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。

中石化胜利油田海洋采油厂中心一号平台的类型海洋平台按其结构特性和工作状态可分为固定式、活动式和半固定式三大类。

固定式平台的下部由桩、扩大基脚或其他构造直接支承并固着于海底，按支承情况分为桩基式和重力式两种。

活动式平台浮于水中或支承于海底，能从一井位移至另一井位，按支承情况可分为着底式和浮动式两类。

近年来正在研究新颖的半固定式海洋平台，它既能固定在深水中，又具有可移性，张力腿式平台即属此类。

中石化胜利油田海洋采油厂中心一号平台的类型为固定式平台，是在软土地基上应用较多的一种桩基平台。

由上部结构（即平台甲板）和基础结构组成。

上部结构一般由上下层平台甲板和层间桁架或立柱构成。

甲板上布置成套钻采装置及辅助工具、动力装置、泥浆循环净化设备、人员的工作、生活设施等。

平台甲板的尺寸由使用工艺确定。

基础结构（即下部结构）包括导管架和桩。

桩支承全部荷载并固定平台位置。

桩数、长度和桩径由海底地质条件及荷载决定。

导管架立柱的直径取决于桩径，其水平支撑的层数根据立柱长细比的要求而定。

在冰块飘流的海区，应尽量在水线区域（潮差段）减少或不设支撑，以免冰块堆积。

对深海平台，还需进行结构动力分析。

结构应有足够的刚度以防止严重振动，保证安全操作。

并应考虑防腐蚀及防海生物附着等问题。

导管架焊接管结点的设计是一个重要问题，有些平台的失事，常由于管结点的破坏而引起。

管结点是一个空间结点，应力分布复杂；近年应用谱分析技术分析管结点的应力，取得较好的结果。

导管架由导管（即立柱）和导管间的水平杆和斜杆焊接组成，钢桩沿导管打入海底。

打桩完毕后，在两者的环形空隙内用水泥浆等胶结材料固结，使桩与导管架形成一个整体，以承受巨大的竖向和水平荷载。

若桩的承载能力不能满足要求时，可在立柱之间和角立柱的周围增设钢桩。

这种平台施工时一般先在陆地上预制导管架,再用驳船拖运就位进行安装,通过调节压舱水使驳船倾斜，然后用卷扬机将导管架送入水中，由其自身浮力悬浮在水中，再向导管架立柱内灌水，同时用起重船把导管架竖立就位于海底井址，再将桩逐段连续打入海底土层固定。

作者： 安宁;纪立辉;綦汉光
作者机构： 中石化胜利油田海洋采油厂
出版物刊名： 化工管理
页码： 271-271页
年卷期： 2014年 第14期
主题词： 中心三号;注水;调水;污水处理;优化设计
摘要：本文论述了中心三号平台水系统的作用和地位;分析完成了中心三号平台水系统注水罐液位的检测控制方法及紧急情况下的应急处理措施,得到了中心三号平台水系统稳定运行的控制方法;建立了注水系统优化设计计算模型,给出了模型计算方法,找到了注水系统运行过程中系统效率最高情况下的最佳泵组合,实现了注水系统的节能降耗;提出了中心三号平台水系统目前存在的问题,对所涉及到的设备流程及自动化控制中不完善的部分进行了分析,给出了存在问题的改造建议。

※※※※※※※※※※※管理局暨有限公司※※行业一强汇报材料※※※※※※※※※※※严细管理夯基础，开拓创新争一流埕岛中心一号平台管理队采油一分公司中心一号平台管理队成立于1995年8月，现有职工44人，平均年龄24.4岁，其中党员4名，干部7名。

所管理的中心一号平台由生产、生活、储罐和动力四个子平台组成，具有采油、作业、发供电、原油外输、油污水处理、通讯等多种功能，共有包括两台美国索拉公司半人马座40型3000kW天然气燃气轮机组在内的设备34台（套），固定资产达3亿人民币。

建队以来，我们结合海上生产建设实际，瞄准一流水平，一流效益，以“让青春在大海上闪光”为豪迈誓言，扎实开展了“达标、创优、争强、夺牌”活动，确保了电力、外输系统的安全平稳运行。

95年4月投产至今，安全外输原油638万吨，发电量159156MWh。

先后获得“局先进党支部”、“局双文明先进集体”、“管理局优秀基层队”、“管理局行业一强”等局级以上荣誉称号十余项。

97年3月，被共青团中央授予“全国青年文明号”的光荣称号。

2001年和今年1-9月份主要经济技术指标完成情况：序号指标 2001年 2002年1-9月份1 设备完好率 98.8% 98.9%2 设备故障停机率 1.5% 1.2%3 全年发供电责任停电事故 0次 0次4 实际发生成本比计划指标低 7% 9%5 原油外输误差 2% 1.8%6 发供电量 16531MWh 9302MWh7 原油外输 90.5万吨 72.6万吨我们的主要做法是：一、加强经营成本管理，提高平台整体经济效益2001年以来，我们以经济效益为中心，针对成本紧张与平台维护保养、设备检修费用增加矛盾突出的实际，紧紧围绕成本的控制点和管理的关键点，实施“成本目标控制”制度，建立管理队、班组、个人三级成本管理网络，将成本控制任务进行细化和层层分解，加强成本考核。

在管理队实行“一图两表一分析”管理法。

在整体经营管理中，我们根据信息资料采取了“一图两表一分析”的工作方法。

胜利油田海洋采油厂埕岛中心二号平台改扩建项目1）项目简介埕岛中心二号平台附近海域水深约13米，是我国浅海海域最大的平台群，包括油气及水处理平台、动力平台、储罐平台、生活平台、天然气处理平台5个子平台。

本次扫描的对象是油气及水处理平台，其主要功能是原油天然气分离及海水、污水处理。

2）成果展示北京中科辅龙公司2人在现场扫描3天，共架设14站，3Dipsos软件后处理1人用了10天时间完成。

最终处理成带有工厂属性的PDSOFT三维工厂模型。

现场装置照片现场工作照片扫描得到的点云经PDSOFT软件处理后得到的工厂模型3）用户使用情况胜利油田胜利工程设计咨询有限公司在PDSOFT现状三维模型基础上，3天时间完成了设备、管道改造设计，生成平立面图，ISO图，材料表等全部施工图纸。

燕山PIA装置改扩建项目发布日期： 2009年07月16日人气： 7081) 项目简介燕山PIA装置是由PTA装置改建而成，PTA装置建于70年代，后改建成PIA装置，现要将产能由3万吨/年扩建到5万吨/年。

现有的管道图纸仅存PTA装置的ISO图，经多年改造和工厂维护与现状差别甚大。

给设计院的设计工作带来了很大难度。

2) 成果展示北京中科辅龙公司于2008.11.28日进厂开始扫描工作，使用全站仪做导线，Trimble 的GX200三维激光扫描仪现场扫描。

根据设计需要划分5个区，共扫描28天，设站点257个。

使用3Dipsos软件做点云的后处理工作，在没有任何图纸资料可参考的情况下，完全依照点云数据拟合结构，设备，管道，管件，阀门附件等。

软件后处理最复杂的1区，两个月完成，二、三、四、五区1个月完成。

现场装置照片现场装置照片现场工作照片扫描得到的点云经3Dipsos软件处理后的MicroStation模型3）用户使用情况SEI在现状Microstation三维模型基础上做改扩建设计，改变了设计人员跑现场用尺子量测及拍照的传统工作方式，极大的提高了工作效率及设计质量，好多设计方案及配管研究在现状三维模型的基础上能够很快的确定，切实解决了新增管道与已有管道的碰撞问题。

浅谈胜利油田海上平台拖航风险分析和安全防范措施发布时间：2023-04-10T03:11:03.245Z 来源：《科技潮》2023年3期作者：周军[导读] 船舶拖带平台航行、移位、对井口作业是一项程序较复杂和高风险的作业，需要拖航人员既要熟悉相关程序，又要确保作业在许可的条件下进行，（天气、海况、海底地质地貌、专业设备等）属于多艘船舶与平台的联合作业，技术性强、风险性高，是油田海上生产中的重大施工项目，也是海上安全生产监管的重点。

中国石化胜利油田海洋石油船舶中心山东省龙口市 265700摘要：船舶拖带平台航行、移位、对井口作业是一项程序较复杂和高风险的作业，需要拖航人员既要熟悉相关程序，又要确保作业在许可的条件下进行，（天气、海况、海底地质地貌、专业设备等）属于多艘船舶与平台的联合作业，技术性强、风险性高，是油田海上生产中的重大施工项目，也是海上安全生产监管的重点。

近年来，随着胜利海上油田的不断开发建设，海上各类修井平台、采油平台和钻井平台日趋增多，船舶拖带平台移位作业越来越频繁，施工量逐年提高，同时平台就位精度要求也越来越高，作业难度加大，对这种大型拖带作业安全操作也提出更高的要求，从而对这种特殊作业进一步规范也有非常重要的意义。

本文通过对胜利油田海上油田环境风险分析、平台拖航作业相关管理制度、作业流程分析、拖航作业组织运行模式进行分析，提出油田海上平台拖航移就位作业存在的主要风险，并针对目前存在的各类风险提出可操作性的安全防范措施。

关键词：平台拖航；风险分析；安全措施近年来，随着胜利油田海上勘探开发力度不断加大及产量提升，每年海上各类修井平台、采油平台和钻井平台日趋增多，船舶拖带平台移位作业越来越频繁，施工量逐年提高，作业环境日趋复杂，同时平台就位精度要求也越来越高，作业风险逐渐增大。

通过对作业风险进行辨识，落实安全保障措施，对油田海上安全生产、清洁生产有着重要现实意义。

1.胜利海上油田开发现状及海域环境1.1胜利海上油田开发现状胜利油田海上勘探开发主要位于渤海湾南部，水深5~20m，探明含油面积195.3km2，地质储量4.33×109t，1993年投入开发，历经试采、快速上产、注水稳产、综合调整上产四个阶段，2019年生产原油337.5×104t。