油气田集气站数字化应急管理系统.pdf

第 3 4 卷第 3 期 2 0 1 5 ． 0 3 仪表 电信 油气田集气站数字化应急管理系统 王帅’ 张乃禄 ’ ； 王萌 刘a t , 许磊 1西安石油大学石油工程学院2西安石油大学电子工程学院 摘要 针对苏里格 气田集气站安全 生产和数字化应急管理需求，以苏 1 1 2 集气站为对象， 研究油气田集气站数字化应急管理系统。系统通过站 内运行参数以及状态视频在线实时监控， 整合数据信息，诊断危险等级，自动启动响应程序，集预警、准备、响应、恢复各应急环节一 体化运行管理，实现集气站生产运行异常自动诊断和事故 自动响应。实际运行表明，该系统实 现 了油气田集气站安全 隐患有效控制和突发事件 高效处置。 关键词集气站；数字化；事故诊断；自动响应；应急管理 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 4 ． i s s n ． 1 0 0 6 - 6 8 9 6 ． 2 0 1 5 ． 3 ． 0 2 1 油气田集气站内管道纵横、容器密布、工艺复 杂 ，生产和储运高温高压 、易燃易爆天然气 ，具有 潜在的重大危险 ，是油气生产的高危场所 ，集气站 安全隐患与事故的预警和应急管理是生产管理重中 之重。随着数字化技术的快速发展 ，油气 田生产 已 实现数字化监控与优化管理 ，集气站安全管理与 事故应急救援面临新的要求，安全状态信息与工艺 数据的整合 、 故障诊断、事故预警、应急处置、统 一 协调与及时有效管理是应急管理系统重点解决的 问题 。结合苏里格气 田苏 l 1 2 集气站工艺特点 与应急救援流程 ，研究油气 田集气站数字化应急管 理系统架构 ，系统地监控生产过程数据和安全状态 视频图像，进行危险等级诊断、应急自 动响应与应 急处置管理，以实现集气站安全隐患有效控制和突 发事故高效处置。 1 集气站与安全应急管理流程 1 ． 1 苏 1 1 2 集气站生产工艺 苏里格气田苏1 1 2 集气站包括进站区、分离 在选择光纤光栅温度传感器时 ，对光纤的绝缘 和导热性能 、光栅的保护强度和应力集中损坏 系数 进行了综合的考虑，最终选择了B r a g 光纤光栅作 为传感器的基本单元 ，其光栅的封装采用 了环氧树 脂和陶瓷两层结构 。光纤光栅温度传感器 的尺寸非 常小巧 ，特别适合在狭小的空间内进行安装，具体 尺寸为 2 6 mm3 ． 1 mm3 ． 1 mm。光纤光栅温度传 感器通过光缆与工控机进行数据通信 ， 并采集相应 位置的温度信息。 局部放 电传感器的主体外壳采用 了阳极氧化处 理的铝合金外壳 ，并使用硅胶进行密封 ，能够对外 部的电磁干扰产生有效的屏蔽。与主体相连的超声 探头使用树脂进行封装 。放 电传感器 的内部主要 由 T E V 传感头、阻容滤波电路模块、信号放大电路模 块、A D转化电路模块 、数据传输模块和电源电路 模块组成。局部放电传感器通过数据线连接到工控 机 ，采用M o d b u s 通信协议与工控机进行数据信号 传输。 系统主机除了核一13、 部件工控机之外还包括报警 基金论文 陕西省重大科技创新项 目 2 0 1 4 Z K O --0 3 0 2 。 器 、光 端机 、光解调仪和一些计算机 等必要 的硬 件 。主机的软件系统 由V i s u a l C 语 言开发设计 ， 使用的数据库是S Q L S e r v e r 2 0 0 8 。软件系统主要功 能包括 实时数据的动态显示 、历史数据的查询 、 数据趋势曲线的绘制 、异常数据的汇总和显示 、数 据通信的参数设置等，还提供一个人f生 化、可视化 的功能综合界面。当有设备异常时 ，软件系统就会 接收到相应的异常数据 ，并在可视化界面进行实时 显示 ，同时控制声光报警器发出报警信号。 3 ． 3 系统主要特色 变配电设备在线监控系统最大的特点就是实时 性和便利性，可以实时在线监测变配电设备的运行 状 态参 数 ，评估设备 的安全等级 ，消除潜在 危险 源 ，而且整个系统 的安装和调试非常简单 ，安全可 靠 。省时省力。除此之外 ，系统采用了多种先进 的 前沿技术，使得监测的结果更加全面，数据传输 、 数据分析更加准确和可靠。 栏 目主持关梅君 一 4 O一 油气田地面工程 h L - U o ／ ／ www ．y q t dr n g c ． c o m 第 3 4 卷第 3 期 2 0 1 5 ． 0 3 仪 表电信 人机界面 、 殍 丽 菊 ， 一⋯ { } 、 裂 稍 } 数 据 信 息 整 合l 囱 国 f 实 时 数 据 采 集 1 { 底层驱动 数据采集驱动程序 、 图 4 事故诊 断模型 记录， 并导人应急自 动响应与事后评估子系统。 3 ． 4 响应准备 3 ． 4 ． 1 制定应急预案 1 判识集气站工艺 、设备及站内外可能发生 的事故 ，并进行影响范围和后果分析 ，评估现有应 急能力与物资需求。 2 编制应急预案，与集气站事故危险等级相 结合 ，制定事故判识标准，并明确规定每位应急人 员在紧急状况下的职责。 3 建立数字化应急预案库，实施预案库动态 管理，不断更新完善。 3 ． 4 ． 2 建立应急物资 1 针对可能发生的事故与历史记录，制定相 应物资储备、调用、购买 目录，建立物资储备信息 数据库，及时补充储备不足的物资， 并纳入集气站 日常管理 ，实现物资储备动态管理 。 2 优化应急物资配送体系和集成诊断子系 统 ，依据事故诊断结果 ，明确事故应急物资需求 ， 快速高效地整合储备物资 ，及时有效地配送到指定 地点，重点地区重点安排，重要物资优先配送 ， 有 效配合应急响应 。 3 ． 5 自动响应 手机告知平台是将应急响应子系统与智能手机 集成，平时员工可实时查询站内生产数据和设备运 转情况。当应急响应子系统收到事故预警信息后， 通过手机告知平台向应急人员手机立即发送预警信 息 ，应急人员手机会报警 响铃 ，告 知事故发生 。 同时，依据诊断结果 ，系统 自动给出预案中确定的 应急人员资料，并通过此平台自动分配各专业人员 应急救援任务及地点，并需有关员工回复，确保收 到应急通知，在第一时间赶赴现场进行救援。 3 ． 6 指挥调度与事后评估 指挥员按预先设 定的应急流程下达处置指令 ， 流程框图化显示，避免响应调度中主次颠倒和处置 环节的遗漏 ，有序调动应急人员、物资到指定点， 变被动为主动。现场指挥平台实时跟踪反馈 ，与集 气站生产指挥中心进行双向数据通信，为加速事故 的应急处置提供及时有效 的数据信息 。在所有抢险 结束后 ，自动生成应急全程 的数据信息和行 动记 录，对其评估分析 ，进而修订和改进预案 ，为 日后 事件预案提供决策依据。 4 系统特点 该系统具有 以下特点 ①数据 自动采集与视频 在线监控 ，实时监控集气站 内外 、工艺及设备 的生 产运行状况； ② 自动诊断与应急 自 动响应，使站场 隐患与事故得到及时的预警、报警，保证预警与处 置的充分衔接，使集气站事故得到及时的处置，大 大降低事故的严重程度；③应急工作流的数字化和 应急人员 、物资调度的 自动化 ，使紧张繁琐的应急 管理工作变得简洁明了，提高了应急救援的效率 。 5 结论 1 针对 油气 田安全 管理与事故应急 的新 要 求 ，建立 了数字化应急管理系统构架 ，将数字化技 术应用于预警、准备、响应、恢复等应急环节，使 其变成了一体化运行管理系统 ，各级应急人员在统 一 平台上协同工作，提高了集气站应急管理效率。 2 系统实时采集集气站工艺 、设备运行状态 参数， 集成站场状态视频在线监控，整合统计多方 数据， 诊断事故危险等级，自启响应程序，实现集 气站运行异常 自动诊断和事故 自动响应 ，充分衔接 应急管理工作的各环节。 3 实现了集气站安全隐患的有效控制和突发 事 件 的高效处 置 ，保 障 了苏 l 1 2 集气站 安全运 营，提升了集气站管理水平，具有典型的应用示范 作用。 参考文献 [ 1 】 徐文龙 ，郭建春 ，单吉全 ，等 ．苏里格气 田数字化应急 管理的 发展方向[ J ] ．油气田地面工程，2 0 1 1 ，3 O 9 8 2 8 3 ． [ 2 ] 庞诚，张乃禄 。贺安武，等．油田数字化井场建设与施 工[ J ] _ 油气 田地面工程 ，2 0 1 1 ，3 0 1 1 7 9 8 O ． 【 3 ] 李峰 ，张超 ，张正辉 ．中 国石 油数字化应 急预案 系统研 究【 j 1 ． 中国安全生产科学技术，2 0 1 3 ，9 9 1 4 2 1 4 7 ． [ 4 1 S t e v e H e c k l e r ，Me l i s s a Q u i e k ．Us i n g Di g i t a l Oi l f i e l d P r i n c i p l e s t o E n h a n c e S a f e t y[ J 】 ．S o c i e t y o f P e t r o l e u m E n g i n e e r s ，2 0 1 2 3 2 7 -2 9 ． [ 5 】 朱迅 ，韩兴刚，高玉龙，等．苏里格气田数字化应急指挥系统 的研 究与应用『 J ] l天然气工业 ，2 0 1 2 ，3 2 5 7 8 8 O ． 栏 目主持关梅君 4 2 油． | ‘ 田地面工程 h t t p ／ ／ w w w ．y q t d mg c ． c o m