数字化在天然气生产中的应用及探索

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  [摘 要]本文总结了数字化在松原采气厂天然气生产中的应用效果,结合业务需求提出下步建设目标,依据建设过程中的经验分析实际存在的不足,并且提出了一些具体的做法与建议。
  [关键词]数字化 实时监控 数据采集 安全受控
  中图分类号:TE863.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)33-0391-01
  天然气生产是吉林油田公司实现长远发展的重要支撑,针对天然气生产具有高压、易爆特点,充分利用先进成熟的信息技术,实现生产过程自动化,经营管理智能化,业务传输过程数字化,对促进生产、精简组织机构、提高工作效率、实现精细管理、大力推进企业深化改革有着十分重要的意义。
  松原采气厂是吉林油田公司唯一以天然气开发生产为主的单位,各采气队分布比较分散,日常管理难度较大,十分适合利用信息技术手段辅助生产管理,建立全厂统一的生产管理、综合研究的数字化管理系统,实现“数字采气厂”。
  1 生产数字化现状
  1.1 天然气生产井实现数字化管理。
  公司在四个区块对所有生产井进行数字化改造,天然气井生产实现了单井温度压力参数采集、远程视频监控等功能,使操作工人在远程就可以全面了解气井生产状况,提高了管理效率。
  1.2 集气站实现数字化管理。
  集气站建设了站控系统对生产参数进行监控,视频监控系统和电子围墙系统對站内安全环保进行监控,实现了气站的数字化管理。
  1.3 建立统一的功能较为完善的生产数字化管理系统。
  按照五统一的原则建立了厂、队两级统一的数字化管理平台,整合了气井数据采集、视频监控、气站站控系统等数据资源,形成了统一的数据采集、传输、数据接口、存储、发布模式,初步建立数字化技术规范。
  2 数字化系统应用效果
  2.1 通过系统的应用,促进了生产管理水平升级。
  2.1.1 对单井及站内各生产运行参数变化情况,进行实时监控和数据自动采集、传输,及时准确掌握第一手资料,发现问题,深入分析,迅速诊断,有效整改,指导了生产决策,推动了工作落实。
  2.1.2 站队中控室、厂指挥控制中心均能够实时监视装置运行参数的变化,站队中控室可以实现调整操作,厂指挥控制中心及时督办,同时,能够对生产运行参数自动采集入库。
  2.1.3 实现单井、集气处理站视频监控功能,真实反映现场设备运行情况,同时视频图像可存储、回放,实时监督工作落实和规范操作情况。
  2.2 通过系统的应用,强化了全过程全方位的安全受控管理
  厂各级管理人员对生产运行情况实时在线监控,及时发现并组织处理各类突发事故,确保了安全生产、全面受控。
  2.3 通过系统的应用,优化了岗位人力配置,基本实现了“三控制、一规范”
  3 下步建设目标
  为了更加充分地利用数字采集系统,加快推进天然气生产自动化,需要对生产数字化管理系统做如下扩展和完善。
  3.1 增加管网监测功能,为安全生产提供进一步保障
  动态压力显示与报警:在管网图上实时显示管线压力,利用入站压力与井口压力变化判断是否正常生产,若压差超出正常范围,则此段管线变色闪烁,并弹出提示窗口报警。
  静态数据显示:在管网图上显示壁厚、内外径等静态信息,在管线处显示气流走向。
  集输数据查询:分队查询各项动、静态数据以及生产状态。
  3.2 解决站控系统数据传输问题,使技术人员能更加直观掌握各模块运行状况
  完善站控系统,梳理各项参数,补足扩展后未采集的点。
  标准化数据接口,减小传输延时,降低误差。
  在各子流程界面,显示参数汉字名称,使不了解站控系统的人员也能够一目了然。
  3.3 深化开发报表子系统,将简单的数据采集深入到数据分析
  自动生成单井班报、小队日报、厂级日报等报表。将自动采集的数据经过系统处理,自动显示在报表中。并能够实现历史数据查询、导出等功能。
  自动生成曲线。根据各生產部门的需求,形成按队、按日期、按井号等条件查询的压力、温度、产量等曲线。
  辅助分析:对报表中的动、静态数据进行汇总计算,得到各区块开发现状、生产能力评价等。
  3.4 实现设备自检,确保设备故障及时发现与处理
  设备自检子系统能够实现对网络设备、现场仪器仪表等数字化相关设备的定时自动巡检,对故障设备进行报警提示,为后续维修保养、系统预警提供应用支持。系统展示单井、集气站的网络通讯、现场在用仪表设备的工作状态。当网络拓扑图上的绿色图标变为红色,说明当前系统中的网络设备出现故障。红色圆点代表当前展示的井场及其下辖单井设备工作状态异常。
  3.5 增加外输气管理,保证生产管理人员对气量调整一目了然
  目前外输气量是根据实际用户需求气量变化而变化的,采气厂按照外输用户的需求进行动态调整,系统提供三种方式对气量进行监控。
  (1)通过检测管线两端的压力变化判断该管线是否进行了气量调整。
  (2)通过检测气井的井口压力、流量的变化来判断是否进行气量调整
  (3)通过单井实时视频监控,监控现场在规定时间内是否有工作人员对气量进行调整。
  4 数字化建设中存在的问题
  4.1 技术人员业务水平急需提升
  目前我厂仅有5人基本适应数字化业务需求,其他专兼职人员只能初步掌握基本原理、简单应用,对出现故障的判断、分析、解决能力存在一定的差距。
  下步我们将通过外出培训、专家授课、厂内培训、现场操作等方式,使操作人员能够熟练掌握操作规程,使基层兼职人员能够快速分析、判断故障原因,顺利处理一般故障,并协调解决疑难故障;使专职人员能够熟知原理、指导基层,快速解决问题。
  4.2 运行管理体系需要进一步完善
  目前现有的管理制度还不能完全满足数字化日常管理的需求,尚需完善。
  4.3 加强数字化系统的运行维护
  目前,我们的数字化系统设备都已经过了质保期,相关设备设施都不同程度地出现问题,例如,第一批投产的井蓄电池已到使用年限,需要更换;温变、压变、逆变电源、摄像头等都相继出现不同程度损坏,需要维护资金解决目前存在的问题。
  针对数字化日常运行维护管理力量薄弱的现象,我们将逐步建立三级运维管理方式。站队级负责本队数字化日常管理及简单问题判断处理;厂级负责基层兼职信息员的技术培训、全厂数字化日常管理及一般问题处理;鉴于目前我厂的运维能力,我们将依托IT公司专职技术服务体系,解决、处理全厂数字化故障问题,我们将全程跟踪,参与维修,锻炼队伍,提高能力。另外,我们将结合天然气站场应急抢险中心的建设,组建一支专职仪表信息化抢维修队伍,以适应数字化发展需求。
  针对以上攻关项目,我们将组织相关部门业务骨干人员到长庆气田、华北气田等地调研数字化建设情况,开拓思路,结合本专业实际提出合理、可行的数字化需求,制定总体方案及分步实施方案,开发真正实用的数字化管理系统,实现信息与专业完全融合,更好地为生产经营服务,提升各职能部门的管理水平。
  在吉林油田推进数字化进程中,我们将紧紧围绕油气业务,不断提高人员素质,完善运行管理程序,全力打造数字化样板,我们有责任、有义务运行好、管理好数字化系统,为公司建设幸福石油家园做出新贡献。
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