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视频监控系统在油田生产中的应用

发布日期:2016-07-21   来源:《智慧工厂》4期   作者:胜利油田孤东采油厂 朱益飞   浏览次数:7764
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【摘   要】:文中介绍了油田油气生产工艺流程中的主要环节和信息化集成、视频监控设置原则、油田生产视频监控系统实施方案以及现场应用情况,并对实施效果作了分析。

 1引言

随着油气藏开发难度的增加以及油气田地面建设规模的扩大,传统的地面工程建设管理模式和组织方式已无法满足油气田快速生产和低成本、集约化的发展需求,油田生产智能化和信息化,推进油田生产管理模式创新,提升油田生产运行系统效率成为一种必然的发展趋势[1]。近年来,胜利油田按照地面工程“标准化设计、模块化建设、标准化采购、信息化提升”的“四化”建设工作要求,加大技术引进创新和新技术应用,在智能油田信息化推进实施过程油田中取得了很好的工作实施效果。而视频监控系统是油田管理模式创新推进智能化油田建设中不可缺少的一个重要环节,它对促进油田生产整个过程规范化管理,丰富“四化”内涵起到十分重要的作用。现对视频监控在油田生产中的应用课题作一介绍。

2油田油气生产工艺流程中的主要环节和信息化集成

2.1油田油气工艺流程

油田油气生产工艺流程中的主要环节有油井和水井、计量站、配水间、油气接转站、注水站、注汽站和联合站等[2]

信息化集成组成油田生产监控、调度运行、生产管理、生产动态、应急管理和预警报警等六个模块的生产指挥平台系统,实现油田油气生产全过程采集监控,全过程优化调整,全过程分析预警。

油气生产信息化主要包括远程自动停井、油井示功图计量、加热炉自动控制点炉、远程数据录取、远程电参数采集、在线流量自动检测、电子巡井、分离器液位自动控制等功能。

注水生产信息化主要包括自动巡检、自动配水、液位自动控制监控、生产参数自动采集、生产报警等功能。

注汽生产信息化主要包括自动巡检、自动点火、液位自动控制监控、生产参数自动采集、生产报警等功能。

综合治安信息化主要包括智能视频监控、管线泄漏报警、GPS定位等功能。

3油田视频监控设置原则

3.1视频监控总体原则

    监控点的布置综合考虑重点目标、要害部位、关键装置和人员密集场所等风险因素,统筹考虑四化建设、反恐防范及安全环保视频建设需求,做到优先重点、兼顾全面、杜绝重复建设。重点依据以下四个原则:一是覆盖关键区域、关键机组、关键设施、关键物品和关键岗位。二是覆盖操作频繁区、风险叠加区、故障易发区和事故多发区。三是视频监控设施和设备应能满足场所本质安全需求,避免因此而增大事故隐患或风险程度。四是经济效益最大化,摄像头位置和数量最优化,利用最少的摄像头、最经济的摄像头实现全覆盖。

3.2 计量站内视频监控

计量站是油井产出液汇集节点,产出液经计量站汇集后输送至接转站或联合站。同时,计量站安装有分离器,承担单井液量气量计量功能。计量站内视频监控安装原则:(1)频繁操作区:分离器、流程阀门;(2)防恐需求:出入口监控;(3)监控器防爆,满足本质安全需求;(4)采用主动监视方式,能够实现异常状态报警。

3.3 油气接转站内视频监控

 产出液输送距离较远,采取三级布站模式的生产工艺流程,油气接转站是计量站和联合站之间的接力点。油气接转站承担着原油收集、储存和转输任务。油气接转站内视频监控安装原则:(1)频繁操作区:联合泵房、配电室;(2)故障事故多发区:加热炉区、大罐区;(3)防恐需求:出入口、围墙、办公区;(4)监控器防爆,满足本质安全需求;(5)采用主动监视方式,能够实现异常状态报警。

3.4 联合站内视频监控

联合站担负着采油队产出液的脱水、外输任务。站内主要分为分离器区、油罐区、油泵房区、加热炉区、污水罐区、消防罐区、轻烃区等。联合站内视频监控安装原则:联合站担负着采油队产出液的脱水、外输任务。站内主要分为分离器区、油罐区、油泵房区、加热炉区、污水罐区、消防罐区、轻烃区等。

3.5 注水站内视频监控

注水站分为离心式注水泵站和柱塞式注水泵站,接收联合站处理后污水,经注水泵升压后输送至配水间。站内主要分为注水罐区、泵房区、污水池区、办公区等。注水站内视频监控安装原则:室外:(1)覆盖出入口等重点安全防范区域;(2)故障易发区和事故多发区:高压分水器、污水罐;(3)摄像头采用非防爆摄像头,具备主动监视方式,能够实现异常状态报警。室内:(1)操作区频繁区:注水泵机组、润滑油机组;(2)故障易发区和事故多发区:配电室;(3)摄像头采用非防爆摄像头,具备主动监视方式,能够实现异常状态报警。

3.6 配水间视频监控

配水间接收注水站高压水经分水器分配到单井,同时对单井水量进行调节和计量。配水间监控安装原则:(1)频繁操作区、故障易发区和事故多发区:高压分水器;(2)覆盖出入口,具备防盗录像功能;(3)采用主动监视方式,能够实现异常状态报警。

3.7 注汽站视频监控

注汽站对来水进行软化处理,由高压注汽锅炉将干度70%以上的湿蒸汽通过注汽管网注入到热采井。站内主要分为储油罐区、锅炉区、水处理区和办公区等。视频系统按照室外全覆盖,室内重点部位和设备监控的原则,室外设高清球机3套,室内枪机3套,配套扬声器、照明灯,实现对站场昼夜监控,图像分析报警、广播报警。

4 系统实施方案

4.1 计量站内视频监控实施方案

每个计量站需安装数量一个,摄像头型号采用防爆筒机(720P),安装位置设在计量站内侧上墙角,具有移动侦测、动态分析、遮挡报警等功能。

4.2油气接转站内视频监控实施方案

    每个油气接转站需要在接转站围墙四周上部装一套电子围墙,在加热炉区域安装一个高清球机摄像头,油罐区安装一个高清球机摄像头,在大门区安装一个高清球机摄像头,在泵房内安装二个防爆筒机摄像头,在配电室安装一个防爆筒机摄像头,每个摄像头的安装位置和高度按照监控全覆盖的要求和现场实际情况确定。

4.3 联合站视频监控实施方案

    1)联合站室外视频监控实施方案。每个联合站需要在油气分离器区安装二个高清球机摄像头,安装位置在分离器防火防爆区外,安装高度12,具有预置点、巡航扫描、花样扫描等功能。在油罐区安装四个高清球机摄像头,安装位置在油罐防火防爆区外,安装高度15,具有预置点、巡航扫描、花样扫描等功能。在蒸汽换热区安装一个高清球机摄像头,安装位置在蒸汽换热区防火防爆区外,安装高度12,具有预置点、巡航扫描、花样扫描等功能。在污水罐区安装三个高清球机摄像头,安装位置在污水罐周围非防火防爆区,安装高度15,具有预置点、巡航扫描、花样扫描等功能。在污水滤罐区安装一个高清球机摄像头,安装位置在污水滤罐周围非防火防爆区,安装高度12,具有预置点、巡航扫描、花样扫描等功能。轻烃站办公区、加热炉区、轻烃罐区 、制冷区分别安装一个高清枪机摄像头,安装位置在非防火防爆区外,安装高度12,具有预置点、巡航扫描、花样扫描等功能。门岗设置高清球机一台,具备扬声器、照明灯,综合办公楼设置强请枪机一台,站库围墙四周安装电子围墙,实现闯入报警功能。

    2)联合站室内视频监控实施方案。每个联合站需要在原油泵房内安装三个防爆枪机摄像头,安装位置在泵房内墙高处,安装高度4,具有移动侦测,动态分析等功能。在污水加药泵房内安装一个高清枪机摄像头,安装位置在泵房内墙高处,安装高度4,具有移动侦测,动态分析等功能。在污水泵房内安装一个高清枪机摄像头,安装位置在泵房内墙高处,安装高度4,具有移动侦测,动态分析等功能。在消防泵房内安装一个高清枪机摄像头,安装位置在泵房内墙高处,安装高度4,具有移动侦测,动态分析等功能。在消防罐区安装一个高清球机摄像头,安装位置在消防罐区外侧,安装高度15,具有预置点、巡航扫描、花样扫描等功能。在事故泵房内安装一个高清枪机摄像头,安装位置在泵房内墙高处,安装高度4,具有移动侦测,动态分析等功能。在事故罐区安装一个高清球机摄像头,安装位置在事故罐区外侧,安装高度15,具有预置点、巡航扫描、花样扫描等功能。在配电室内安装一个高清枪机摄像头,安装位置在配电室内墙高处,安装高度4,具有移动侦测,动态分析等功能。在原油稳定机房内安装一个防爆枪机摄像头,安装位置在泵房内墙高处,安装高度4,具有移动侦测,动态分析等功能。在轻烃站压缩机房内安装一个防爆枪机摄像头,安装位置在泵房内墙高处,安装高度4,具有移动侦测,动态分析等功能。

  按照以上布置,联合站内共需安装室外设摄像机19套,室内摄像机12套,电子围墙一套。通过平面综合布置,站内室外各区域间存在监控叠加区,因此对站内室外摄像头的设置位置和数量进行优化。优化后,联合站内室外摄像机共14套,其中室外红外高清球机1套(门岗)、室外红外枪机一体机5套、室外红外高速球机8套。室内安装防爆枪机一体机5套,非防爆枪机4套。联合站围墙设置防闯入电子监控装置一套。

4.4 注水站视频监控实施方案

1)离心式注水站。每个离心式注水站室外需安装在厂区对角安装室外红外高速球机摄像头二个,安装位置院墙内侧,安装高度15米,具有预置点、巡航扫描、花样扫描等功能;在站门口安装室外红外枪机一体机摄像头一个,安装位置站大门内侧,安装高度4米,具有移动侦测,动态分析等功能。每个离心式注水站室内需安装枪机一体机摄像头(720P)四个,安装位置注水泵房内对角、润滑油泵房屋顶,安装高度4米,具有移动侦测、动态分析、遮挡报警等功能。离心式注水泵站安装球机2套、枪机5套。

  2)柱塞式注水站。每个柱塞式注水站室外需安装在厂区对角安装室外红外高速球机摄像头二个,安装位置院墙内侧,安装高度15,具有预置点、巡航扫描、花样扫描等功能;在站门口安装室外红外枪机一体机摄像头一个,安装位置站大门内侧,安装高度4,具有移动侦测,动态分析等功能。每个离心式注水站室内需安装枪机一体机摄像头(720P)三个,安装位置注水泵房内对角、润滑油泵房屋顶,安装高度4,具有移动侦测、动态分析、遮挡报警等功能。柱塞式注水泵站安装球机2套、枪机4套。

4.5 配水间视频监控实施方案

  每个配水间需要安装高清枪机摄像头(720P)一个,安装位置配水间内侧上墙角,安装高度4,具有移动侦测、动态分析、遮挡报警等功能。

4.6 注汽站视频监控实施方案

    每个注汽站需要安装在油罐区安装高清球机摄像头一个,安装位置油罐区,主要监控油罐区,具备巡航扫描、异常报警功能。在锅炉区的水处理区安装高清球机摄像头一个,安装位置锅炉区的水处理区,主要监控锅炉区的水处理区,具备巡航扫描、异常报警功能。在水处理区和主要出入通道安装高清球机摄像头一个,安装位置水处理区和主要出入通道,主要监控水处理区和主要出入通道,具备巡航扫描、异常报警功能。

5 项目评估运行工程

5.1 项目功能评估   

视频监控改变了人工巡井、巡线、巡查方式,实现了电子巡检,提高了巡检工作效率,改善了员工工作环境,降低了员工劳动强度。项目智能监控报警功能。通过系统设置报警预置点,自动巡航扫描、花样扫描,实现了现场异常情况的自动报警。根据实时录取的数据,分专业、分层级进行模块化管理,通过分析生产曲线、设置预警阀值,实现了事前预警、趋势分析和统筹处理。通过应用分站计量、管线泄漏监控等系统,实现了对单井、计量站、配水间、油气接转站、注水站、注汽站、联合站的全过程预警、分析和处理。可以实现全过程油井、水井优化调整,通过跟踪采集注水生产状况和注水监控,可实现注水自动配水,优化注水生产运行。

5.2项目实施评估

视频监控系统在油田生产中的有效应用,取得了良好的应用效果。主要体现在以下几个方面:一是油田油气生产信息化率得到明显提升,提高了油田生产运行效率,生产运行效率与实施前相比提高了50%。二是油田油气生产全过程信息化运行,提高了油田精细化管理水平。三是增强了油区综合防护能力,提高了油区安全环保管理水平。应用该系统后,管线腐蚀穿孔泄漏造成环境污染和污染损失明显减少,由于发现和处置及时快速,治理污染的工作量及费用与系统应用前相比降低了80%。四是强化油区生产监控。应用电子巡检系统,及时掌握油井生产动态,缩短了躺井和管线穿孔的发现时间,油井时率达到97.99%,与系统应用前相比上升5.55%。五是加强水井治理,水井安装恒流量注水撬块后,实现了传统手工调水向自动调水的转变,水井的工况得到了改善,层段合格率由77.9%上升到86%。六是推动了组织形式的改进,提高了劳动生产率。通过建立起电子巡查、中心值守、人机联动的新型生产组织形式,减少了班组,减少了用工总量的35%,提高了劳动生产率,降低了吨油生产成本,推动采油厂走“管理集约化、运营市场化、服务社会化、资源最优化、考核效益化”的现代油公司发展之路。

5.3 项目运行工程

2014年,该系统在胜利油田某采油管理区投入现场应用,将系统主控站设在采油管理区生产调度指挥中心,网络光纤通讯线缆架设到各井站,各油井数据采集信号通过无线方式传输到各井站数据采集终端,井站数据采集终端将现场实时采集到的所有数字信息通过网络光纤通讯线缆传输到生产调度指挥中心的主控站,并实现主控站控制执行指令对采油生产管理区各监控站点信息的双向实时传输,实现油田油气生产过程全过程监控、全过程分析预警、全方位优化调整、全方位指挥管控的功能。该系统还可以与油田局域网系统联结,对授权用户可以实现油田油气生产过程实时远距离监控和生产信息数据的远距离读取。

6 结束语

随着油气藏开发难度的增加以及油气田地面建设规模的扩大,传统的地面工程建设管理模式和组织方式已无法满足油气田快速生产和低成本、集约化的发展需求,而视频监控系统是油田管理模式创新推进智能化油田建设中不可缺少的一个重要环节。实践证明,视频监控系统技术先进,智能化、自动化和数字化程度高,它的应用不仅实现了油田基层管理模式的创新,而且充分发挥信息化设备生产过程全过程监控、全过程分析预警、全方位优化调整、全方位指挥管控的功能,实现了工作效率和工作质量的提升,油区综合防护能力得到明显提升,系统整体节能降耗和降本增效效果明显,具有良好的推广应用价值。

参考文献

[1]朱益飞. 物联网:未信息技术[J].赛尔电气应用,2012,10(12):112114.

[2]朱益飞,张士杰,杨梅,朱海.强化设备现场监督提升设备运行质量[J].中国设备工程,2012,25(6):2728.

作者简介

朱益飞(1967-)男 工学学士 高级工程师 油田技术质量管理工程

 
 
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