PCS在胜利油田埕岛海上中心平台的应用

基于FlexI／O的埕岛油田中心三号平台控制系统摘要：针对中心三号海洋平台的工艺布局，自控系统采用了分布式的结构，PLC主控CPU部分位于中控室，I/O机柜位于现场，减少了电缆铺设量、提高了系统的容错能力。

控制系统采用主控ControllogixPLC和分布式FlexI/O相结合的控制架构，各远程机柜槽架间通过冗余的ControlNet网络连接，提高了系统的稳定性，鉴于通讯距离较远的情况，采用了光纤中继的方式延长ControlNet网络的距离。

关键词：FlexI/O ControlNet PLC 冗余1、概述为满足埕岛滩海油田产能建设的需要，新建埕岛中心三号平台，完成油气处理及集输功能。

中心三号平台综合控制系统由过程控制系统（PCS）和安全控制系统（SIS）组成。

过程控制系统（PCS）负责监控平台的生产运行，监控各工艺生产参数；安全控制系统（SIS）完成火气探测、报警及联动输出、平台的手动或自动紧急切断等功能，保障平台人员与设备的安全。

过程控制系统（PCS）和安全控制系统（SIS）是两套完全独立的PLC系统，分别由ControllogixPLC和分布式FlexI/O 组成。

由于采用了FlexI/O的架构，系统的I/O控制机柜位于工艺生产区域，远程机柜与中控室的ControllogixPLC通过光纤连接，极大的减少了系统信号电缆铺设的繁琐，且光纤通讯稳定可靠，保障了系统正常运行。

2、FlexI/O特点FlexI/O是分布式应用的灵活、模块化I/O，它具有较大的、基于框架的I/O 系统的所有功能，而空间要求很小。

在使用FlexI/O时可以选用I/O类型和网络类型来满足应用需要。

中心三号平台的工艺生产设备全部位于生产平台，且生产平台分为4层，可谓面积大、范围广，不能采用传统的铺设电缆集中到一个I/O机柜的方法，分布式FlexI/O具有占地面积小，接线方式简单等特点，因而是在该场所最适合的控制架构。

3、中心三号控制系统集成架构本系统采用PLC加远程I/O的系统架构，冗余的PCSPLC和SISPLC作为平台的核心控制器位于生活动力平台生活楼中控室，采用美国Rockwell公司ControlLogix1756系列PLC，CPU采用冗余配置。

海上自动化系统在油气田开发生产中的应用作者：周鲁川巩…文章来源：胜利油田海洋石油开发公司点击数：241 更新时间：2008-7-3 20:48:441 自动化系统结构及规模埕岛油田自动化系统结合海上生产单位的管理体制，从平台的布局、功能、生产管理方式等实际出发，将整个系统设为三级。

第一级为陆地中心站(设在公司办公楼)：根据整体方案，陆地中心站既是埕岛油田生产信息中心,也是生产指挥中心。

在陆地中心站可以监视整个埕岛油田的生产动态，处理油田生产信息，打印油田生产报表。

另外，陆地中心站与外部信息系统联网，数据自动进入公司信息站的ORACLE数据库进行长期存储，同时工程地质技术人员可通过网络获取必要的数据，进行油井生产情况分析。

第二级为中心平台站(设在中心平台控制室)：中心平台控制室的计算机可以监控中心平台站及周围所属卫星平台站的生产运行情况，并通过数字微波向陆地中心站传送数据。

第三级为卫星平台站(设在采油平台上)：卫星平台站负责监视及控制卫星平台的生产运行情况。

卫星平台站为无人值守站，其主要配置和功能如下：·各类一次仪表。

检测油水井、工艺设备、可燃气体和火灾等测控参数，并将测控参数传送给远程终端RTU，同时执行RTU的控制命令。

·远程终端RTU一套。

负责接收一次表输出的信号，进行数据处理、判断，并将判断结果通过无线信道发往中心平台控制室，同时接收中心平台控制室发来的控制命令，实现对卫星平台的遥测遥控。

·MDS4000无线数据传输设备一套。

用于与中心平台站的无线数据传输。

SCADA系统数据传输采用两级数据传输网络，即陆地中心站对中心平台站，中心平台站对卫星平台站。

(1)陆地中心站对中心平台站无线通讯设备选用美国MDS公司的扩频微波系统，传输距离≥50Km，传输容量为2MBPS，以自动化数据传输为主，兼顾语音、图象等多媒体传输。

(2)中心平台站对卫星平台站无线数据传输设备选用美国MDS4000系列的无线电台系统，传输距离≥12Km，传输速率为9600BPS。

紧急联锁关断系统在海洋采油平台中的应用1 前言胜利埕岛油田是拥有3座中心平台和90多座采油井组平台的大型滩海油田，采油平台完成采油、计量及加热等生产工艺流程，原油通过海底输油管道输送至中心平台进行油、气、水处理，最后输送至陆地。

紧急联锁关断系统通过对油井生产集输关键参数（单井回压、外输干压、加热器温度、火灾报警、可燃气体报警等）的连续监视，检测其相对与预定安全条件的变化，当参数值超出安全限值时，系统会立即对相应生产设备实施关断，保障生产和集输的安全，使发生恶性事故的可能性降到最低。

2 生产工艺流程采油平台井口来油靠井口压力流经计量流程或生产流程后，原油通过海底管线输送至中心平台进行简易的油气水处理，最后输送至陆地。

如图1所示，采油平台工艺流程设备主要包括了井口采油树、计量流程中的计量电加热器和混输流程中的生产电加热器[1]。

图1 采油平台生产工艺流程3 系统组成及特点3.1 系统组成3.1.1 SIS系统埕岛油田SCADA系统采用了“三级网络，两级控制”的架构，中心平台和陆地中心站均可以遥测遥控各采油平台，采油平台端的控制系统由过程控制系统（PCS）和安全控制系统（SIS）组成，其中SIS系统又由紧急关断系统（ESD）和火气系统（FGS）组成。

ESD系统主要完成了对工艺生产参数的监控，包括干温、干压、加热器出口温度、井口回压等参数，并根据相应生产参数的变化实施对相应井口电潜泵、电加热器、紧急切断阀等设备的紧急停车。

FGS系统主要完成对采油平台火灾报警信号、可燃气体报警信号的实时监控，并根据不同安全区域的火灾或可燃气体报警信号联锁关断井口电潜泵、井上井下安全阀和紧急切断阀等设备，并控制4种不同颜色平台状态灯的开启和熄灭。

3.1.2 关键参数为保障采油平台稳定、安全的生产，根据工艺流程确定了影响工艺的重要生产参数[2]，如：为保障井口原油的正常外输，将单井回压、平台原油外输干压作为联锁关停油井的触发条件；将加热器出口温度作为联锁关停生产或计量加热器触发条件；将可燃气体或火灾报警作为联锁关断切断阀、电潜泵等设备的触发条件。

浅析海上平台油气计量现状摘要：胜利油田分公司海洋采油厂管辖的埕岛油田，年产量在300万吨，计量设备、仪表的正常工作直接决定了外输油气计量数值的准确度。

本文初步分析了该油区现有计量设备的工作原理、特性及使用状况中出现的问题，并结合海上油气计量的发展趋势总结出具有海上特色的油气井计量技术。

关键词：油井；计量设备；使用现状一、前言埕岛油田是胜利油田开发的第一个海上极浅海边际油田，其油气集输管理模式具有鲜明的埕岛油田特色，以“卫星平台—中心平台—陆上接转站—外输交接点”海管外输为主，以“船舶拉油——卸油码头卸油”为辅。

采用合理的计量设备和方式在油田生产管理中有着非常重要的意义，计量工作质量的高低直接决定了油井产量数值的精确度，进而又直接影响了采油单位的油气产量数值。

本文初步分析了海三生产管理区所辖平台的现有计量设备的工作原理、特性及使用状况中出现的问题，并结合海上油气计量的发展趋势总结出具有海上特色的油气井计量技术。

二、平台计量设备使用现状1、海上计量方式概述埕岛油田海上计量装置主要功能是为了实现单井产量计量，包括产液量及产气量计量，为油井生产情况的分析及下步管理提供基础数据。

目前海上平台最常用的传统计量方式有两种，一种是利用计量分离器的玻璃管量油测气法，主要是通过连通器的原理折算油井产量，这种计量方式操作复杂、计量误差较大；第二种是油气经过油气分离器分离后分别进入质量流量计和气体流量计进行计量，可实现长时间的累加计量，降低了计量误差，但传统的立式（卧式）分离器占地面积大，管理维护也较为复杂，并且计量精度受分离器分离效果的影响也存在着较大误差。

因此如何改善分离器的分离效果、减少占地面积是传统计量装置需要解决的主要问题。

目前埕岛油田常用的计量方式有四种：玻璃管计量、传统分离仪表计量、海默三相计量和新型分离仪表计量。

2、海上计量的工作原理及其存在的问题2.1 玻璃管计量玻璃管计量是用玻璃管液面计来计量的一种比较原始的计量方式，在油气分离器上安装一根长约80cm并与分离器构成连通管的玻璃管即为玻璃管液面计。

埕岛中心二号平台计量问题分析及计量新技术应用摘要：随着埕岛油田开发的不断深入，近年来埕岛中心二号平台的原油产量在不断提升，在原油的交接计量过程中，经常涉及到输差的问题，为避免因计量不准而造成的经济损失和减少纠纷，本文分析了影响原油计量准确性的原因，通过分析提出了提高计量准确性的方法和措施。

另外，随着国内国际上对于计量工作的研究取得的新进展，新技术新方法的应用具有很重要的现实和经济意义。

关键词：计量问题；计量新技术；应用概述在2012年，海洋采油厂海二生产管理区埕岛中心二号平台的原油外输量了达到137.5万吨。

埕岛中心二号平台近期的计量误差最高达到了1.5% 左右，大大超出了国标规定的0.35%。

假如以年交油130万吨计算，如果综合误差为-1%，交油方每年就会损失达到13000 多吨原油。

因此，原油计量工作显得非常重要。

如何将计量误差控制在国标规定的0.35%以内，就要靠我们不断总结工作经验，分析产生误差的原因，并加以改进和完善，以降低计量误差，避免过多的经济损失和不必要的纠纷。

平台原油计量工作主要由罗茨流量计和含水仪两部分完成。

图1：输油流程图1综合分析1.1罗茨流量计引起的误差。

原油计量交接是埕岛中心二号平台原油外输系统的重要环节，计量使用设备的准确度在交接工作中显得尤为重要，目前中心二号平台原油交接计量使用的是罗茨流量计。

罗茨流量计属于容积式流量计，测量液体油品通过的体积量，引起误差原因主要是被测量油品通过流量计后的体积误差和瞬时流量误差。

分析罗茨流量计的误差特性，有利于有针对的加以改进和平时维护保养，保证原油计量工作始终在所要求的计量精度下运行。

（1）由于制造原因引起的泄漏。

罗茨流量计在测量流量时，把体积V的液体分割成一个个计量容积v排出外，会多流出一部分的原油，液体油品是通过运动部件和外壳之间或运动件之间的间隙直接从入口流至出口，造成泄漏，不被计量在内，因此，罗茨流量计总是流出的量多而计量的量少。

提高埕岛油田无人值守平台测控系统可靠性初探黄少伟;谢腾腾【摘要】为提高胜利海上自动化测控系统可靠性，解决紧急情况下无法进行紧急关断、缺少报警和无法防止非法入侵这些问题，迫切要求完善自动化测控系统的可靠性和安全性。

通过对胜利海上自动化测控系统安全性分析，确定了影响系统可靠性的3方面主要因素。

并针对这些因素开展了冗余系统研究和可视化监控系统研究。

文中提出了提高埕岛油田无人值守平台测控系统的可靠性措施并形成了实施方案，有效的提高了系统的可靠性、安全性，并解决了非法入侵问题。

%To solve the problem of the poor reliability of Shengli offshore automated measurement and control system, and the problems of unable to make an emergency shutdown, the lack of alarm and the inability to prevent the illegal invasion, there is an urgent requirement to improve the reliability and security of the automated measurement and control system. This paper determines the three main factors affecting the reliability of the system, and carries out the redundant system and visual monitoring system against the three factors. This paper also presents some measures and a implemention plan to improve the reliability of Chengdao oilfield unmanned platform measurement and control system, which effectively improve system reliability and security, and solve the problem of the illegal invasion.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)011【总页数】4页(P64-67)【关键词】可靠性;冗余;安全监控系统;无人值守平台【作者】黄少伟;谢腾腾【作者单位】中国石油大学信息与控制工程学院,山东东营257061 胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司,山东东营257026;中国石油大学信息与控制工程学院,山东东营257061【正文语种】中文【中图分类】TP23埕岛油田无人值守平台测控系统始建于1997年，2000年正式投产。

电力自动化系统在埕岛油田海上采油平台的应用研究海洋采油厂管辖的埕岛油田位于渤海湾南部的浅海、极浅海海域,海域水深10米左右,已经发展成为年产200万吨级油田。

由于海上环境十分恶劣,采油平台均为无人值守设计,生产、生活条件非常艰苦,油田成功实施了工艺自动化系统,实现了平台无人值守,但随之带来的问题是无法对平台配电系统情况进行监控,海上配电系统逐渐暴露出不足,尤其大风天出现停电事故时无法及时恢复供电,给海上生产带来了很大困难和损失。

为了安全生产,提高采油时率,必须在海上平台实施电力自动化技术,实现海上配电系统的自动化管理。

通过对电力自动化系统研究,对比各类系统,优选适合于海上平台的系统,尤其对设备选型进行优选,确保满足海上要求,系统设置在在中心二号平台,包括中心二号35KV变电所、6KV高压开关柜及四座井组平台高压设施,系统采用工业控制网络,有良好的开放性和兼容性,能实时监测电网参数,实现了电力设备的遥控、遥测、遥信、遥调等功能。

通过调研自动化系统,结合现场实际,对系统进行了广泛深入的研究,尤其对系统的结构、主站系统、子站系统、继电保护、通讯系统、电气设备、软硬件、系统测试验收等进行了详细深入的研究,优化系统各项功能设计,实现了系统的安全高效投入运行。

通过研究,实现了系统多个方面的创新：多种技术融为一体,运用了电力SCADA、继电保护、无线通讯、网络通讯、光电通讯等技术的软硬件一体化系统；采用了多个厂家的RTU、继电器、智能仪表、数传电台、光电转换器、卫星时钟等产品,采集数据量大,功能强大,兼容性强；实现了实时数据采集、遥测、遥信、遥控、遥调、数据报表等功能；运行环境恶劣,但可靠性强；该系统在常年在海上运行,温差较大、湿度大,环境恶劣,因此采用双机备份、操作记录、故障录波、实时报警等技术提高了系统的可靠性。

该研究的实施具有良好的经济效益和社会效益,极大地提高了海上变电站的安全、可靠,实现了海上电力自动化系统的高效运行。