靖边气田数字化集气站工艺技术探讨

靖边气田数字化集气站工艺技术探讨

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常志波1,周艳杰1,池　坤1,苏海平1,杨琼警2,黄　萌3

(1.西安长庆科技工程有限责任公司;2.长庆油田气田开发处;3.长庆油田第一采气厂,陕西西安　710018) 摘　要:随着长庆油田公司“大油田管理、大规模建设”的快速推进,按照公司建设5000万吨大油气田、控制用工总量7万人的目标,以及长庆油田第一采气厂55亿规模持续稳产的目标,结合气田工艺特点及建设现状,借鉴苏里格数字化集气站成功经验,开展靖边气田数字化集气站工艺技术探讨。工艺重点是对集气站数字化技术和设施进行升级和完善,以解决生产规模的逐年扩大与用工数量逐年不足的矛盾,实现“以人为本,推进本质安全,控制用工总量”的目标。

关键词:靖边气田;数字化集气站;自控;中心管理站

中图分类号:T E 19∶T E 866 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)14—0105—02 靖边气田地跨陕西内蒙两省区,气田南北长约320km,东西宽约50km,截至到2011年底,气田已建成气井共计838口,建成集气站97座,保持着55×108m 3/a 稳产规模,隶属长庆气田第一采气厂管理。按照长庆油田公司建设5000万吨大油气田、控制用工总量7万人的要求,以及第一采气厂控制用工总量2000人的目标,若气田仍采用目前的远程监视、有人值守、定期巡检的常规生产管理模式,无法满足气田55×108m 3/a 持续稳产及控制用工总量的目标。

为此,在苏里格气田成功经验基础上,开展了靖边气田数字化集气站工艺技术探讨,在中心站利用的因特网技术、计算机软硬件技术、现代通信技术、自动控制技术等科技手段,对多个集气站进行关键运行参数监测及报警、网络视频监视及报警、远程紧急关断等,实现数字化管理,有效地提高管理水平,精简组织机构,减少操作人员,降低运行成本。1　靖边气田标准集气站概况1.1　标准工艺流程

靖边气田目前采用成熟可靠的高压集气工艺模式,即:多井高压集气、多井加热、节流、常温分离、单井间歇计量、集气站集中注醇、三甘醇橇装脱水工艺,原料气进入集气站进站区,在加热炉区通过加热节流至不大于5.8MP a ,然后通过总机关控制进入生产分离器进行分离,或进入计量分离器进行轮换计量,再进入脱水橇脱水,计量后外输。注醇泵同时给井口注醇,防止冬天生产过程中产生水合物。1.2　自控水平

靖边气田采用三级递阶式控制管理模式。第一级为气田生产调度中心,同时通过光缆与气田决策管理层相连,气田管理层可以通过网上的管理终端直接监视各集气站、净化厂的生产动态;第二级是各个系统控制中心,如气田集输系统、供水系统、净化厂、集配气总站的集散系统(DCS)等;第三级是各系统的现场控制单元。每座新建集气站设置一套由可编程控制器和工业微机操作站等构成的站控系统,并配备了压力变送器、流量计、出站紧急关断阀等检测仪表和数据采集及监控软件,监测站内设备的压力、温度、流量、液位等参数,并向管理站传输生产数据以及站内视频信号。该新建站控系统作为已建靖

边气田SCADA 系统的一个站点接入,并能够按要求将各类生产参数上传靖边生产调度中心。靖边气田SCADA 中心系统建有2套冗余配置的系统服务器,两套系统服务器间的数据交换和共享通过DSA 实现,(数据库容量30000点,满足建设要求),下辖92座集气站站控系统、3座净化厂DCS 。2　数字化集气站工艺技术探讨

根据站场功能需求,对集气站各个区域进行数字化升级改造,包括对生产区的进站区、加热炉区、总机关区、分离器区、闪蒸分液罐区、脱水橇区、外输区、自用气区、注醇泵房、缓蚀剂箱、污水罐、甲醇罐、放空火炬,辅助生产区的机柜间、发电机房、空压机房等关键设施设备优化升级,在已有靖边标准站自控功能基础上,完善生产数据实时监控系统,增加远程自动控制系统,加强安防监控,实现站场“无人值守、远程监控、紧急关断、人工恢复”。2.1　进站区

标准站已经设置了压力变送器及气动球阀,可实现压力显示、远传及远程紧急切断。2.2　加热炉区

加热炉已经设置火焰监测、大小火转换、水位及温度远传功能,可实现对加热炉远程监控,增加可燃气体泄露检测仪,当可燃气体大面积泄露时,实现加热炉远程关断,并与进出站紧急切断阀连锁,切断整个集气站。2.3　总机关区

节流阀下游增设温度、压力变送器,将节流后温度、压力传送至站控系统,压力变送器检测值与进站区紧急切断阀连锁,可实现进站区紧急切断。总机关阀门改为远程控制阀,通过远程控制实现计量分离器对各单井轮换计量。2.4　分离器区

生产分离器手动放空改为带远程控制的电动阀,实现紧急情况自动放空。另外,为确保排液系统可靠运行,生产、计量分离器设置双电动阀的自动排液系统,电动阀并联设置,正常生产采用一个电动阀进行自动排液,故障时切换至另外一路电动阀进行排液。

2.5　闪蒸分液罐区

排液与分离器相同,设置双电动阀的自动排液

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　2012年第14期 内蒙古石油化工

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收稿日期5

作者简介周艳杰,男,工程师,年毕业于西南学院油气储运专业,现就职于西安长庆科技工程有限责任公司,从事

气田地面工程设计和研究工作。

:2012-04-2:2002

系统。

2.6　脱水橇区

在吸收塔底和闪蒸罐处设置远程液位监控系统,实现现场数据远传,在三甘醇循环泵贫液出口处增加压力变送器,脱水撬进出口及旁通阀门改为远程控制阀,中心管理站可实时监控脱水橇运行情况,脱水橇故障时可通过远程控制切换至旁通流程。

2.7　外输区

标准站已经设置了气动球阀,可实现远程紧急切断。

2.8　自用气区

自用气减压阀下游去加热炉处增加电磁阀,在发生紧急情况下,可远程及时切断加热炉气源。

2.9　注醇泵房

注醇泵进口增加电子水表,实现流量远程监控,注醇泵出口增加压变,将压力传至站控系统,注醇泵新增远程关断功能,中心站可远程监控运行状态,实现紧急停泵。

2.10　缓蚀剂箱、污水罐、甲醇罐

缓蚀剂箱、污水罐、甲醇罐均增设变送型液位计,实现远程监视液位,便于制定拉运计划。

2.11　放空火炬

接收站控系统提供的远程点火信号,增设视频监控。

2.12　机柜间、发电机房、空压机房

增加集气站站控系统的I/O点数,包括AI点、DI点、DO点和R S485接口1路;增加双回路电源远程切换及数据上传,备用发电机自启动改造,当外电断开或供电电压不足时,启动报警器,并自启动发电机,实现外电与发电机自动切换,设UP S作为保安电源,双机互为冗余,照明系统远程控制;另外站内仪表风用气由氮气调整为净化空气,新增橇装空压机,配置净化空气储罐,供气压力为0.7MPa,根据储气罐压力变化,空压机可实现自动起停。

2.13　安防工程

2.1

3.1　进站通道。进站通道安装自动升降挡车标杆、安装摄像头,对进站车辆进行记录。

2.1

3.2　设置可视联网门禁系统。主要用于对进出无人值守站人员的管理,作业区员工通过电子门卡进入集气站,其它人员则通过远程遥控进入,并具备可视对讲功能。

门禁控制系统由控制器、读卡器、电控锁、门磁、电源控制箱、开门按钮及紧急报警开关、扩展模组、系统服务器(计算机)、通讯转换器、门禁管理软件组成。

2.1

3.3　设置围墙周际安防系统。围墙周际安防主要采用传统刀片刺绳铁丝网和红外对射入侵报警。并借助于红外视频监控系统,对非法入侵人员进行阻挡、警告、图像视频记录等,避免人为对集气站资产的盗窃和破坏,为集气站生产运行提供相对安全的运行环境。

2.1

3.4　高清红外视频监控。优化集气站摄像头布局,增加入侵联动告警功能,实现对监视范围人员的轨迹跟踪,对非法入侵进行现场声音告警,并具备控制、回放、查阅的功能。

2.1

3.5　在被盗风险较大室内安装红外入侵报警系统。红外入侵报警系统主要对非法入侵事件进行报警,报警主机安装在自控网络机房,可根据需要实现布防和撤防,分别在自控网络机房、配电室及发电机房安装红外监测探头。

　中心管理站

在下游作业区设中心管理站,依托中心管理站对试验站进行管理,中心管理站站控系统及服务器等进行相应的扩容,与集气站通信采用R J45接口、T CP/IP协议,完成对试验站的远程监控、紧急关断、远程放空等方式确保站场的安全,并及时安排人工检修。

试验站通过数字化升级改造,实现了十五个区域设施设备的压力、温度、液位等关键运行参数的监测、报警及远程控制,完善了生产数据实时监测、安全远程自动控制,加强了智能安防系统,确保了集气站的安全运行,试验站只需定期巡检,检查设备的运行状态。

3　与靖边常规战及苏里格数字化集气站对比靖边、苏里格试验站的运行管理模式及常规集气站模式的综合对比如下。

3.1　靖边常规集气站

常规集气站采用生产管理中心远程监视、有人值守、定期巡检的生产管理模式。此运行模式站内值班人员较多,生产管理成本高、安全风险较大;站内配置生活配套设施,水电气等能耗高。但站内人员能够快速处理各类紧急情况,应急处理能力强。

3.2　靖边、苏里格气田数字化集气站

苏里格数字化集气站采用站场无人值守、事故紧急关断、故障人工排除,生产管理中心远程监视控制的生产管理模式,与靖边基本一样。首先,相同点如下:都设置了进出站切断区;分离器放空均由手动调整为电动;污水罐均增加了变送型液位计;均设置了火炬自动点火系统,接收站控系统提供的远程点火信号,视频监控;供配电系统均采用双回路电源,远程切换及数据上传;均安装电视视频监控及动力环境监控等装置。

但由于气质组份、集气工艺模式及现场运行经验的不同,苏里格与靖边数字化集气站又有差别:

苏里格进出站切断阀为电动,而靖边为气动;靖边加热炉增设远程关断,来气管线增设电磁阀,而苏里格无加热炉;苏里格在井口进行计量,而靖边是通过远程控制总机关,进行倒单量操作;苏里格分离器、闪蒸分液罐均排污设置2路疏水阀,而靖边气田均设置2路电动阀;苏里格采用移动注醇,而靖边是固定注醇,通过电子水表及压变对注醇泵进行远程控制。

总之,数字化集气站生产模式能够大幅度减少生产定员,降低生产管理成本及水电气等能耗;降低人员的安全风险。但事故工况下只能采用远程紧急关断及放空确保站场及管线安全,事故处理延迟。

4　结论

靖边气田属长庆气田开发较早区块,地域社会环境复杂多变,在区块产能接替和气田整体增压工程实施过程中,数字化集气站可减少人员编制,控制用工总量,减少集气站用地、配套设施及水电气等能耗,可以实现无人值守、远程监控、紧急关断、人工恢复的控制水平,有助于达到提高生产效率、提高建设质量、降低安全风险、降低综合成本的效果。

[参考文献]

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石油规划设计[],()～

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