石油安全工程

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1、西安石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)電子工程學(xué)院安全工程專業(yè)安全0901班題目《石油安全工程》課程設(shè)計(jì)聯(lián)合站安全監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)七（采用板卡、PLC方案）學(xué)生指導(dǎo)老師徐竟天二○一二年十二月目錄第1章緒論11.1國內(nèi)外油田集輸聯(lián)合站安全監(jiān)控的研究現(xiàn)狀11.1.1國外油田集輸聯(lián)合站安全監(jiān)控的研究現(xiàn)狀11.1.2國內(nèi)油田集輸聯(lián)合站安全監(jiān)控的研究現(xiàn)狀11.2油田集輸聯(lián)合站安全監(jiān)控的意義21.3原油聯(lián)合站簡(jiǎn)介21.3.1油氣集輸系統(tǒng)31.3.2污水處理系統(tǒng)31.4初步分析41.5系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)5第2章系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)72.1初步分析72.2聯(lián)合站的工藝流程

2、與主要技術(shù)指標(biāo)7第3章系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備選型與介紹93.1板卡的類型與功能93.1.1板卡PCI-172193.1.2板卡PCI-171393.1.3板卡PCI-175510第4章監(jiān)控系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)114.1總體方案圖114.2完整系統(tǒng)說明114.2.1模擬量輸入/輸出模塊114.2.2數(shù)字量輸入/輸出模塊114.2.3某油田聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備清單12第5章結(jié)論13參考文獻(xiàn)14第1章緒論1.1國內(nèi)外油田集輸聯(lián)合站安全監(jiān)控的研究現(xiàn)狀1.1.1國外油田集輸聯(lián)合站安全監(jiān)控的研究現(xiàn)狀美國海灣石油公司于1954年10月，建成世界上第一套自動(dòng)監(jiān)控輸送

3、系統(tǒng)（LedgeAutomaticControlTransmissionSystem簡(jiǎn)稱LACT）裝置，解決了原油的自動(dòng)收集、處理、計(jì)量和輸送問題。21世紀(jì)以來，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，SCADA（SupervisoryControlandDataAcquisition）即監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)越來越多的應(yīng)用于油田生產(chǎn)控制與管理中。SCADA系統(tǒng)與在油氣開采中的處理設(shè)備上的檢測(cè)儀表和控制設(shè)備直接相連，這樣連接能夠?qū)崟r(shí)和不斷的獲取檢測(cè)儀表所檢測(cè)到的運(yùn)行信息。SCADA系統(tǒng)主要是面向操作人員的需要，也可以為多用途，提供操作、計(jì)算、管理和運(yùn)營等功能

4、。國外有些油田SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了注氣、注水的優(yōu)化控制運(yùn)行。SCADA能夠把遠(yuǎn)程獨(dú)立的單個(gè)油田作業(yè)變成一個(gè)具有許多緊密相關(guān)的功能的綜合加工過程，SCADA已具有為相互聯(lián)系的處理作業(yè)的最優(yōu)化提供定時(shí)獲得操作信息的能力。目前國外油田更是建立了從原油生產(chǎn)、儲(chǔ)存、銷售全面監(jiān)控的自動(dòng)化系統(tǒng)，將自動(dòng)化系統(tǒng)上升到了現(xiàn)代管理的高度。1.1.2國內(nèi)油田集輸聯(lián)合站安全監(jiān)控的研究現(xiàn)狀國內(nèi)油田聯(lián)合站的自動(dòng)化建設(shè)起步較晚，初期發(fā)展較為緩慢。但在越來越重視降低投資和解能的今天，人們開始關(guān)注原油集輸系統(tǒng)的最佳節(jié)能控制，即如何把脫出的污水中的含油量降至最少，原油處理

5、精度最高，使操作更為簡(jiǎn)單，運(yùn)行更為安全可靠。自1992年以來，國內(nèi)已有一些油田將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用于油田聯(lián)合站集輸系統(tǒng)，但這些計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)沒有很好的解決油田聯(lián)合站集輸系統(tǒng)控制上的問題。其主要原因是：油田隨著開采時(shí)間的延長(zhǎng)，采出油中的含水越來越高，而且近年來新井的投產(chǎn)較多，日產(chǎn)量不穩(wěn)，使各中轉(zhuǎn)站到聯(lián)合站的來液量波動(dòng)很大，造成脫水系統(tǒng)壓力經(jīng)常超出工藝允許范圍，原來的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)大都采用的是單回路給定點(diǎn)的PID控制算法，這種算法適用于原油含水低、來液量少且波動(dòng)小的情況。2000年以后，針對(duì)延長(zhǎng)油田定邊采油廠集輸聯(lián)合站工藝流程和安全生產(chǎn)要

6、求，開發(fā)了基于智能網(wǎng)絡(luò)化的聯(lián)合站安全生產(chǎn)監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，構(gòu)成聯(lián)合站生產(chǎn)工藝參數(shù)與設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合站生產(chǎn)過程安全監(jiān)視監(jiān)控和生產(chǎn)事故預(yù)警預(yù)報(bào)。運(yùn)行表明，系統(tǒng)大大提高了聯(lián)合站生產(chǎn)過程自動(dòng)化、安全生產(chǎn)保障能力與安全管理水平，具有典型的應(yīng)用示范作用。與此同時(shí)考慮到陜北油田的特點(diǎn)研制了聯(lián)合站原油計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)由工控計(jì)算機(jī)、分布式數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)和RS485總線構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合站原油準(zhǔn)確計(jì)量，定量穩(wěn)定外輸，工藝過程與生產(chǎn)安全在線實(shí)時(shí)監(jiān)控。之后的研究中又結(jié)合延長(zhǎng)油田靖邊采油廠聯(lián)合站

7、工藝流程和安全要求，于2007年開發(fā)了基于雙機(jī)冗余的高可靠性聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用IPC工控機(jī)和S7—300PLC，構(gòu)成了IPC4-PLC＋Profibus的雙機(jī)冗余系統(tǒng)。系統(tǒng)既有雙機(jī)冗余熱機(jī)備份，又具有工程師站和操作員站功能，大大提高了聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。雖然全國各地聯(lián)合站已不同程度的進(jìn)行了油氣生產(chǎn)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的試點(diǎn)工作，但水平參差不齊，也暴露出很多問題，主要表現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可靠性差，可維護(hù)性差，不能承受現(xiàn)場(chǎng)惡劣的工作環(huán)境（包括高溫、低溫、潮濕和沙塵）。因此在很多情況下，不能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行局部細(xì)微的分析，難以讓工程師技術(shù)人

8、員掌握第一手資料。從國內(nèi)油田監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展過程和今后的發(fā)展趨勢(shì)來看，自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)將越來越多的應(yīng)用到油田聯(lián)合站、油井的監(jiān)控系統(tǒng)中，而且必將數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。1.2油田集輸聯(lián)合站安全監(jiān)控的意義油田集輸聯(lián)合站的主要作用