苏里格气田数字化集气站建设管理模式

朱天寿 刘祎 周玉英 常志波 刘银春 杨家茂 付雯婷

1.中国石油长庆油田公司 2.西安长庆科技工程有限责任公司

苏里格气田数字化集气站建设管理模式

朱天寿1刘祎2周玉英2常志波2刘银春2杨家茂2付雯婷2

1.中国石油长庆油田公司 2.西安长庆科技工程有限责任公司

鄂尔多斯盆地苏里格气田建产速度快、区域面积大、管理点多、人力资源相对不足,推广数字化集气站建设管理模式,通过中心站的“集中监视、事故报警、人工确认、远程操作、应急处理”的功能和集气站的“实时动态检测技术、多级远程关断技术、远程自动排液技术、紧急安全放空技术、关键设备自启停技术、全程网络监视技术、智能安防监控技术、报表自动生成技术”等8项关键技术,实现对数字化集气站的“站场定期巡检、运行远程监控、事故紧急关断、故障人工排除”,实现了整个生产过程的自动化、科学化、现代化管理,减少了现场操作次数,降低了安全风险,达到了减员增效的目的。苏里格气田数字化集气站模式是气田数字化的延伸、标准化的拓展,体现了现代精细管理的理念,提高了气田管理水平,适应大气田建设和管理的需要。

苏里格气田 集气站 管理模式 数字化 自动化 减员增效 降低风险

按照《苏里格气田230×108m3/a开发规划》,苏里格气田将会建成上万口井、上百座集气站。为了减少操作人员,提高开发效益,中国石油长庆油田公司在苏里格气田的建设中,大力推进标准化设计、数字化管理,适应了气田大规模开发建设的需要,建立起了科学的运行管理模式,提高了整体建设水平和管理水平,提高了气田生产运行安全保障能力[1-2]。

根据要求,苏里格气田达产时用工总量需控制在2 000人以内。面对快速、大规模建设与人力资源不足的实际困难,若采用目前的生产指挥中心远程监视、集气站值守人员手动操作的常规生产管理模式,人员控制目标很难实现。为此,苏里格气田创新了管理模式,形成了数字化集气站的管理模式,对整个生产过程进行了自动化、科学化、现代化、数字化的管理,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。

数字化集气站模式就是在中心站利用迅速发展的Internet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实时监视、控制,实现集气站无人值守,定期巡检,中心站负责对所控集气站及井场的视频监视、数据采集、报表生成等生产运行管理工作的一种运行管理模式。

1 中心站与集气站自控水平

在苏里格气田地面集输系统标准化设计的基础上,将数字化管理技术进一步延伸,提高场站安防等级,完善生产数据实时监测、远程自动控制、安防智能监控等系统功能,实现中心站对数字化集气站的集中监视和控制。中心站实现“集中监视、事故报警、人工确认、远程操作、应急处理”;集气站实现“站场定期巡检、运行远程监控、事故紧急关断、故障人工排除”。

数字化集气站无人值守,定期巡检。中心站对集气站的关键运行参数、集气站视频等进行全面、全天候监控。在紧急情况下,经中心站人工确认后,集气站站控系统(RTU)按照预定程序执行紧急关断、放空等操作处理,确保站场及管线安全;由中心站迅速安排巡检人员前往应急处理及维修。

2 数字化集气站关键技术

数字化集气站采用了以下8项关键技术。

2.1 实时动态检测技术

对数字化集气站的关键运行参数进行检测,实时掌控站场生产运行情况,确保集气站处于安全、可控状态。主要包括:①单井油压、套压、流量检测;②采气干管进站压力检测;③分离器进出口压力和进口温度检测;④闪蒸分液罐压力检测;⑤分离器、闪蒸分液罐、污水罐液位检测;⑥压缩机运行状态参数监测;⑦自用气压力检测;⑧集气站外输流量、压力、温度检测;⑨生产区域可燃气体浓度检测。

2.2 多级远程关断技术

紧急关断是事故情况下确保集气站安全的重要手段。紧急关断系统按照工艺流程、压力系统分段分级设置,以尽量减小事故的影响范围。①井口高低压紧急关断阀远程或自动关断:当采气管线发生堵塞或破裂导致管线超压或失压时,可远程或自动关断井口高低压紧急关断阀,截断气源,防止事故进一步扩大;②进站截断区手动截断:在站外设进站截断区,每条进站采气干管设置手动截断阀,当站内出现故障,抢险维修人员无法入内时,可手动截断进站气源;③采气干管远程关断:每路干管在站内的进站区设置远程关断阀,当某路干管出现故障时只关闭相应干管,进行放空等操作,而不影响其他干管的正常生产,避免了单路干管故障,全站停车;④集气站出站截断区远程关断:在站外设出站截断区,紧急情况下可远程关断集气支线气源,确保集气支线安全;⑤压缩机远程停车:压缩机是苏里格气田集气站的核心设备,投资占整个集气站投资的一半以上,因此,设置了压缩机远程停车系统,在紧急情况下首先保证压缩机的安全。

2.3 远程自动排液技术

在分离器、闪蒸分液罐上设置了疏水阀+电动调节阀的排液系统,正常情况由疏水阀排液,疏水阀故障时采用电动调节阀远程紧急排液,电动阀为手动开启,自动关闭,避免窜气;形成了自动和远程控制的双排液系统,当自动排液系统故障时,采用远程紧急排液,确保集气站连续、平稳生产。

2.4 紧急安全放空技术

放空系统是确保集输系统安全的重要设施,设置了远程放空、手动放空和安全阀自动泄放放空相结合的安全放空系统。①在分离器上设置远程放空点,在紧急工况下远程关断进出口管线后,对集气站站内进行安全放空;②在进站截断区设置安全阀,当采气干管超压时将自动泄放,避免采气干管超压导致的站场风险;③在进站区、外输截断区、自用气区设置手动放空点,放空点下游均设置由人工控制的节流截止放空阀,实现安全放空。

2.5 关键设备自启停技术

①自启动发电机: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,确保集气站连续可靠供电;②UPS电源:集气站设置两台UPS电源,互为备用,站场断电时,UPS为控制系统、电动球阀等关键设备提供不间断电源,确保控制系统等关键设备的可靠运行。

2.6 全程网络监视技术

实现对集气站内外和井场实时监控,轨迹跟踪,自动录像、示警、报警,并具备控制、回放、查阅的功能。

2.7 智能安防监控技术

智能化、自动化、远程化的安保系统确保了集气站的安全运行,主要包括广播示警系统、夜间检测辅助系统、动力环境检测系统等。

2.8 报表自动生成技术

将报表格式固化到报表自动生成系统内,根据报表数据更新周期,按时采集相关参数并填入其中,实现集气站生产报表在中心站自动生成,减少了重复劳动,降低了工作强度,提高了工作效率。

3 中心站管理

3.1 主要功能

中心站主要实现对所辖集气站、井场的远程监视、控制、数据采集等功能。

1)远程接收及监控数字化集气站实时动态检测系统、全程网络监视系统、智能安防系统等上传的各类检测、报警数据。

2)远程操作数字化集气站的生产控制系统、自动排液系统、安全放空系统等,确保集气站安全、平稳、连续生产。

3)设置智能图像处理监控系统分析平台,全天候视频监视、自动报警与录像、现场声音警告等。

3.2 管理制度

形成了一系列针对数字化集气站模式的生产管理办法和制度,规范生产管理职责、明确巡检周期及内容、编制应急预案、规定远程控制程序等,确保了气田平稳生产。

4 实施成效

数字化集气站管理模式的实施达到了“四减少、三提高”的目的。

4.1 四减少

1)减少生产定员,缓解人力资源压力。苏里格气田资源面积几万平方千米,管理上百座集气站、上万口井。按照数字化集气站管理模式,较常规集气站定员减少56.25%。按100座集气站计算,可减少集气站生产定员300人以上,缓解了人力资源紧张的现实问题,适应了气田大规模、快速建设和管理的需要。

2)减少集气站占地,节省建设用地。站内不需要设值班室、餐厅等辅助生产设施,集气站面积可减少20%以上,节省了建设用地。

3)简化集气站生活配套设施建设,减少施工时间。取消集气站值班室、生活水源井、地埋式污水处理装置等生活配套设施,简化了站内绿化、站内道路的设置,缩短了集气站施工周期。

4)减少水、电、气消耗,降低运行成本,推进了绿色、环保气田的建立。数字化集气站模式将监控人员、巡检人员集中到中心站,减少了水、电、气等生活配套设施,减少了采暖面积,降低了生活用电量的消耗,节能降耗作用明显。

4.2 三提高

1)以人为本,改善了前线员工的工作环境,提高了凝聚力。巡检、监控人员均食宿在中心站,人员相对集中,完善了生活配套设施,可建立阅览室、活动室、洗衣房、篮球场等,改善了生活条件。

2)改善了组织管理结构,提高了运作效率。由中心站对集气站集中监视、控制,简化了组织管理结构,提高了管理、调度的效率;减少了大量的生产定员,降低了生产运行成本。

3)提高了气田管理水平和生产运行安全保障能力。中心站实现对所控集气站和井场的远程监视和控制,实现整个生产过程的自动化、科学化、现代化、数字化管理,“听数字指挥,让数字说话”,减少现场操作次数,降低安全风险,提高了生产运行安全保障能力。

5 结束语

苏里格气田数字化集气站建设管理模式是气田数字化的延伸、标准化的拓展,体现了现代精细管理的理念,有效地缓解了人力资源不足的矛盾,达到了减员增效的目的;提高了气田管理水平,适应大气田建设、大气田管理的需要。

[1]冉新权,朱天寿,刘祎,等.苏里格气田地面系统标准化建设[J].石油规划设计,2008,19(4):1-3,6.

[2]刘祎,杨光,王登海,等.苏里格气田地面系统标准化设计[J].天然气工业,2007,27(12):124-125.

朱天寿,教授级高级工程师,博士;1982年毕业于原西南石油学院采油工程专业,2004年获油气田开发专业博士学位;现任中国石油长庆油田公司总工程师。地址:(710018)陕西省西安市未央区未央路151号。E-mail:zts_cq@petrochina.com.cn

朱天寿等.苏里格气田数字化集气站建设管理模式.天然气工业,2011,31(2):9-11.

10.3787/j.issn.1000-0976.2011.02.002

2010-11-12 编辑 赵 勤)