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SCADA系统下的产量监控系统建立

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武登峰　周良志　曹彩平　姚首强　张磊

[摘要]为适应油田发展新趋势，改变传统生产管理模式，本文借助数字化管理手段，以SCADA系统作为数据源与采集平台，建立产量实时监控体系，对生产状况实时监控异常监控预警，为精细化管理提供便捷管理和决策依据。

[关键词]数字化；产量监控；SCADA系统

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2017.18.035

[中图分类号]TE938；F270.7 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）18-0057-02

SCADA系统的建设完成，实现了数字化管理的“四大”转变，即生产数据由分散监控转变为集中监控，产量监控由定时报产转变为实时预警，集输注水由分站运行转变为集中调度，参数报警由单级处理转变为逐级推送。本文在SCADA系统的基础上，开发实时产量监控系统。

1产量监控现状

1.1产量监控未形成体系

目前，站点产量数据已大部分实现自动采集，但产量监控过程仍通过人工进行，监控效率较低，通过现场录取资料进行计算，数据采集分析频率较低。

站点数据人工上报频率=1次，8小时×24小时=3次；

井区数据人工分析频率=1次/8小时×24小时=3次；

作业区人工盘库数据频率=1次，8小时×24小时=3次；

1.2产量监控环节多、过程长，结果准确性无法保障

传统模式下产量数据经过站点、管理单元（井区）、作业区多级传递，人工计算上报的中间环节过多，从现场采集到生成报表需要24小时，数据传达至管理部门时间长达8小时，缺乏实时直观的监控手段，出现产量波动定位模糊且不及时，数据应用时效性较低。

1.3产量数据应用未形成系统化应用

员工通过Excel软件编写的产量报表，通过即时通讯软件发送上传，数据无法共享到其他数字化应用系统，应用系统也无法验证辅助产量监控，历史数据没有自动存储、调用、共享等功能，形成“信息孤岛”。

1.4数据信息人工统计分析劳动强度大

传统模式下，无产量整体监控手段，站点、井区、作业区生产管理人员，人工分析产量数据得出生产情况现状，人工查阅历史资料对比分析，重复统计分析工作较多，员工劳动强度大，耗时、费力、工作效率低。

2产量监控系统的建立

本文利用SCADA系统中采集的产量数据，整合数据采集和传输链路，梳理系统功能框架和数据计算模型，实现实时监控产量运行变化的目标，协助生产管理者解决处理产量问题，如图1所示。

2.1前端数据链路改造

外输流量计与液位是产量监控的核心与关键，本文为保障系统采集数据准确性，针对目前站内仪器仪表采集点存在问题，制订实施升级改造计划。

（1）ZMTD型智能流量变送器。引进了ZMTD型智能流量变送器，采用“机-电”脉冲转换，实现了数字表头计量结果与机械字轮完全一致、零误差传输，提高了计量采集结果的准确性和一致性。

（2）雷达液位计。由于静压液位计受介质密度的影响较大，计量误差较大，组织更换为测量精准的雷达液位计，解决液位采集不准的问题。

2.2产量监控系统计算模型

为确保厂级产量监控系统数据采集准确，能客观、准确地体现全厂各作业区、各站点产量运行情况，建立科学通用的数据计算模型，利用已采集的监控参数，配套科学、合理的产量计算模型和对比分析模型。

2.2.1产量计算模型

2.2.2对比分析模型

时间进度：（当前时间-计产起始时间）/24h×100%=时间进度

输差：实时外输-实时接收=实时输差

折算日产液量：

产进，（当前时间-计产起始时间）×24h=折算日产液量

当前产量进度：產进，计划产液量=当前产量进度

较昨日差值：折算日产液量-昨日产液量=较昨日差值

油井功图计量：功图计产液量之和

2.3数据库建设

充分利用已建数字化实时数据库，建立产量监控相关数据点，为产量监控系统提供所需数据，保证数据源的唯一性和格式的统一性，如图2所示。

2.4产量监控系统平台开发

产量监控系统是在SCADA系统数据采集的基础上，进行开发产量监控界面和功能。

（1）产量监控报表。在产量监控系统中，开发各级产量监控报表，显示从单井到全厂各级产量现状，如图3所示。

（2）外输流量自动切换。为保证流量参数计量的连续性，本文在SCADA系统中创新开发了流量自动切换功能，当站点外输流量数据采集中断时，自动切换为下游站点来油流量进行计算，如图4所示。

（3）数据采集故障判识预警。系统具备仪表参数中断、采集故障判别功能，当各站点外输流量计采集实时数据值为-9999或者0时，导致计算模型无法执行时，在实时产量中外输数值显示蓝色进行预警。

3产量监控系统取得的效果

3.1产量监控实时高效

利用实时数据计算出产量，自动计算出当前产量进度，与当前时间进度对比，随时监控当前时间的产量情况，提高监控时实性。

3.2输差监控及时准确

实时显示从计产起始时间开始到当前的输差变化，随时监控输差情况，系统每3秒刷新1次，提高对输差监控的实时性和及时性。

3.3生产趋势提前预判

系统根据产进的实时数据，计算出折算日产液量，与昨天日产液量对比得出较差值，实时预判产量运行趋势。

3.4监控数据真实可靠

数字化仪表采集的数据，通过数据库到达产量监控系统，最终发布到监控界面，全程屏蔽人为数据修改，能够真实反映产进和外输情况，保障产量数据的准确性。

4结语

产量监控系统的主要优势是实时反映产量运行情况，通过产量连续变化趋势，预判当前时间进度下产量进度是否符合正常生产进度，并以报警提示生产管理人员，实现生产动态随时掌握。系统对前端数据采集和站点流程要求较高，对工艺流程相对标准或单一的站点监控效果较好，对串输、卸油、脱水、拉油等复杂流程的站点监控效果较为困难，需要对站内监控流程和采集点进行调整改造。

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