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［摘要］江漢采油廠集輸管網平均使用年限超過17年，設備老舊維修頻繁，管線老化穿孔嚴重，傳統人工巡檢費時費力。江漢采油廠通過采用4G物聯網技術，整合集輸管網數據至PCS，健全重要區域可視化監控，完善關鍵節點數據化管理，建立集輸運行系統預警模型，實現集輸運行全程化管控和在線監測集輸管網動態，有效提升全廠集輸運行管理水平。但信息化建設有待進一步完善，還需采集站點內加熱爐、緩沖罐和分離器壓力，為下一步建設智能化管網奠定基礎。

［關鍵詞］油氣集輸；數字化管理；4G物聯網技術；可視化監控

江漢采油廠集輸運行系統包括接轉站23座，輸油泵70臺，干線總長200公里，全廠超過三分之一的輸油泵使用年限超15年，管線平均使用年限17年；設備老舊維修頻繁，管線老化穿孔嚴重，2019年集輸干線穿孔77次。生產信息化建成后，實現了部分輸油泵數據的實時監控，但集輸管網的流程管控及整體動態無法實時掌握，依靠人工巡檢，呈現出現場巡檢勞動強度大、巡線效率低、發現管線穿孔滯后、設備運行異常無法及時處理等問題，集輸運行管理難度大。工藝部門提出完善集輸運行系統信息化，強化對現場的監管，改善集輸管理現狀。

1主要做法

1．1完善集輸系統網絡架構

集輸運行系統包括站庫和干線兩大部分。站庫數據主要通過無線基站和鋪設光纖回傳，干線附近無供電源所以無法安裝使用數據采集模塊（RTU或PLC），且干線數據采集點多且分散。針對這種情況，江漢采油廠創新應用4G物聯網技術實現數據回傳。運營商為企業提供專用APN方式接入服務，在聯通的物聯網GGSN和企業的接人路由器之間建立起一條專用的數據傳輸隧道，只有企業容許的合法用戶才能通過該隧道接人到企業內網，而拒絕其他用戶的訪問。江漢油區使用MSTP專線接人，100M帶寬穩定獨享，且數據安全性高（圖1）。.4G物聯網技術：采用DTU信息模式，無線壓力變送器撥號成功并連接到油氣生產信息化標準SCADA系統后，首先給SCADA系統發送一個注冊包，同時要求注冊包在每次連接成功后都發送，用于標識無線壓力變送器區分不同設備。物聯網技術實現壓力儀表數據通過運營商網絡進行數據上傳，解決油區網絡覆蓋不全及供電問題。標準化采集：注冊包m＾TETUNGJMEI號碼＋V0T；注冊包固定長度為22Byte，其中“ETUNG：”是固定的，為6Byte，IMEI號碼是每一個設備的編號，作為設備標識，為15Byte，最后以lByte“＼xOO”結束；IMEI號是設備身份唯一標識碼，在每一個儀表上要求有IMEI號標識，標識要求清晰牢固，并被默認在儀表里，不能修改。根據生產監控需要，規范DTU數據采集；約定壓力、報警使能、上下限值、報警狀態寄存器地址及采集方式。

1．2健全重要區域可視化監控

在接轉站安裝視頻終端，實現視頻監控全覆蓋，并在重要位置使用電子圍欄，由生產指揮中心監控崗負責遠程巡檢、統一管控。一是在全廠接轉站站點大門處安裝海康360°球形攝像機，包括混油泵區、熱水泵區、加熱爐區，并設置侵入報瞥，包括告膂聯動時間和告警聯動對象。二是在重要設備區域安裝海康槍機。槍機專門用于監控輸油泵、熱水栗、加熱爐。

1．3建立關鍵節，點數據化管理

1．3．1完善生產現場數據采集接轉站重要設備則通過站控PLC系統實現參數采集，包括輸油泵、熱水泵進出口壓力、電壓電流、有功功率等參數。干線關鍵節點則將原有的356塊無線ZIGBEE壓力變送器通過與生產廠家結合，改裝通訊模塊、改變通訊協議升級為4G壓力變送器，依靠軟件運維服務單位建立物聯網與SCADA系統專用通訊協議，實現插卡后前端數據每天定時傳送至后臺數據庫，最終實現全廠集輸注水干線全部節點的壓力采集。1．3．2強化數據監測管理在實現壓力表安裝M蓋齊全的基礎上，基于PCS系統平臺，通過標準化采集協議，實現數據安全轉換并在PCS系統上的交互集成。同時，深化PCS系統功能延展，在PCS系統中新增“關鍵點査詢”模塊，將每天前端采集的4300條數據按照單元、設備、節點等方式歸類管理，并實現報表集成匯總、導人導出。技術人員選定關鍵設備、重要指標、設定閾值，系統生成關鍵點運行班報。系統將每個班次數據與閾值比較，超過閾值的以紅色標識。低于閾值的以藍色標識。輔助巡線人員更快發現管網異常點。

1．4強化集輸運行全程化管控

1．4．1建立集輸拓撲流程為有效提高集輸數字管網模型的使用效率和管理水平，建立宏觀網絡脈絡拓撲圖，實現關鍵節點處實時數據及時掌控。傳統模式下，展示拓撲流程圖必須在服務器上使用PSVIEVU工具繪制，需在網頁上安裝力控控件，才能實現WEB端的流程展示，操作繁瑣不便，無法推廣使用。在本研究中，技術人員通過梳理全廠集輸拓撲關系，依托PCS系統建立17張拓撲流程圖（圖2），在PCS中整合html5技術，可以直接在WEB端進行拓撲流程的編輯維護。同時，在系統中配有標準圖元庫，技術人員可根據現場流程變化及時調整設備和管線走向，維護簡單方便，實現各一線單位的生產運行管網個性化展示，實現聯合站、接轉站、計量站等470處關鍵節點的全覆蓋，有效輔助監控人員掌握整體集輸生產運行狀況。1．4．2建立集輸預警模型統計歷史生產情況，結合技術人員的專業知識、管理經驗，分析管線和油泵出現異常問題前＇生產參數的變化情況、參數變化趨勢，總結變化規律，以此作為該類問題的預警分析模型，并利用該模型對問題進行預測、預警。對不同集輸子系統中管線正常工作壓力、承受壓力以及輸油泵的工作電流、壓力值，技術人員則通過延展PCS系統報臀預筲功能及前端儀表閥值手動輸人設定，研究制定了管網壓力預警和基礎管理預警兩類預警模型。管網壓力預警包括管線穿孔、混輸流程泄漏、審井管理原因回壓升高、分層級壓力預警等狀況；難礎管理預膂包括輸油泵壓力異常、輸油泵電流異常等狀況。通過搭建報警預警模型，實現生產管網的全過程數字化管控。

2應用情況

2．1應用成效

1）降低巡線勞動強度．提卨工作效率。常規人工管理模式：每人負責一個站的集輸管網現場巡線，單趟需要花費60min，一天巡線3次。PCS線上巡檢集輸管網：由生產指揮中心遠程集中管控，1名監控人員花費15min可完成全區電子巡線和設備遠程巡檢。2）及時發現管線穿孔，降低安全環保隱患。運用PCS集輸干線在線監控，發現泄漏時間縮短至lOmin，與常規人工巡檢管線發現穿孔時間6h相比，效率提高360％，管線穿孔造成的污染面積同比下降90％。2020年5月24日，王場采油管理區王6站外輸壓力超下限，系統推送王6站外輸干線穿孔報警，生產指揮中心通知班站巡檢王6站至王場聯合站千線，及時定位穿孔位置。運用PCS監測集輸干線壓力，及時發現集輸管線穿孔事件30次。3）保障設備平穩運行，提升集輸運行管理水平。運用PCS監測集輸管網，輸油泵異常運行及時發現調整，保障輸油壓力平衡、流量穩定，保障管網運行更加順暢。2020年5月5日晚20點11分，王17站出口壓力超限，系統推送輸油泵壓力異常預警，中控人員通知王17站站長。經排査問題發現輸油泵異常導致停輸，21點59分問題解決恢復輸油。運用PCS監測輸油泵運行情況，及時發現設備異常40余次。

2．2效益分析

1）優化人力資源，提高管理效益。有效降低一線員工勞動強度，提高工作效率，實現接轉站少人值守、遠程巡檢。全廠23座接轉站，按照每座接轉站優化2名用工，預計全廠可優化46名用工。2）減少維修費用，增加經濟效益。及時發現油泵工作異常，預計年減少泵維修次數40次，維修費按照1萬元／次測算，預計年節約設備維修費用40萬元。3）降低污染風險，提升社會效益。運用PCS在線監測集輸管網，及時發現管線穿孔30次，極大降低了大面積原油泄漏造成的環境污染，為環保型生產油區保駕護航，呵護江漢綠色家園。

3結論與建議

1）借助生產信息化，實現集輸系統全程化管控。全面監測重點設備和集輸干線，提高應急處置效率，優化輸油管網運行，促進集輸管理由經驗式管理向數據化管理過渡，由粗獷式管理向精細化管理轉變。2）集輸系統已實現輸油泵和干線壓力采集，建議進一步完善信息化建設，采集站點內加熱爐、緩沖罐和分離器壓力，為下一步建設智能化管網奠定基礎。

［參考文獻］

［1］曲斌，豐大成，袁濤．構建油氣集輸系統的智能化管理網絡DG．西安石油學院學報，2002，17（3）：61＿64．

［2］尹虎，肖廣榮，辛剛，等．基于信息自動化的現代油田發展分析［J］？石化技術，2015，22（8）：254＋258．

作者：胥小龍 單位：中國石化江漢油田分公司江漢采油廠