首先要在油田的鉆井現(xiàn)場建立覆蓋全平臺的局域網(wǎng)，通過儀表分離信號讀取專業(yè)信息采購單元采集到的鉆井平臺的各種信息，并將采集的信息進(jìn)行匯總，信息匯總后需要經(jīng)過光纖或者現(xiàn)有的比較成熟的信息傳輸工具即時(shí)的傳送回控制多個(gè)鉆井平臺的數(shù)據(jù)分析中心，與油田平臺相關(guān)的所有信息將被整合分析，為下一步的建設(shè)打下基礎(chǔ)。單井井場安裝視頻監(jiān)控要選擇一體化設(shè)備，選擇好立桿位置。一般來說要把攝像機(jī)的機(jī)位安排在橫擔(dān)的左邊，基本原則是單個(gè)攝像機(jī)的可視范圍達(dá)到最大，若是同時(shí)監(jiān)控多個(gè)井場需要配置帶有云臺的攝像機(jī)。視頻監(jiān)控要通過電纜連接至監(jiān)控中心的視頻服務(wù)器，安裝時(shí)要選好立桿位置，攝像機(jī)最好是帶云臺的。PLC應(yīng)該按照一定的數(shù)字化邏輯完成各項(xiàng)功能。

井場；油田建設(shè)；數(shù)字化；網(wǎng)絡(luò)；監(jiān)控

1 油田井場數(shù)字化建設(shè)

1.1 方案設(shè)計(jì)

油田井場數(shù)字化的建設(shè)首先要在油田的鉆井現(xiàn)場建立覆蓋全平臺的局域網(wǎng)，通過儀表分離信號讀取專業(yè)信息采購單元采集到的鉆井平臺的各種信息，并將采集的信息進(jìn)行匯總，信息匯總后需要經(jīng)過光纖或者現(xiàn)有的比較成熟的信息傳輸工具即時(shí)的傳送回控制多個(gè)鉆井平臺的數(shù)據(jù)分析中心，與油田平臺相關(guān)的所有信息將被整合分析，為下一步的建設(shè)打下基礎(chǔ)。每個(gè)油田平臺都可以看做是一個(gè)數(shù)據(jù)庫，由一個(gè)統(tǒng)一的控制平臺進(jìn)行控制，經(jīng)過技術(shù)人員的編譯使之能夠只通過有一定授權(quán)的控制終端進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，授權(quán)人員一般是管理者或者油田技術(shù)人員，傳輸?shù)娇刂浦行牡囊话闶倾@井現(xiàn)場的即時(shí)數(shù)據(jù)，管理者和技術(shù)人員可以通過這些數(shù)據(jù)進(jìn)行管理或者操作，而對一些比較重要的鉆井平臺也可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1.2 硬件安裝

1.2.1 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化井場三級實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)交換中樞，數(shù)字化井場的建設(shè)首要任務(wù)就是把網(wǎng)絡(luò)打通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的相互通聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的選擇要遵循質(zhì)量過硬實(shí)用為先的原則，此處選擇安裝一個(gè)H3C的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)[1]。數(shù)字化井場建設(shè)選取的H3C交換機(jī)有24個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，將交換機(jī)的24個(gè)接口分四組，每組6個(gè)接口，分別為每個(gè)接口設(shè)置網(wǎng)口。四組接口分別為：用來傳輸視頻監(jiān)控信息的視屏交換口、用來傳輸網(wǎng)絡(luò)指令的網(wǎng)絡(luò)交換口、用來傳輸井場各個(gè)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的工業(yè)以太網(wǎng)交換口、系統(tǒng)備用口。為了盡量不影響到其他網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸，按照上述方法對交換機(jī)接口進(jìn)行劃分，工業(yè)以太網(wǎng)口因?yàn)樾枰浅＜皶r(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息而設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的通道，數(shù)據(jù)傳輸不受影響。

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的物理接口連接好后，需要對監(jiān)控電腦進(jìn)行一定的設(shè)置，把監(jiān)控電腦網(wǎng)絡(luò)連接的IP地址設(shè)置成跟交換機(jī)同一網(wǎng)段，使監(jiān)控電腦跟交換機(jī)連接起來實(shí)現(xiàn)互訪。然后進(jìn)入交換機(jī)控制界面進(jìn)行設(shè)置，在監(jiān)控電腦瀏覽器地址欄輸入交換機(jī)管理IP，回車進(jìn)入交換機(jī)Web登錄界面，在用戶登錄框輸入交換機(jī)使用說明書上留的系統(tǒng)賬號密碼，回車進(jìn)入管理設(shè)置界面，設(shè)置交換機(jī)的具體參數(shù)，需要注意的是要及時(shí)更改交換機(jī)默認(rèn)登錄密碼。

交換機(jī)設(shè)置完成之后，工控網(wǎng)絡(luò)則順利開通，這時(shí)需要打開監(jiān)控電腦的DHCP功能，在監(jiān)控電腦DHCP服務(wù)器IP地址池里設(shè)置可進(jìn)入的IP范圍，設(shè)置完成后務(wù)必要點(diǎn)擊保存設(shè)置，以便保存當(dāng)前的所有設(shè)置[2]。此外，在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中需要特別強(qiáng)調(diào)的是不能連接外網(wǎng)，只能做生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控使用。

1.2.2 以太網(wǎng)模塊CP343—1

井場內(nèi)數(shù)據(jù)要實(shí)現(xiàn)三級實(shí)時(shí)監(jiān)控必須要把數(shù)據(jù)上傳到以太網(wǎng)，需要在原有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上增加以太網(wǎng)模塊CP343—1和2個(gè)卡件接口模塊IM365。其中作為通訊處理器的CP343—1主要作用是將S7—300連接到工業(yè)以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)井場數(shù)據(jù)上傳功能。

2 油田井場數(shù)字化的施工

2.1 油水井場

（1）視頻監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)。單井井場安裝視頻監(jiān)控要選擇一體化設(shè)備，選擇好立桿位置。立桿位置的好壞直接影響到單井井場視頻監(jiān)控功能的發(fā)揮，一般來說要把攝像機(jī)的機(jī)位安排在橫擔(dān)的左邊，基本原則是單個(gè)攝像機(jī)的可視范圍達(dá)到最大，若是同時(shí)監(jiān)控多個(gè)井場需要配置帶有云臺的攝像機(jī)。

（2）示功圖采集功能的實(shí)現(xiàn)。無線示圖功能單元要安裝在籌議機(jī)卡子和懸繩器中間，安裝前需要先把卡子和防脫結(jié)擰下來，整個(gè)安裝過程應(yīng)從上到下按照一定的順序進(jìn)行，頂部和底部都要有保護(hù)的墊片。

（3）實(shí)現(xiàn)采集壓力的功能。實(shí)現(xiàn)采集壓力的儀器是壓力變送器，安裝前要進(jìn)行專業(yè)的調(diào)試，對儀器進(jìn)行標(biāo)定后才可以開展安裝使用，檢查中要詳細(xì)地檢測是否存在管路堵塞的情況，如果有要查明堵塞的物質(zhì)，應(yīng)采用專業(yè)的清理工具進(jìn)行清理，確保管路通暢之后再進(jìn)行安裝。抽油機(jī)遠(yuǎn)程開啟或者關(guān)閉需要將電機(jī)配電柜中的停止鍵和接線端子串聯(lián)連接，安裝時(shí)要采用專業(yè)的配件進(jìn)行安裝。

2.2 監(jiān)控站點(diǎn)

視頻監(jiān)控要通過電纜連接至監(jiān)控中心的視頻服務(wù)器，安裝時(shí)要選好立桿位置，攝像機(jī)最好是帶云臺的。PLC應(yīng)該按照一定的數(shù)字化邏輯完成各項(xiàng)功能。

3 結(jié)語

油田井場數(shù)字化建設(shè)與施工絕對不是一項(xiàng)單一的建設(shè)工程，需要注意的方面很多，應(yīng)當(dāng)看作是一向系統(tǒng)性的工程。前期的準(zhǔn)備工作要做到?jīng)]有遺漏，設(shè)備需要通過嚴(yán)密的檢測和調(diào)試。要確定整個(gè)油田平臺的數(shù)據(jù)需求，需要足夠的數(shù)據(jù)來反映鉆井平臺運(yùn)轉(zhuǎn)是否健康，確保出現(xiàn)問題能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)。因此，我國油田的數(shù)字化建設(shè)還有很大的發(fā)展空間。

[1]劉祥周．基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化井場數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)應(yīng)用研究[D]．西安石油大學(xué)，2013.

[2]龐誠，張乃祿，賀安武，等．油田數(shù)字化井場建設(shè)與施工[J]．油氣田地面工程.2011，30（11）：79-80.

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.060