第一章-海洋石油自动化控制系统
第一章-海洋石油自动化控制系统doc资料
第一章海洋采油自动化控制系统海上油田一般考虑的自动控制总体设计方案有以下几种：一、以现场显示、就地控制为主的方案仪表选型以气动和就地式仪表以及现场控制盘为基础。
该方案的特点是投资少，安全可靠性高，对操作人员技术水平要求低，安装和维护工作量大，系统扩展性差。
适用于井数少、产量不大的采油平台。
二、就地控制与集中控制相结合的方案1、方案1仪表选型以气动和电动仪表为基础，集中监控由控制室模拟仪表实现。
该方案的特点与“以现场显示、就地控制为主”方案差不多。
增加集中控制，给生产管理带来方便。
采用电动仪表后信号传输速度高，电缆安装比气管线的安装简单容易。
控制室用模拟仪表盘对现场各种参数进行显示、记录、报警和控制，减少了现场操作人员。
但该系统灵敏性、扩展性差，仪表盘占用空间较大。
现场接到控制室的电缆较多，工作量大，该方案适合井数少，产量较大的平台。
2、方案2仪表选型以气动和电动仪表为基础，集中监控使用微处理机的监控装置来实现。
该方案的特点在于集中监控所采用的设备与方案1不同。
监控装置包括多个现场终端和控制室的计算机系统，现场终端以微处理机为核心。
这种方案使系统的扩展和修改比较易行。
它比较灵活，功能也强，能收集现场各种参数集中显示，还能进行数据处理和打印报表，也可根据需要在控制室内操纵现场电机、泵、阀的启停和开关。
通过通讯装置还能与其他平台和岸上终端基地的计算机实现联网、进行数据交换和遥控。
监控装置占用空间小，现场到控制室的电缆数量少，装置还具有自检、自处理功能，维护较为方便。
但要求操作人员的技术水平高。
三、分散控制集中方案仪表选型以电动仪表为基础，采用以微机为核心的集散装置分级控制和管理。
该系统充分发挥计算机的特长，对于规模大的海上油田自动化管理和无人值守平台的实现提供了前提。
在没有开发某一具体油田时，很难说采用哪一种方案为最佳。
不同的方案，采用的仪表装置差异很大。
一般认为方案2最为适当，这是因为这一方案有较大的仪表覆盖性，可靠性也较高。
海上升压站专用设备的智能化控制与自动化技术
海上升压站专用设备的智能化控制与自动化技术引言：海上石油开采是当前全球能源开发的主要领域之一，而海上升压站作为石油开采的关键设备之一，在高压力和复杂环境下工作。
为了提高升压站的运行效率、安全性和可靠性，智能化控制与自动化技术被广泛应用于海上升压站。
一、智能化控制技术在海上升压站中的应用智能化控制技术通过数据传感器、网络通信设备以及控制系统的集成，实现对海上升压站的实时监测和远程控制。
智能化控制技术的应用使得海上升压站能够实现智能化管理和故障诊断，提高设备的运行效率和安全性。
1. 数据传感器的应用：海上升压站涉及到各种关键设备的运行状态监测，如压力、温度、流量等参数的测量。
智能化控制技术通过安装数据传感器来对这些参数进行实时采集和监测，提供准确的设备状态信息，实现对设备故障的预警。
2. 远程控制系统的应用：海上升压站通常位于离岸远离陆地的位置，为了实现对设备的远程监控和控制，智能化控制技术通过网络通信设备和远程控制系统的应用，实现远程操控，降低了人工维护的难度和风险。
3. 智能化管理系统的应用：海上升压站的设备较为复杂，涉及到多个部位的监测和控制。
智能化管理系统的应用可以集成各个部位的数据信息，进行整体的监控和管理，提高设备的整体效能，降低维护成本。
二、自动化技术在海上升压站中的应用自动化技术具有高效、可靠的特点，可以优化海上升压站的工作流程，提高设备的运行可靠性和生产效率。
1. 自动化控制系统的应用：海上升压站的运行涉及到多个设备的协同工作，如液体泵、压缩机等。
自动化控制系统可以通过预设的控制方案实现对这些设备的自动化控制，提高设备运行的协调性和稳定性。
2. 自动化监测系统的应用：自动化监测系统通过安装传感器和监控装置，实现对设备状态、工作参数的自动化监测。
一旦发现异常情况，系统会自动发出报警，并进行故障的诊断和处理，降低了人工干预的需求，提高了设备的可靠性。
3. 自动化维护系统的应用：海上升压站设备的维护是一个重要的环节，自动化维护系统可以通过设备自检和故障诊断，实现对设备维护的自动化控制和管理，提高设备的维护效率和可靠性。
DCS系统在海底油气开采中的自动化控制实践
DCS系统在海底油气开采中的自动化控制实践随着能源需求的增长，海底油气开采已成为满足全球能源需求的重要方式之一。
为了提高生产效率和安全性，自动化控制系统在海底油气开采中发挥了重要作用。
本文将介绍DCS系统在海底油气开采中的应用实践，并探讨其优势和挑战。
一、DCS系统简介DCS（Distributed Control System）即分布式控制系统，是一种集中式控制和监控设备的网络化控制系统。
它由中央控制器和分散的控制单元组成，可以实现对海底油气开采过程中各个关键参数的监测和控制。
二、DCS系统在海底油气开采中的应用1. 测量和控制：DCS系统可以实时监测和控制海底油气开采过程中的温度、压力、流量等关键参数。
通过与传感器的连接，DCS系统可以准确地测量这些参数，并及时作出相应的调整，以确保生产过程的稳定性和安全性。
2. 故障诊断和修复：海底油气开采过程中可能会发生各种故障，如设备故障、管道堵塞等。
DCS系统可以通过实时监测和数据分析，及时识别和定位故障，提供准确的故障诊断信息，以便工作人员及时采取修复措施，减少生产中断时间。
3. 节能和环保：DCS系统通过对能源消耗和废气排放等数据的监测和控制，可以实现海底油气开采过程中的节能和环保目标。
例如，根据实时数据调整设备的工作状态和运行参数，可以降低能源消耗；同时，通过对废气的监控和处理，可以减少对海洋环境的影响。
三、DCS系统在海底油气开采中的优势1. 高度自动化：DCS系统通过自动化的控制和监测功能，减少了对人工干预的需求，提高了生产过程的效率和稳定性。
工作人员只需监测系统运行状态，及时处理异常情况，不需要进行复杂的手动控制。
2. 实时性和准确性：DCS系统可以以毫秒级的响应时间获取海底油气开采过程中的各种数据，能够实时反映生产状况，并及时作出相应的调整。
同时，由于数据的准确性和精度高，能够提供有效的决策支持，避免错误操作和损失。
3. 系统集成性：DCS系统可以与其他控制设备和监测设备进行无缝集成，实现全面的信息共享和交互。
FDPSO的自动化和远程控制系统
FDPSO的自动化和远程控制系统随着海洋石油开发的不断推进，Floating Production Storage and Offloading（简称为FDPSO）已经成为一种常见的海洋石油开采设备。
为了提高FDPSO的运营效率和安全性，自动化和远程控制系统在FDPSO的设计和实施中起着关键作用。
本文将重点讨论FDPSO的自动化和远程控制系统的发展、优势以及未来的挑战。
自动化技术在FDPSO上的应用为设备和过程提供了高效的控制和监控手段。
首先，自动化系统可以记录和分析大量的数据，实时监测各个设备的运行状态，提早预警可能的故障，从而及时采取措施进行维修和保养。
其次，自动化系统能够实现远程控制，无需人工干预即可实现对设备的调节和控制，减少了人为错误和操作失误的可能性。
此外，自动化系统还可以实现设备的优化控制，通过精确的反馈和调节，最大限度地提高设备的运行效率，降低能源消耗。
现代的自动化和远程控制系统在FDPSO上的应用已经取得了显著的进展。
首先，各类传感器的应用使得设备的监测和控制更为全面和准确。
温度、压力、流量等多个参数可以通过传感器进行实时监测，并通过自动化系统进行数据处理和分析。
其次，先进的控制算法和人工智能技术的应用使得自动化系统的智能化程度得到了显著提高。
自适应控制、模糊控制和神经网络控制等算法能够根据设备的实时运行状态自动调整控制策略，实现更加精确而高效的控制。
最后，无线通信技术的发展使得远程控制变得更加可行和便捷。
通过无线网络，操作人员可以随时随地对FDPSO进行监控和控制，解决了传统手动操作的限制和不便。
自动化和远程控制系统的应用为FDPSO带来了许多优势。
首先，它大大降低了操作人员的工作强度。
传统上，FDPSO的运行需要大量的人力投入，而且操作人员需要在现场长时间待命。
而现在，自动化系统可以实现对设备的远程控制，操作人员只需在一个指挥中心进行监控和调度，大大减少了操作人员的工作强度和劳动强度。
海洋装备自动化控制系统设计
海洋装备自动化控制系统设计在当今科技飞速发展的时代，海洋领域的探索和开发日益重要。
海洋装备作为探索海洋的重要工具，其性能和功能的提升对于海洋事业的发展至关重要。
而自动化控制系统在海洋装备中扮演着核心角色，它能够提高装备的运行效率、安全性和可靠性，实现对海洋资源的更高效开发和利用。
一、海洋装备自动化控制系统的需求分析海洋环境复杂多变，对海洋装备的自动化控制系统提出了诸多严格要求。
首先，系统需要具备高度的可靠性和稳定性，以应对恶劣的海洋气候条件，如狂风、巨浪、高压等。
在这种极端环境下，任何系统故障都可能导致严重后果。
其次，精确性是关键。
海洋装备的作业往往需要高精度的控制，例如在深海探测中，对设备的定位、姿态调整以及数据采集等都要求误差控制在极小范围内。
再者，实时性也不可或缺。
海洋中的情况瞬息万变，自动化控制系统必须能够迅速响应外界变化，及时做出调整和决策，确保装备的安全运行。
此外，系统还应具备良好的兼容性和可扩展性。
随着技术的不断进步和新的任务需求，能够方便地对系统进行升级和功能扩展，以适应不同的作业场景。
二、系统架构设计海洋装备自动化控制系统通常采用分层架构，包括感知层、控制层和执行层。
感知层负责收集各种信息，如装备的位置、速度、姿态、压力、温度等。
这一层通常由各类传感器组成，如位置传感器、速度传感器、压力传感器等。
这些传感器将采集到的数据实时传输给控制层。
控制层是整个系统的核心，它对感知层传来的数据进行处理和分析，运用先进的控制算法和策略，生成控制指令。
控制层的硬件通常包括高性能的处理器和控制器，软件则包括控制算法、数据分析程序等。
执行层则根据控制层发出的指令，驱动相关设备执行具体的动作，如调整推进器的转速、改变舵的角度等。
执行层的设备包括电机、驱动器、液压装置等。
三、关键技术1、传感器技术高精度、高可靠性的传感器是获取准确信息的基础。
例如，惯性导航系统能够提供装备的姿态和位置信息；声学传感器可用于测量距离和探测障碍物；压力传感器能够感知深海的水压变化。
海洋石油化工仪表中的自动化控制
海洋石油化工仪表中的自动化控制发布时间：2022-07-06T08:09:07.868Z 来源：《福光技术》2022年14期作者：王晓明王毅杜海鹏丁冬[导读] 自动化控制技术在海洋石油产业中起着重要的作用，其能够提高石油生产效率，加强生产整体的可靠性和安全性，优化生产管理结构，提高管理水平和效率，降低岗位员工作业强度，减少人为误操作的可能等。
本文将重点对海洋石油化工仪表中的自动化控制进行探讨。
海洋石油化工仪表中的自动化控制王晓明王毅杜海鹏丁冬海洋石油工程股份有限公司设计院 300450摘要：自动化控制技术在海洋石油产业中起着重要的作用，其能够提高石油生产效率，加强生产整体的可靠性和安全性，优化生产管理结构，提高管理水平和效率，降低岗位员工作业强度，减少人为误操作的可能等。
本文将重点对海洋石油化工仪表中的自动化控制进行探讨。
关键词：海洋；石油；化工仪表；自动化控制1海洋石油化工仪表控制的类型1.1传统控制型传统控制型是最基本的仪表类型，传统控制型的石油化工仪表在实际应用中虽然总体效果较佳，但是存在监控不集中、分散性较强、观测精度易受外界影响等劣势，近年来海洋石油资源开发规模的逐渐扩大，对自动化监控、精度、时效等方面的要求相应提高，传统仪表的劣势日渐凸显。
随着社会经济水平的不断发展，市场对石油生产量的需求也逐渐增高，传统控制型已经落后于实际生产要求且难以满足更大规模的石油生产，因此必须要针对传统控制型仪表的精度不够、稳定性较弱、监控分散等短板进行技术上的革新。
加大研发投入，提升智能化水平和自动化水平，深入研究自动化控制技术以及开发自动化监控系统，进一步提升海洋石油生产总体水平。
1.2集散式控制型与陆地石油油田开发相比，海洋石油油田需要克服海洋环境的影响，台风、巨浪威胁生产人员的生命，潮湿、盐雾影响生产设备的寿命。
正因海洋环境的特殊，海上油气开发的投资成本一般是陆地油气开发投资的三到五倍，成本主要集中在海洋石油开发设备、装备的设计与制造上，在海洋要使用特殊的仪器设备，石油化工仪表便是其中之一。
海洋石油平台控制系统概况与分析
海洋石油平台控制系统概况与分析摘要在当前能源需求日益增加的情况下,海洋石油成为石油产业的一股新生力量。
而中央控制系统在海上石油平台生产过程中,占有至关重要的地位,它起着调节和监测各种工艺参数,保证工艺流程正常运行,协调和控制各个系统间关系的作用.海上石油工业以其特有的行业特点,在保证生产和提高原油产量的同时,也必须更好地保护平台操作人员,生产设备和周围的海洋环境,这为海洋石油平台控制系统的设计和可靠性提出了更高的要求。
中央控制系统和现代计算机科技的发展结合的非常紧密,随着现代科技的飞速发展,海洋石油平台的中央控制系统经历了简单控制、继电器控制和DES、PLC的集成控制,现在已经达到了高级先进控制、实时监控、远程通讯等现代化的控制水平。
本文将着重通过分析现代海洋石油平台控制的组成和功能,实现设计时能够选择更优化方案。
关键词海洋石油;平台控制系统;中央控制系统在当前能源需求日益增加的情况下,海洋石油成为石油产业的一股新生力量。
而中央控制系统在海上石油平台生产过程中,占有至关重要的地位,它起着调节和监测各种工艺参数,保证工艺流程正常运行,协调和控制各个系统间关系的作用。
海上石油工业以其特有的行业特点,在保证生产和提高原油产量的同时,也必须更好地保护平台操作人员、生产设备和周围的海洋环境,这为海洋石油平台控制系统的设计和可靠性提出了更高的要求。
中央控制系统和现代计算机科技的发展结合的非常紧密,随着现代科技的飞速发展,海洋石油平台的中央控制系统经历了简单控制、继电器控制和DCS、PLC 的集成控制,现在已经达到了高级先进控制、实时监控、远程通讯等现代化的控制水平。
本文将着重通过分析现代海洋石油平台控制的组成和功能,实现设计时能够选择更优化方案。
1中央控制系统的硬件结构中央控控制系统在功能上要求完成工艺流程监控、紧急事故状态下的安全保护以及发生火灾或者天然气泄漏情况下的报警及保护功能,因此,中央控制系统一般由3个系统组成:过程控制系统(PCS)、紧急关断系统(ESD)和火气探测报警系统(F&G)。
海上油气开采设备的自动化控制系统设计与实现
海上油气开采设备的自动化控制系统设计与实现引言：海上油气开采是现代社会中非常重要的能源获取方式之一。
为了确保海上开采作业的安全、高效、稳定进行，自动化控制系统的设计和实现显得尤为重要。
本文将深入探讨海上油气开采设备的自动化控制系统设计与实现的关键要点和技术手段。
一、海上油气开采自动化控制系统的概述海上油气开采设备的自动化控制系统是应用工程控制理论和技术手段，结合海上开采作业的特殊环境和要求，对各个开采设备的运行状态、工艺参数以及作业过程进行监测、调控和控制的系统。
该系统能够实现设备自动化的控制和运行，提高作业效率、降低风险，保障开采作业的安全和稳定。
二、海上油气开采设备自动化控制系统的设计要点1. 系统可靠性设计：海上油气开采作业环境复杂，海浪、海风等自然条件对设备稳定性造成挑战。
因此，自动化控制系统设计应考虑系统的可靠性、稳定性和抗干扰能力，确保在各种海况和恶劣条件下能够正常运行。
2. 高效能源利用：海上油气开采作业需要大量能源供应，自动化控制系统的设计应考虑如何实现能源的高效利用，减少能源消耗，提高作业效率。
例如，通过智能调控设备的工作状态，实现对能源的合理利用和分配。
3. 信息化管理：自动化控制系统需要采集和处理大量的传感器数据和设备状态信息，为实现准确的控制和决策提供支持。
因此，在设计中应注意信息化管理的要求，包括数据传输和存储、数据安全等方面。
4. 协同联动设计：海上油气开采作业涉及多个设备的协同运行，自动化控制系统应能够实现各设备之间的联动控制。
通过建立设备之间的通信和协调机制，确保设备之间的配合和协同作业。
三、海上油气开采设备自动化控制系统的实现技术手段1. 传感器技术：传感器是自动化控制系统中数据采集的核心部件。
通过各种传感器对设备运行状态、工艺参数等进行实时监测和数据采集，为后续的控制和决策提供准确的输入。
2. 控制算法技术：控制算法是自动化控制系统中实现设备控制和调节的关键部分。
海上平台油水处理系统的自动控制
海上平台油水处理系统的自动控制随着能源需求的不断增长，海上石油平台已成为全球能源开采的重要组成部分。
海上平台的油水处理系统是确保平台环境保护和生产持续的关键设备之一。
为了更有效地进行油水处理，自动控制技术在海上平台油水处理系统中得到了广泛应用。
本文将介绍海上平台油水处理系统的自动控制技术及其优势。
1. 自动控制系统的组成海上平台的油水处理系统主要由油水分离装置、沉降池、过滤装置、化学处理装置等组成。
自动控制系统主要包括PLC控制器、监测仪表、执行器等设备。
PLC控制器负责控制整个系统的运行，监测仪表用于实时监测油水处理系统的各项参数，执行器则根据PLC的指令来执行相应的操作。
自动控制系统通过传感器实时监测油水处理系统中的各种参数，例如油水比例、流量、温度、浓度等。
当监测数值超出设定范围时，PLC控制器会根据预设的逻辑程序进行相应的控制操作，例如调节油水分离装置的速度、清洗过滤装置、调节化学处理装置中药剂的投加量等，以实现油水的高效分离和处理。
自动控制系统相对于传统的手动操作具有以下优势：（1）提高油水处理效率。
自动控制系统能够实时监测油水处理系统的各项参数，及时调整各个环节的操作，使得油水处理更加精准和高效。
（2）降低人工成本。
传统的油水处理系统需要大量的人工操作和监控，而自动控制系统能够减少人工参与，降低人工成本。
（3）提高安全性。
自动控制系统能够对油水处理系统进行全面监控，及时发现并处理潜在的安全隐患，提高系统的安全性。
目前，随着自动化技术的不断发展，海上平台油水处理系统的自动控制技术也得到了快速的发展。
自动控制系统已经广泛应用于海上平台的油水处理系统中，并取得了显著的效果。
自动控制系统在提高油水处理效率、降低人工成本、提高安全性等方面发挥了积极作用，得到了广大油田企业的认可和应用。
三、海上平台油水处理系统的自动控制技术存在的问题和发展趋势1. 存在的问题虽然自动控制系统有诸多优势，但目前还存在一些问题，例如设备故障率较高、系统稳定性有待提高、对环境变化的适应性不足等。
海上油田注聚自动化控制系统设计与应用
中 国 海 上 油 气
ＣＨ Ｉ Ａ （ ＦＦＳＨ Ｏ ＲＥ Ｉ Ａ ＮＤ Ｎ ） Ｏ Ｉ ＧＡ Ｓ
ＶｏＩ ２ Ｎ Ｏ ．２ ．５ ０ｃ ． ｔ ２０１ ０
海 上 油 田 注 聚 自动 化 控 制 系统 设 计 与 应 用 ＊
增 效 的重要手 段 。聚合 物驱 油技术 目前 已在 国内陆
地 较 多 油 田 推 广 ， 已进 入 工 业 应 用 阶 段 ， 由 于 该 并 但
项 技术应 用需 要 大 量空 间和 场 地 ， 水 、 吊机 等 对 电、
公 共资源 也有较 高 要 求 ， 因此 聚 合 物驱 油 技 术 在 空
关 键 词 海 上 油 田 注 聚 自动 化 控 制 系 统
注 聚合物 驱油 技术 是油 田进人 开 采 中后 期 广泛
应 用 的 三 次 采 油 的 有 效 方 法 之 一 ， 确 保 油 田稳 产 、 是
两 种 模 式 ， 入 方 式 采 用 一 泵 一 井 或 一 泵 多 井 。 注 注
针 对 海 上 采 油 平 台 空 间 有 限 的 特 点 ， 个 注 聚 整
海 上油 田注 聚工 艺采 用间歇 配 注ｌ 或连 续 配 注 ２
自动化 控 制 系统 除现 场 仪器 仪 表外 ， 集 成 在一 个 都
１料 槽 ； ２鼓 风 机 ； ３喷 射 器 ； ４螺 旋 给 料 机 ；－ ５ 电动 上 料 装 置 ；－ 粉 混 合 器 ； ６水 ７溶 解 罐
了一套适 合于海 上 油 田的注 聚工艺 ｌ 及 与之 配套 的 １ ］
自动 化 控 制 系统 。本 文 主 要 对 海 上 油 田注 聚 自动 化
控制 系统设 计关 键技 术与 应用进 行 总结 。
滩海油田自动化控制系统设计
滩海油田自动化控制系统设计【摘要】在海洋石油平台上，由于工艺要求各异，工程实施时自控技术水平和设计思路不同，采用了多种不同的控制方案。
尤其是在滩海区域，由于涉及到浅海平台以及滩涂上的油井生产，所以根据其特有的生产方式，在采油技术上需要有一套适应其生产的模式。
针对这一点，提出了滩海区域的数字化采油控制系统。
【关键词】海洋石油滩海数字化浅海石油开发公司由于自身开发区块处于滩涂区域，并承担了海上人工岛的油气生产任务，就具有了滩海油气开发的特点[1]。
这就需要有一定的自动化水平来提高运行平稳性及安全可靠性。
本系统设想完成以下几个目标：人工岛油井可实现远程关井操作，为海上油井安全生产提供保障；人工岛油井实现电潜泵的远程运转速度调节控制，滩涂油井实现示功图的测量和绘制及井口各压力的测量和远传工作，提高滩海油井生产管理水平，有效减轻工人劳动强度[2]。
1 设计思路人工岛自动监控系统：采用TCP/IP服务器通信模块，将其与无线传输模块相结合，将采集到的现场生产数据直接转入到公司局域网中，通过Profibus通信协议，使工控机与大功率变频器进行连接，可以对井下潜油泵的生产过程进行实时监测，又通过各种嵌入式通信协议，在对生产参数进行遥测的同时，还能对变频器的各参数进行远程控制。
滩涂有杆泵井数字化采油系统：利用微机电传感技术、软测量技术、嵌入式计算机技术和短距离无线电数据通信技术，实现了示功图数据的定时遥测、实时遥测工作；采用的非接触式微机电传感技术和软测量技术替换通常采用的接触式油杆长度测量技术，实现了油杆长度和泵压力的同步测量、数据处理和无线传输[3]；通过集成大量技术人员的工程经验，利用专家系统、智能方法理论、计算机技术和通信网络技术，实现了示功图图形数据的智能自动分析。
2 测控系统组成2.1 人工岛部分人工岛油（气）井的数字化采油系统由陆基基地主控系统和人工岛测控系统组成，其中人工岛测控系统由油（气）井参数监测单元和潜油泵电机监控单元等组成。
海洋石油装备概论-第1章
第一章 概述
1.1 海 洋 石 油 开 发 环 境
海洋中蕴藏丰富的石油天然气资源，100多 个国家和地区在海洋开展了石油钻采业务，已 在海上发现1600多个油气田。 中国海岸线长约18000km，按联合国公约， 属中国管辖的海域约有488万平方公里。南海 面积约为200万平方公里，是世界上四大海洋 油气聚集中心之一。南海石油储量估计约有 230~300亿吨；天然气储量约有338万亿立方米， 70%在深水。 形势表明：深海油气资源勘探开发，必将成 为中国未来的海洋石油、天然气的主战场。
第一章 概述
1.1 海 洋 石 油 开 发 环 境
海浪 是大风掀起的，随着风的持续，海浪 持续拍打海上平台等钻采设施，会产生持续载 荷，因此需要高强度的材料来抵御海浪。 海流 是海水大规模相对稳定的沿着一定方 向、路线连续不断的流动。 海面上的风所引起的影响深度仅仅几百米， 是表层流，它的流动随深度而减弱。 海水温度与盐度变化导致海水密度分布变化， 并决定海洋压力场的海水流动。 海流不仅使平台桩柱或基础周围的海底发生 冲刷和淤积，还会对桩柱本身产生一定的冲击 力，会影响水下的结构和设施。
地球表面积为 5.11亿平方公里，其中海洋面 积约占地球表面积的70.9%，大约是3.62亿平 方公里。 全球海洋平均深度3730m，水深在200m以内 的近海大陆架水域面积占海洋总面积的7.5%， 水深在3000~6000m的占海洋总面积的73.8%。 2002年在巴西召开的世界石油大会上，为了 对海洋油气勘探开发以水深来进行划分，将水 深在400m以内界定为常规水深，将水深 400~1500m界定为深水，将水深超过1500m界 定为超深水。
钢桩穿过导管打 入海底，并由若 干根导管组合成 导管架。
第一章 概述
海洋石油钻机的控制系统与自动化技术
海洋石油钻机的控制系统与自动化技术摘要：随着全球能源需求的不断增长，海洋石油钻机的重要性与日俱增。
为了提高勘探和生产效率，减少事故风险，海洋石油钻机的控制系统与自动化技术在近年来得到了广泛应用和发展。
本文将深入探讨海洋石油钻机控制系统的基本原理和自动化技术的应用，以及其对海洋石油钻机操作和安全性的提升。
1. 引言海洋石油钻机是为了在深海环境下进行石油勘探和生产而设计的专用设备。
其工作环境复杂，存在着极高的风险和挑战。
为了提高工作效率和操作安全性，海洋石油钻机的控制系统与自动化技术起到了关键作用。
2. 海洋石油钻机控制系统的基本原理海洋石油钻机的控制系统基于先进的电气控制技术和计算机自动化技术。
其基本原理是将丰富的传感器数据通过采集和分析，自动控制各个装置的运行，满足勘探和生产的需求。
该系统由监视、信息处理和执行等多个部分组成。
3. 海洋石油钻机自动化技术的应用海洋石油钻机的自动化技术应用于各个方面，包括钻井过程、井下操作、设备维护和安全保障等。
下面将对其中的几个重点应用进行介绍。
3.1 钻井过程控制自动化钻井过程是海洋石油钻机最核心的工作环节。
通过引入自动钻具控制系统，可以实现钻头的自动定向和自适应控制，提高钻井效率，减少人工操作。
此外，自动化技术还可以实现对钻井参数的在线监测和调整，确保钻孔的质量和稳定性。
3.2 井下操作自动化海洋石油钻机的井下操作包括抽吸泥浆、解决井下事故、井下构筑等。
通过使用自动化装置和传感器，可以实现井下操作的远程监控和自动化控制，减少人工干预，降低操作风险，提高作业效率。
3.3 设备维护自动化海洋石油钻机设备的维护非常重要，可以通过自动化技术实现对设备的在线监控和预警，提前发现设备故障和磨损，减少维修时间和成本，并保证设备运行的可靠性和稳定性。
3.4 安全保障自动化海洋石油钻机工作环境极其危险，安全保障至关重要。
自动化技术可以实现对潜在风险的快速识别和预防，如火灾和气体泄漏等。
石油石化自动化控制课件
1.定值控制系统（Fixed Set-Point Control System）
控制系统的输入量是恒量，并且要求系统的输出量相 应 地保持恒定。定值控制系统是最常见
2.随动系统（Follow-Up Control System）
输入量是变化着的(有时是随机的)，并且要求系统 的输出量能跟随输入量的变化而作出相应的变化。
个人简介
• 具体介绍
自动控制系统
肆
目
叁
录
贰
自
壹
自动
自 动控
课动 控制
题控 制系
背制 系统
景系 统的
统 组分
成类
现在由于科学技术的发展和 对工作人员安全的角度考虑， 石油天然气领域越来越多的 引入了自动化设备。
实现工作人员的远程操控和 设备的自动控制。
自动控制：
在没有人直接操作的情况下，利用控制装置，对生产过程、 工艺参数、目标要求等进行自动的调节与控制,，使之按照预定的 方案达到要求.
自动控制系统：
自动控制系统是为实现某一控制目标所需要的所有物 理部件的有机组合工控制
控制对象：水箱系统 被控量： 水箱水位 希望状态：实际水位=设定值
用眼睛观察玻璃管液位计液位的高 操作人员所进低行,并的通工过作神有经三系方统面告: 诉大脑.
3．程序控制系统（Process Control System） 给定值是预定的时间函数。
自控系统的品质指标
对控制系统的要求:
1).稳定性：是保证控制系统正常工作的先决条件。 2).快速性：用最短时间达到要求。 3).准确性：值应尽量与期望值一致。
例题分析
1.图1所示为一水箱的液位控制 系统。指出系统中被控对象、 被控变量、操纵变量各是什么? 简要叙述其工作过程,说明带有 浮球及塞子的杠杆装置在系统 中的功能。
海洋石油自动化控制系统
第一章海洋采油自动化控制系统海上油田一般考虑的自动控制总体设计方案有以下几种：一、以现场显示、就地控制为主的方案仪表选型以气动和就地式仪表以及现场控制盘为基础。
该方案的特点是投资少，安全可靠性高，对操作人员技术水平要求低，安装和维护工作量大，系统扩展性差。
适用于井数少、产量不大的采油平台。
二、就地控制与集中控制相结合的方案1、方案1仪表选型以气动和电动仪表为基础，集中监控由控制室模拟仪表实现。
该方案的特点与“以现场显示、就地控制为主”方案差不多。
增加集中控制，给生产管理带来方便。
采用电动仪表后信号传输速度高，电缆安装比气管线的安装简单容易。
控制室用模拟仪表盘对现场各种参数进行显示、记录、报警和控制，减少了现场操作人员。
但该系统灵敏性、扩展性差，仪表盘占用空间较大。
现场接到控制室的电缆较多，工作量大，该方案适合井数少，产量较大的平台。
2、方案2仪表选型以气动和电动仪表为基础，集中监控使用微处理机的监控装置来实现。
该方案的特点在于集中监控所采用的设备与方案1不同。
监控装置包括多个现场终端和控制室的计算机系统，现场终端以微处理机为核心。
这种方案使系统的扩展和修改比较易行。
它比较灵活，功能也强，能收集现场各种参数集中显示，还能进行数据处理和打印报表，也可根据需要在控制室内操纵现场电机、泵、阀的启停和开关。
通过通讯装置还能与其他平台和岸上终端基地的计算机实现联网、进行数据交换和遥控。
监控装置占用空间小，现场到控制室的电缆数量少，装置还具有自检、自处理功能，维护较为方便。
但要求操作人员的技术水平高。
三、分散控制集中方案仪表选型以电动仪表为基础，采用以微机为核心的集散装置分级控制和管理。
该系统充分发挥计算机的特长，对于规模大的海上油田自动化管理和无人值守平台的实现提供了前提。
在没有开发某一具体油田时，很难说采用哪一种方案为最佳。
不同的方案，采用的仪表装置差异很大。
一般认为方案2最为适当，这是因为这一方案有较大的仪表覆盖性，可靠性也较高。
刍议海洋石油化工仪表中的自动化控制技术
刍议海洋石油化工仪表中的自动化控制技术张磊 1987年6月5日男汉族籍贯山东省本科中级职称唐松 1987.4 男汉族河北徐水研究生中级职称摘要：本文首先分析了石油化工中的仪表类型概述，接着分析了石油化工仪表中自动化控制技术的应用，希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词：海洋石油化工；仪表；自动化控制技术引言：在国民经济发展的过程当中，石化企业所发挥出来的推动作用是毋庸置疑的，其重要性不容忽视。
在石油化工生产工作中，应该凸显出技术与产业方面的优势和作用，为此，将自动化控制技术运用到石油化工产工作过程当中，可谓势在必行。
通过科学借助自动化控制技术，一方面，可以加快石油化工产业发展的速度；另一方面，也获得了更多的经济利润。
鉴于此，重视对自动化控制技术加以改进和优化，能够完成石油化工仪表管理工作的任务。
1石油化工中的仪表类型概述1.1温度仪表石油化工生产过程中的温度要求太严格，因此温度仪表的类型和性能要求太高。
石油化学生产必然涉及许多复杂的化学反应，我们对一系列反应条件的理解必然要求有适当的温度和压力，才能顺利进行。
因此，有必要选择合理的温度仪表，实时监测化学反应过程中的温度，以减少与生产有关的风险。
首先，应科学选择热电偶的类型，并根据石油化工生产过程中的化学反应确定模型，以确保温度控制的准确性，提高化学反应的效率；其次，温度仪应准确控制温度控制范围，实时监控所有工艺和链条的温度，实现生产过程的自动控制。
如果温度过高或过低，可以随时调整温度计，以确保系统温度在科学上合理。
1.2压力测量仪表因为在石油化工生产过程中，许多反应需要相应的压力但是，压力没有得到控制，压力太低，反应效率太低，压力太高可能导致资源浪费。
大气压力的每增加都需要大量资源。
因此，在整个石油化工生产过程中，使用压力测量仪表也是必不可少的。
主要的压力测量仪表是液体、柔性、复合量等。
不同类型的压力测量仪表，不同的测量范围和间隔，不同的相关测量原则。
海上油田安全管理中自动化控制系统研究
海上油田安全管理中自动化控制系统研究
丁一
【期刊名称】《设备管理与维修》
【年(卷),期】2024()8
【摘要】受自然条件、海上气候等因素的影响,海上油田作业环境环境复杂,采油空间有限、投资量大,并且油气具有易燃易爆性质,传统人工安全管理操作实施难度大。
安全管理作为海上油田开发生产中不可或缺的重要内容,受到人们的广泛关注。
随
着现代技术的快速发展,自动化控制系统得到广泛应用。
重点分析海上油田安全管
理中自动化控制系统结构、功能、注意事项及配套措施,以推动我国海上油田安全
管理水平提升,为后续应用奠定基础。
【总页数】3页(P1-3)
【作者】丁一
【作者单位】中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE58;X928
【相关文献】
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技术在海上油田安全管理中的实践
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第一章海洋采油自动化控制系统海上油田一般考虑的自动控制总体设计方案有以下几种：一、以现场显示、就地控制为主的方案仪表选型以气动和就地式仪表以及现场控制盘为基础。
该方案的特点是投资少，安全可靠性高，对操作人员技术水平要求低，安装和维护工作量大，系统扩展性差。
适用于井数少、产量不大的采油平台。
二、就地控制与集中控制相结合的方案1、方案1仪表选型以气动和电动仪表为基础，集中监控由控制室模拟仪表实现。
该方案的特点与“以现场显示、就地控制为主”方案差不多。
增加集中控制，给生产管理带来方便。
采用电动仪表后信号传输速度高，电缆安装比气管线的安装简单容易。
控制室用模拟仪表盘对现场各种参数进行显示、记录、报警和控制，减少了现场操作人员。
但该系统灵敏性、扩展性差，仪表盘占用空间较大。
现场接到控制室的电缆较多，工作量大，该方案适合井数少，产量较大的平台。
2、方案2仪表选型以气动和电动仪表为基础，集中监控使用微处理机的监控装置来实现。
该方案的特点在于集中监控所采用的设备与方案1不同。
监控装置包括多个现场终端和控制室的计算机系统，现场终端以微处理机为核心。
这种方案使系统的扩展和修改比较易行。
它比较灵活，功能也强，能收集现场各种参数集中显示，还能进行数据处理和打印报表，也可根据需要在控制室内操纵现场电机、泵、阀的启停和开关。
通过通讯装置还能与其他平台和岸上终端基地的计算机实现联网、进行数据交换和遥控。
监控装置占用空间小，现场到控制室的电缆数量少，装置还具有自检、自处理功能，维护较为方便。
但要求操作人员的技术水平高。
三、分散控制集中方案仪表选型以电动仪表为基础，采用以微机为核心的集散装置分级控制和管理。
该系统充分发挥计算机的特长，对于规模大的海上油田自动化管理和无人值守平台的实现提供了前提。
在没有开发某一具体油田时，很难说采用哪一种方案为最佳。
不同的方案，采用的仪表装置差异很大。
一般认为方案2最为适当，这是因为这一方案有较大的仪表覆盖性，可靠性也较高。
对平台上独立性较强或自成体系的工艺和公用系统均设置了现场控制盘。
这些现场控制盘大都是由基地式盘装和架装仪表及断电器组成，这些现场控制盘承担对本系统的各种参数如温度、压力、液位、流量的指示和控制以及对本系统突发性事故或当人为出现某些误操作时进行应急保护。
现场控制盘接收中控盘的关断指令，同时把状态信号、公共报警信号传送给中控盘。
1本部分主要内容包括现场各种探测器、传感器的使用及维护，中央控制系统、ＰＬＣ控制系统、ＤＣＳ系统的原理、组态、应用、故障分析及排除，井口控制盘及井下安全阀、地面安全阀的工作原理故障判断，火灾控制盘的控制原理及日常维护，自动控制执行机构、各种阀、气－电、电－气转换器使用及日常维护等。
四、中控系统（CCS）中央控制系统一般采用系列可编程控制器作为其硬件核心，结合工业控制计算机开发的一种集过程控制及逻辑处理于一体的集散控制系统。
该系统大多由大的公司如FISHER ROSEMOUNT等所提供。
对平台的生产过程进行集中监视，紧急关断操作、管理和分散控制。
其控制是利用分散到各个执行结构的就地控制盘、热电站、燃气压缩机、注水系统、火灾盘、消防系统、高低压开关扳等控制单元来实现。
如下图所示：图1－1 中央控制系统框图1．中控系统的组成中控系统按其功能可分为三个子系统：工艺过程监控系统（PLC或DCS系统）、紧急关断系统（ESD）和火/气探测系统（F&G）,这些系统在后面的章节将有较详细的介绍。
2．中控系统的对外接口这里指的接口不是计算机的外围设备如打印机、显示器、键盘等，而是中控系统对现场工艺系统、公用系统以及生活设备之间的数据采集及控制信号传输，它们之间用相应的电信号和通信电缆作为彼此间联系的纽带。
这些电路就是中控系统对外部设备的接口。
常见的有I/O端子、RS232C、RS422和现场总线适配器等。
中控系统的外部设备包括：现场仪表、现场控制盘、燃气压缩机控制盘、电站控制盘、水泵控制系统、消防系统及ESD系统等。
它们之间传输信号的种类有：4－20MA 模拟标准信号PI 应急关断信号DI 正常操作启/停信号RS422RTD 3．实例渤南B Z26-2平台中控系统脉冲信号现场报警信号串行通信信号热电阻信号等。
2生产控制系统BZ26-2 平台的生产控制系统采用的是Honey Well公司的PKS系统，用来实现过程控制、计量、数据采集和其他的相关功能。
它具有人机界面好，便于集中操作、监视和管理大型现代化工业生产设施，能与计算机及常规仪表相兼容，系统构成方便灵活，不仅易于扩展，且维护简单等优点。
它可实现如下的功能：动态显示生产流程、主要工艺过程参数及设备运行状态对生产过程进行监控实现两位式开/关控制、连续的PID 调节、分程、串级等其它高级控制功能泵、电动机、阀的手动或自动开/关操作生产过程、ESD、火气系统的图形动态显示系统自诊断功能，任何元件故障时，向操作者发出警报记录并打印所有警报、事件在线精确地调整各种测量数值的比例系数。
在线对数据库定义进行修改、组态、调整参数、改变警报点设置以及备份史记录对电磁阀和继电器触点进行逻辑控制。
计时、表决及排序功能等。
按照用户的要求生成报告并按需打印日、周、月报在故障时或平台投产调试时，由软件提供关断信号的旁路功能由软件提供对输入/输出信号的强制复位、旁路功能。
电源模块通讯模块模拟量输入卡（AI）模拟量输出卡（AO）数字量输入卡（DI）数字量输出卡（DO）生产控制系统的服务器兼操作站（Server/Operation Station）生产控制系统的操作站（Operation Station）交换机（Express Ethernet Switches）4．工艺过程控制系统参数控制海洋采油自动化所需控制的参数主要有：压力、流量、液位、温度、压差、泵的保护、压缩机的喘振等控制参数。
下面介绍各参数的控制方法。
（1）分离器控制系统1）压力控制调压器在控制回路中的作用是对实际压力（过程变量）与预定压力（称作设定值）进行3比较，比较的结果产生一个误差信号，即偏差，就使调压器的输出发生变化，这样就会使输出压力转换成设定值。
这种变化是以调压器的输出信号改变了控制阀的位置来实现的。
由此就可以把误差信号降到最低，或减少到零。
运用这种被叫做反馈控制系统的原理，就实现了对压力的控制。
在分离器上运用该反馈控制系统可使分离器的压力稳定在工艺条件下。
它由压力变送器PT、压力显示控制器PIC、电-气转换器PY和压力控制阀PCV组成。
压力变送器将压力信号变为4-20mA的电信号，送至中央控制系统的P LC，并在操作站上显示，同时该电信号送至电气转换器PY，PY将3-20mA电信号变为相应的气压信号，送至PIC，PIC将按照一定的控制规律发出0.02-0.1MPa（3-15psi）气控制信号，带动和控制压力控制阀，从而达到压力控制的目的。
2）油液位控制系统在浮式处理油轮上，分离器油位控制是用一个安装在油流入口相对侧的差压传感器来完成的，以便减少横向与纵向干扰。
该系统由油位传感器L T、油位显示控制器、电气转换器和油位控制阀L CV组成。
油位变送器把油位信号变为电信号送入位于中央控制系统内的油位显示控制器，油位显示控制显示该液位并按一定的控制规律发生控制信号，经电气转换后控制位于加热器后的油位控制阀，完成油位控制。
在许多平台上的分离器油位采用浮筒变送控制系统。
3）油水界面控制系统常见的油水界面控制有三种形式。
①浮式处理油轮油水控制系统：两个电子液位传感器L DT被安装在分离器中部接近平稳运动的中点。
为了避免受油轮摇摆的干扰，两个电子传感器对称地安装在分离器的两侧。
每一个电子传感器将一个与油水界面成正比的电信号送给控制室，这些信号由中继部件L DY，取平均值，送至油水界面显示控制器LDYC，油水界面显示控制器显示该油水界面的值，并按照一定的控制规律发出控制信号给电气转换器LDY，LDY将电信号转换为相应的气压信号来控制油水界面控制阀LDCV，完成油水界面控制。
①具有中间区的两位式调节系统（图1-2）：油水界面控制实际上是水位控制，由电子水位控制开关L SH-222A/B及L SL-222A/B监视水面的允许高位和低位，当水面高时,LSH- 222A/B的测量电极被水淹没，电子水位控制开关的继电器动作，其触点发出高水位信号输入到操作室的可编程调节器，后者产生输出电流信号，此电流输给电气转换器，后者使阀LCV 进一步开大，将过多的水从V-201中放出，油水界面就逐渐下降。
经过一定时间之后，水位低于L SL-222A/B的电极，此电极处于导电能力差的油中，电子水位控制开关的继电器动作，其触点发出低水位信号，此信号送入操作室的HC-222可编程调节器产生事先已设定好的低电流信号，电气转换器输出较低气压，调节阀/’*趋向关闭，罐中的水位又开始上升。
水位过低属生产事故，在低水位检测电极下部装了过低水位电子控制开关LSLL，当其电极被油浸没时，电子水位控制开关的继电器动作，立即使调节阀L CV关闭，同时操作室产生水位过低报警。
4图1－2具有中间区的两位式调节系统③界面浮筒变送控制系统：由油水界面浮筒变送器提供控制信号，直接作为阀门定位器的输入，其输出去控制LCV阀门开度。
一般浮筒采用FISHER公司生产的TYPE2500CONTROLLER，这种控制器只有比例运算的一种变送、控制器，它是由浮筒的上下直线位移产生扭矩带动挡板而产生位移，由此改变挡板和喷嘴之间的距离而产生与之相对应的回压，此回压作为输出压力，范围为0.02-0.1MPa(3-15psi)。
输出压力与界面水液位高度成正比，当界面升高，输出增大，控制阀（气开，正作用）开度也随之增大，界面又下降，此时界面浮筒输出减少，阀门开度随着减小。
最后达到平衡状态。
（2）电脱盐脱水控制系统电脱水系统的工艺流程如图1－3所示。
静电脱水器通常用于密度小的原油，以及难分离的乳化液。
从热处理流出的原油仍含有较多的乳化水，经泵P-202将此原油排出，经转换器E-203，用高温蒸汽加热到129℃，与破乳剂混合进入电脱水器V-203，在此罐中维持压力1.05MPa，又在交流（或直流）的强电场力作用下，使带极性的乳化液产生振动破膜或向两极加速运动产生碰撞而破膜，乳化水很快变成游离水沉降在罐下部，然后排到污水处理系统。
从罐中流出的电脱水原油与水箱排出的冲洗水按一定比例混合后进入电脱盐器，冲洗水的注入有助于除去油中以乳化形式存在的悬浮水分，并作为溶剂来溶解油中的盐分。
冲洗水以一定的流量由泵P-206排出。
在V-204中维持127℃和压力0.9MPa，在强电场作用下一方面进行脱水，另一方面使原油中的盐分溶解到污水中，从罐底排出。