前言：

    由于地勢環(huán)境的因素，導致了長(cháng)慶油田“數字化”系統是一個(gè)復雜的、多層結構的信息化系統。該系統涉及到了多種硬件設備、軟件平臺以及復雜的網(wǎng)絡(luò )通訊結構，其中以王二計量轉接站的數字化建設更具有代表性。

     1 、項目背景介紹
 
              

    長(cháng)慶油田為國內第二大油田，礦產(chǎn)資源登記面積25.78萬(wàn)平方公里，跨越5省區， 長(cháng)慶油田管理的7萬(wàn)口油、氣、水井分布在37萬(wàn)平方公里的鄂爾多斯盆地，涉及4?。▍^）、數十個(gè)市縣，各采油、采氣廠(chǎng)比較分散獨立，管理難度之大、企業(yè)成本之高可想而知。為了降低企業(yè)成本、完善企業(yè)管理、提高企業(yè)在行業(yè)的競爭力，長(cháng)慶油田實(shí)施了數字化建設工程、建立全油田統一的生產(chǎn)管理、綜合研究的數字化管理系統，實(shí)現“同一平臺、信息共享、多級監視、分散控制”，達到強化安全、過(guò)程監控、節約人力資源和提高效益的目標。為此，長(cháng)慶油田于2010年初對王二轉及所轄井場(chǎng)進(jìn)行了數字化改造。

    王二轉位于陜西省安塞縣王窯鄉白莊村內，隸屬于長(cháng)慶油田采油一廠(chǎng)王窯作業(yè)區。其下58個(gè)井場(chǎng)，69口油井，4座配水閥組間、32口注水井分布在周?chē)笊缴?，管理難度非常大，大量的油水井都采用人工徒步巡檢的方式完成，效率十分低下。在王二轉站內，值班員工采用傳統方式進(jìn)行生產(chǎn)：手動(dòng)切換來(lái)油管線(xiàn)至雙容積計量裝置進(jìn)行產(chǎn)液量計量；定時(shí)現場(chǎng)巡視關(guān)鍵部位生產(chǎn)數據；根據液位來(lái)油情況手動(dòng)啟動(dòng)外輸泵輸送原油；手動(dòng)填寫(xiě)生產(chǎn)報表、電話(huà)上報上級管理單位……，這造成了一線(xiàn)值班人員非常大的勞動(dòng)強度，同時(shí)還存在生產(chǎn)數據不準確、信息反饋不及時(shí)等方面的缺陷。王二轉數字化建設的目的就是通過(guò)前端井場(chǎng)和站內的改造，使得員工不出站點(diǎn)就能夠在王二轉站內隨時(shí)了解到現場(chǎng)和站內的生產(chǎn)情況、獲得準確的運行數據、實(shí)時(shí)的數據共享，降低勞動(dòng)強度和用工數量。

     2、項目目標與原則

    王二轉數字化建設要達到以下功能：

    1、油水井數據遠程監測：實(shí)時(shí)將抽油機示功圖、三相電量參數、運行狀態(tài)等數據傳輸至王二轉監控平臺，并且可以遠程遙控抽油機啟停；實(shí)時(shí)采集注水井注水流量、注水壓力、管線(xiàn)壓力等數據，并且可以遠程調節注水井配注量；對井場(chǎng)外輸壓力進(jìn)行檢測，從而能夠根據壓力變化情況判斷管道泄露、堵塞等異常情況；

     2、井場(chǎng)視頻監控及闖入報警提示：能夠在王二轉站內平臺實(shí)時(shí)監測井場(chǎng)和站內關(guān)鍵部位視頻數據，并且具備抓拍、錄像、云臺控制等功能；能夠捕獲外來(lái)闖入人員，上報監控平臺，從而達到語(yǔ)音警告、取證拍攝的功能；

    3、對王二轉站內重點(diǎn)數據的實(shí)時(shí)監測與控制：監控王二轉站內關(guān)鍵部位生產(chǎn)數據、通過(guò)報警、曲線(xiàn)、報表等方式進(jìn)行顯示與監測，同時(shí)實(shí)現根據原油來(lái)量自動(dòng)調節外輸泵的排量、連鎖停泵、自動(dòng)收球加熱的功能；

    4、廢除以前的雙容積計量流程，通過(guò)現場(chǎng)采集到得功圖進(jìn)行功圖法產(chǎn)量計算、并且存入數據庫，為日后報表查詢(xún)、產(chǎn)量分析、油井故障判斷提供原始數據；

    5、為更高一層的作業(yè)區、廠(chǎng)級信息平臺提供數據接口，從而能夠構建全廠(chǎng)統一的信息管理平臺。

    為了完成上述目標，王二轉數字化建設遵循長(cháng)慶油田的“兩高、一低、三優(yōu)化、兩提升”的思路進(jìn)行實(shí)施。所謂的“兩高”是指高水平、高效率，在項目實(shí)施中大量使用先進(jìn)技術(shù)和理念，為后期系統升級提供合理空間；“一低”是指低投入，要盡量壓縮投入資金、合理選擇監控范圍、選擇適合現場(chǎng)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò )方案、設備，達到低投入高效能的目的；另外要通過(guò)數字化項目的實(shí)施，優(yōu)化工藝流程、優(yōu)化地面設施、優(yōu)化管理模式；提升工藝過(guò)程的監控水平、提升生產(chǎn)管理過(guò)程智能化水平，達到管理模式的改頭換面。

   3、項目構成與實(shí)施方案

    3.1硬件系統

    王二轉硬件系統結構如下圖所示：包括井場(chǎng)和站內兩大部分。
井場(chǎng)系統分為井口部分、井場(chǎng)配水間部分、井場(chǎng)視頻監控部分和井場(chǎng)主控部分；站內系統分為站內視頻監控部分、增壓站RTU/PLC控制部分、中控室監控系統部分。
  
             

    3.1.1井口部分

    井口主要完成的功能是采集油井示功圖、電量參數、運行狀態(tài)等參數，并進(jìn)行抽油機遠程啟?？刂?。

    在這里選用的北京安控科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)安控科技）的井口數據采集RTU，首先通過(guò)4-20mA模擬信號對負荷和角位移進(jìn)行連續采集，從而得到示功圖的位移變化和負荷變化情況，再通過(guò)濾波、數據整合為示功圖數據。
  井口數據采集RTU內嵌入了三相電參采集功能，在抽油機柜內安裝有三個(gè)電流互感器，獲得電機運行的電流數據，三相電壓采用直接采集的方式獲得，在控制器內完成電機的電壓、電流監測、功率、電能、功率因素等數據。  

                     

    井口數據采集器具備3路DO 輸出通道，這三路DO通道分別接入到電機啟動(dòng)柜的啟動(dòng)回路、停止回路、語(yǔ)音報警喇叭回路，當井口數據采集器接收到王二轉站內平臺的啟停抽油機命令后，可以通過(guò)這些DO輸出端子完成相應功能，并且當抽油機啟動(dòng)時(shí)先語(yǔ)音報警提示抽油機即將啟動(dòng)，當報警1分鐘時(shí)長(cháng)后才啟動(dòng)抽油機從而保證了遠程啟動(dòng)抽油機的安全性。油井運行狀態(tài)信號時(shí)通過(guò)DI采集通道獲取的，通過(guò)電機啟動(dòng)柜內的交流接觸器輔助觸點(diǎn)進(jìn)行啟停狀態(tài)判斷。井口數據是通過(guò)2.4G zigbee無(wú)線(xiàn)通訊協(xié)議與井場(chǎng)主RTU進(jìn)行通訊的。

     3.1.2井場(chǎng)配水間部分

    在王二轉所轄區域內，有4個(gè)配水間，配水間的主要功能是根據配注計劃自動(dòng)調節注水流量。配水間內的主要設備有高壓穩流配水裝置，和壓力變送器等，高壓穩流配水裝置可以采集注水井的當前注水流量，并且可以進(jìn)行設定，通過(guò)自己的執行機構完成配水量指標，壓力變送器主要用來(lái)檢測注水管線(xiàn)的進(jìn)出口壓力。為了對閥組間數據進(jìn)行采集，我們在閥組間內安裝了安控科技的配水井RTU。  

                      

    安控科技的閥組間RTU，集成了兩路RS485和8路AI。設備起到的了一個(gè)通用的協(xié)議轉換器的作用，從硬件方面上可接入4～20mA、RS485等多種類(lèi)型的信號，軟件方面上支持各種標準通信協(xié)議或者自定義協(xié)議?？杉嫒莞鱾€(gè)廠(chǎng)家的儀表設備，給設備的維護和后期改造帶來(lái)很多便利條件。在通訊數據結構方面，將閥組間儀表數據采集匯總到閥組間RTU（即協(xié)議轉換器）中。統一數據格式后，一次性集中上傳。一方面可提高通信效率，避免上位機對閥組間儀表逐個(gè)輪詢(xún)掃描而導致輪詢(xún)周期過(guò)長(cháng)，另一方面，統一了與上位機的數據接口，便于上位機軟件的開(kāi)發(fā)調試和維護。 

    3.1.3井場(chǎng)視頻監控部分

    在每個(gè)井場(chǎng)安裝有視頻監控設備一套，監控系統分為攝像機、視頻服務(wù)器、井場(chǎng)喇叭、光線(xiàn)照明四部分。 
  
                        
 
    攝像機負責采集現場(chǎng)視頻數據并通過(guò)同軸電纜輸送到視頻服務(wù)器內，進(jìn)行圖像上傳。由于王二轉所轄井場(chǎng)多為單井井場(chǎng)，油井數量少、井場(chǎng)區域小，這里只使用了固定式攝像機，不帶云臺功能，但是每個(gè)攝像機都配備了雨刷，可以再刮風(fēng)下雨時(shí)自動(dòng)清潔鏡頭，從而保證了視頻的清晰。 

    視頻服務(wù)器接收攝像機輸出的模擬視頻信號，進(jìn)行編碼，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )數據報文的形式傳輸到位于王二轉站內的視頻監視計算機上，提供給值班室監控人員，進(jìn)行遠程巡井。在王二轉數字化項目上，所選用的視頻服務(wù)器還具備智能行為分析功能。視頻服務(wù)器通過(guò)背景學(xué)習后，可以分析視頻監測區域內的異常闖入，并跟蹤闖入路線(xiàn)，觸發(fā)報警到監視計算機，從而實(shí)現對井場(chǎng)的周界報警、非法闖入等事件報警。王二轉站內值班人員接收到報警后，可以通過(guò)放大畫(huà)面的方式進(jìn)行檢查和取證錄像的功能，并且可以通過(guò)麥克風(fēng)將語(yǔ)音輸送至視頻服務(wù)器音頻輸出口，再由井場(chǎng)喇叭放大輸出后，震懾闖入人員。 

    光線(xiàn)照明設備主要用來(lái)在夜間為視頻系統提供光源，在這里選用了海洋王照明設備，該照明燈具有亮度強、光線(xiàn)均勻等特點(diǎn)，避免視頻系統夜間的誤報、漏報。光線(xiàn)照明設備和攝像機安裝在井場(chǎng)電桿上，照明燈由光控開(kāi)關(guān)控制，在夜間自動(dòng)啟動(dòng)。 

    3.1.4井場(chǎng)主控部分

    選用安控科技的井場(chǎng)主RTU（Super32-L系列RTU），該設備主要完成以下兩方面的功能：1、通過(guò)4-20mA模擬信號對井場(chǎng)出油管線(xiàn)壓力進(jìn)行采集；2、充當協(xié)議網(wǎng)關(guān)，王二轉站內監控平臺發(fā)出的IP報文由無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋發(fā)送到主RTU后，由主RTU進(jìn)行協(xié)議轉換后，通過(guò)2.4G zigbee無(wú)線(xiàn)通訊協(xié)議與所屬各井口RTU和配水間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊，以實(shí)現數據采集和井口控制。  

    3.1.5站內視頻監控部分

    在王二轉站內，安裝有帶云臺控制的視頻攝像機一套，該攝像機可以360度全方位對王二轉站內生產(chǎn)部位進(jìn)行監控，站內視頻同樣與井場(chǎng)視頻一同在站內視頻監控計算機上進(jìn)行顯示。但是王二轉站內視頻服務(wù)器并不帶智能行為分析功能，只是進(jìn)行視頻監控。 

    3.1.6增壓站PLC控制部分 

    站點(diǎn)采用安控科技的SuperE系列PLC控制系統,，王二轉站內PLC配置有24路AI采集通道、16路DI采集通道、16路DO輸出通道、4路PI量采集通道、4路AO量輸出通道、3路RS485通道，提供1路以太網(wǎng)接口，與上位機軟件通信。 
 
                       

    王二轉站內PLC主要完成的功能如下： 

   a、對2臺收球筒原油出口壓力檢測，超限報警，收球筒溫度控制；

   b、對密閉分離裝置（緩沖罐）連續液位監控，超高、低限液位報警；
 
   c、對3具儲油罐罐連續液位監控，超高、低限液位報警；
 
   d、預留外輸原油裝置（瞬時(shí)流量）監測和累積計算功能，2路外輸原油溫度、及壓力監測檢測；
 
   e、連續監測3臺泵入口、出口壓力，當進(jìn)口壓力超下限時(shí)或出口壓力超上限時(shí)報警并聯(lián)鎖停泵；
 
   f、根據分離裝置的液位，通過(guò)變頻調節分輸泵的排量，使分離裝置內液位基本保持在中線(xiàn)附近，實(shí)現連續輸油；

   g、外輸泵運行狀態(tài)、運行頻率及三相電流、電壓及功率等參數監測；

   i、接受可燃氣體報警控制器輸出的濃度超限報警信號，實(shí)現可燃氣體泄露濃度超限報警。

   3.1.7中控室監控中心

    為了實(shí)現對王二轉站內及所轄58個(gè)井場(chǎng)進(jìn)行數據監控和視頻監控，在王二轉站內配置了工控機一臺，通用PC計算機一臺。工控機主要運行組態(tài)軟件、井場(chǎng)采集軟件、油井計量分析軟件、數據庫軟件等，達到實(shí)時(shí)數據監測和歷史數據存儲、開(kāi)放數據遠傳接口的功能。通用PC計算機運行視頻服務(wù)器客戶(hù)端軟件，實(shí)現井場(chǎng)和站內視頻監控和報警的功能。

    3.2網(wǎng)絡(luò )部分

      通信網(wǎng)絡(luò )是連接前方采集設備和后臺監控軟件的“樞紐”，在王二轉數字化建設中主要用到了2種類(lèi)型的通信網(wǎng)絡(luò )：zigbee無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋通信網(wǎng)絡(luò )。  

            

    其中主RTU與井口采集器、閥組間RTU之間是通過(guò)ZigBee無(wú)線(xiàn)技術(shù)通信的。ZigBee是一種無(wú)線(xiàn)連接方式，可工作在2.14GHz、868MHz、 915MHZ 3個(gè)頻段上，分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率，它的傳輸距離在10-750m的范圍內。由于每個(gè)井場(chǎng)內所轄的油井都在半徑0.5公里以?xún)?，相對比較集中，采用短距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)可以節省成本同時(shí)也降低了施工強度。

    井場(chǎng)主RTU及視頻采集信號是通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋進(jìn)行傳輸的。由于王二轉所轄井場(chǎng)分布異常散亂，完全采用光纖通信會(huì )有非常高昂的施工成本，在王二轉數字化實(shí)施中大量井場(chǎng)安裝無(wú)線(xiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋，在個(gè)別井場(chǎng)架設了光纖進(jìn)行接入，從而完成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的正常通信。

    在通信網(wǎng)絡(luò )的結點(diǎn)，井場(chǎng)主RTU側，主RTU充當了通信網(wǎng)關(guān)的作用。

     3.3軟件系統 

     王二轉數字化系統軟件是由三個(gè)主要軟件構成的：安控科技的數字化油田SCADA軟件平臺、長(cháng)慶油田油氣研究院的油井計量及分析軟件、視頻監控軟件構成的。其中安控SCADA軟件與長(cháng)慶油田油井計量分析軟件是相互配合完成油井計量任務(wù)的。

    3.3.1 SCADA軟件與油井計量軟件的相互協(xié)調

      SCADA軟件通過(guò)井場(chǎng)設備讀取功圖后，將功圖數據存入SQL SERVER數據庫和指定文件夾內，其中SQL SERVER數據庫內的功圖用來(lái)軟件后期調取查看，指定文件夾的功圖保存成油井計量軟件需要的形式，以便油井計量軟件進(jìn)行計量分析；油井計量軟件到指定文件夾內讀取功圖后計算產(chǎn)量和分析結果后，存入關(guān)系數據庫；安控SCADA軟件又從數據庫內返讀數據進(jìn)行產(chǎn)量及分析結果的顯示。   

            

     3.3.2 安控SCADA軟件構成

      安控SCADA系統軟件主要完成王二轉站內及井場(chǎng)數據的顯示、曲線(xiàn)、報表等功能。主要包括王二轉站內流程監控模塊、油水井巡檢模塊、功圖分析模塊、曲線(xiàn)查詢(xún)模塊、報表查看模塊、報警管理模塊等幾個(gè)部分，見(jiàn)下圖。SCADA從構成上劃分有2部分：力控組態(tài)軟件、功圖采集開(kāi)發(fā)軟件。其中力控組態(tài)軟件是軟件系統的載體，它負責將不同軟件集成在力控人機界面上，從而達到數字化標準軟件的功能。  

               

     SCADA從層次上分為3個(gè)層次：驅動(dòng)層、數據庫層、界面顯示層，見(jiàn)下圖。

    驅動(dòng)層是與硬件相關(guān)的層級，負責與現場(chǎng)PLC、RTU進(jìn)行通信。由于受組態(tài)軟件的功能的限制，驅動(dòng)又分為力控驅動(dòng)和RTU驅動(dòng)，力控驅動(dòng)完成王二轉站內數據的采集，RTU驅動(dòng)采集王二轉所轄抽油機井、注水井的數據。RTU驅動(dòng)采集到的數據除功圖數據外的其他數據要與力控實(shí)時(shí)數據庫進(jìn)行交互，寫(xiě)到力控實(shí)時(shí)數據庫系統內。承擔數據交互功能的是力控DBCOM組件。  

     數據庫層是連接顯示界面和底層驅動(dòng)的中間層級，數據庫層也分為2種數據庫，一種是力控實(shí)時(shí)數據庫，負責接收由力控驅動(dòng)采集到的和通過(guò)DBCOM寫(xiě)入的數據；另一種是SQLSERVER數據庫，由于功圖采集后的數據量比較大，無(wú)法放到力控實(shí)時(shí)數據庫內進(jìn)行存儲，所以這部分數據時(shí)由SQLSERVER數據庫保存的。

    界面顯示層是直接呈現給用戶(hù)的，由于數據源的不同，界面顯示層也分為2種：力控人機界面——VIEW和井場(chǎng)監控軟件。其中VIEW用來(lái)將力控實(shí)時(shí)數據內的內容以流程圖、曲線(xiàn)、報表的形式進(jìn)行顯示。井場(chǎng)監控軟件用來(lái)將SQLSERVER數據庫內的功圖進(jìn)行顯示，同時(shí)井場(chǎng)監控軟件也可以從力控實(shí)時(shí)數據庫內獲取數據，主要獲取的數據有抽油機井的三相電參、運行狀態(tài)、注水井的注水數據等。井場(chǎng)監控軟件是嵌入在力控人機界面上的，一同構成標準化站控軟件。
  
             

     4、 王二轉數字化新思路、新應用介紹

    4.1防盜措施的應用，降低油區維護難度，減少油田損失

    油田的安保是油田面臨的主要工作之一，為了保護國家財富，長(cháng)慶油田組建了大量的保安隊伍。但是由于油區的分散，就如王二轉來(lái)說(shuō)，其69口油井分布在周邊近百平方公里的土地上，依靠保安的力量根本無(wú)法解決。并且在保安處置破壞、偷盜事件時(shí)也增加了發(fā)生沖突、和人身安全受損的風(fēng)險。
在王二轉項目實(shí)施中，為了改變安保工作“打疲勞戰、打被動(dòng)戰”的局面，應用了具備視頻監控及闖入報警功能的智能視頻監控系統。 

    在王二轉所使用的視頻監控系統，采用了高分辨率的攝像機，并且所選用的視頻服務(wù)器是具備行為分析能力，就是該視頻服務(wù)器能夠設定一定的規則，如邊界報警、闖入物體軌跡分析等。視頻服務(wù)器首先對監控區域進(jìn)行背景學(xué)習，“識別”現場(chǎng)正常存在的固定及運動(dòng)物體，然后對意外闖入的物體可以進(jìn)行判斷，進(jìn)一步執行軌跡追蹤，報警驅動(dòng)的功能。根據報警設置，視頻服務(wù)器可以進(jìn)行抓拍、自動(dòng)播放警告語(yǔ)音、錄像的功能，從而達到震懾闖入者，圖像取證、降低安保難度、避免民企沖突的目的。

     4.2在油井遠程啟?？刂粕?，語(yǔ)音報警功能增加遠程操作的安全性

     通過(guò)遠程啟停抽油機的功能，值班人員可以在值班室遠程操作抽油機啟停，特別是遇到如現場(chǎng)故障時(shí)，可以快速進(jìn)行操作、切斷故障源。  

     但是由于遠程操作是具備一定的危險性的，特別是當抽油機啟動(dòng)時(shí)，要進(jìn)行現場(chǎng)情況確認、防止人員正在抽油機附近進(jìn)行操作。
為此，在遠程啟動(dòng)控制方面，又增加了語(yǔ)音報警提示功能，進(jìn)行遠程啟井時(shí)，首先進(jìn)行時(shí)長(cháng)1分鐘的報警，并進(jìn)行倒計時(shí)的方式，提示將要啟井的時(shí)間，從而可以讓抽油機附近的人員遠離機械部分，提高了操作的安全性。

     4.3上位機軟件嵌入語(yǔ)音報警功能，增加上位機監控的生動(dòng)性，避免值班人員疲勞  

     一般的上位機組態(tài)功能，都具備相關(guān)的報警控件：某監控數據超限時(shí)進(jìn)行提示。但是常規的報警控件一般都是通過(guò)閃爍、計算機發(fā)出蜂鳴聲進(jìn)行輸出的。  

     王二轉上位機軟件，除了使用通用組態(tài)軟件外，還單獨開(kāi)發(fā)了配套軟件，其中一項重要的功能就是進(jìn)行語(yǔ)音報警功能，當出現監控數據超限或者其他報警時(shí)，除了通過(guò)常規控件顯示外，還可以采用人聲播報報警對象、報警狀態(tài)等內容，這樣一方面可以使值班人員避免長(cháng)期緊盯屏幕造成的疲勞，還可以降低誤報、漏報的情況。

      4.4采取多舉措以達到降低員工勞動(dòng)強度、減人增效的目的  

     王二轉數字化實(shí)施的一個(gè)主要目的，就是降低廣大員工的勞動(dòng)強度、提高勞動(dòng)效率、從而能夠降低用人數量，為長(cháng)慶可持續發(fā)展提供人力保證。為了達到該目的，王二轉數字化通過(guò)以下途徑來(lái)進(jìn)行解決。
?
      遠程油井監控，撤銷(xiāo)油井住井人員。

      通過(guò)在油井井場(chǎng)設置井口RTU、主RTU等設備，值班人員可以在值班室就實(shí)時(shí)掌握現場(chǎng)的油井運行數據、并且可以在數據異常時(shí)遠程啟停抽油機。
 
     而且現場(chǎng)井口RTU也具備油井供電保護、斷桿、卡桿等異常保護停機功能。 

      因此就解放了廣大住井員工，可以使這部分員工分散到其他勞動(dòng)崗位、或成立應急班，將原來(lái)不合理的人員使用率提高，增加效益；

? 對注水井采用高壓自動(dòng)調節裝置進(jìn)行調節、實(shí)現遠程調配，解放了注水井員工的勞動(dòng)強度；提高配水準確性。

      對王二轉所屬4個(gè)配水間32口注水井的原干式流量計升級為高壓穩流配水裝置，并安裝了閥組間RTU。 

     這樣一方面利用高壓穩流配水裝置的瞬流自動(dòng)調節功能可以保證配水量的準確，另一方面利用閥組間RTU的功能，遠程讀取各個(gè)注水井實(shí)時(shí)數據和并且可以進(jìn)行遠程注水量調配。

? 采用自動(dòng)投、收球裝置，自動(dòng)對管線(xiàn)進(jìn)行清掃，提高管線(xiàn)的日常維護效率。
 
     在王二轉重點(diǎn)井場(chǎng)和王二轉站內，分別安裝了自動(dòng)投、收球裝置。在井場(chǎng)的自動(dòng)投球裝置，定時(shí)自動(dòng)對管線(xiàn)投球掃線(xiàn)，清理管線(xiàn)結蠟、結垢，在王二轉站內安裝自動(dòng)收球裝置，可以自動(dòng)將上游井場(chǎng)投放的球予以回收。
 
     一方面可以使管線(xiàn)輸油效率更高效，另一方面代替了員工的手動(dòng)投、收球工作，解放了生產(chǎn)力；
?
     站內PLC及控制系統提供連續輸油等技術(shù)，降低站內員工勞動(dòng)強度。

     PLC提供連續變頻輸油技術(shù)，這樣員工就無(wú)需在液位高時(shí)手動(dòng)起泵輸油、在液位低時(shí)手動(dòng)停輸，把以前的間斷輸油變成了連續平穩輸油。

     存在如下優(yōu)勢：使員工從手動(dòng)操作等體力勞動(dòng)上轉變到數據檢測、管理等工作模式下；連續輸油使得管網(wǎng)壓力變得平穩，避免啟停時(shí)造成的管壓波動(dòng)；延長(cháng)了輸油泵及前后閘閥的使用壽命；

? 通過(guò)PLC、RTU內部的聯(lián)鎖保護程序等，增強安全性、降低相關(guān)設備的投入。

     在王二轉站內，外輸泵輸油進(jìn)行了一系列聯(lián)鎖控制：液位超低聯(lián)鎖停泵、泵進(jìn)口壓力超低、泵出口壓力超高聯(lián)鎖停泵等。 

     通過(guò)采用聯(lián)鎖控制可以提高生產(chǎn)的安全，另外由于使用聯(lián)鎖功能，可以減少安全閥、高、低液位開(kāi)關(guān)等設施的投入。

    4.5使用新技術(shù)、新方法降低建設成本

? 采用功圖法量油，降低了計量設備費和維護費。

    在王二轉，在每一口油井安裝了功圖采集設備——井口RTU，井口RTU采集到的功圖，通過(guò)主RTU和網(wǎng)絡(luò )傳輸到王二轉值班室，利用專(zhuān)用的量油軟件調取功圖，結合油井基礎數據，計算出油井產(chǎn)量。
通過(guò)功圖法進(jìn)行量油，增加了量油的連續性。同時(shí)也省去了三相計量裝置、量油管線(xiàn)等工藝設備的建設成本；

? 選用合理的網(wǎng)絡(luò )設備和拓撲結構，有線(xiàn)通信與無(wú)線(xiàn)通信想結合，降低網(wǎng)絡(luò )建設方面的投入。

     王二轉油井分散面積大，井場(chǎng)位置錯落無(wú)序，采用光纖傳輸無(wú)疑將產(chǎn)生非常大的投入。王二轉調研階段，就充分考慮到網(wǎng)絡(luò )投入方面的因素，在方案上采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋為主、光纖為輔的方式。 

     在井場(chǎng)內使用具備網(wǎng)狀網(wǎng)通信能力的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋，這樣可降低無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋拓撲的復雜性和設備投入，同時(shí)也可以通過(guò)網(wǎng)狀結構獲得很好的冗余鏈路。

     在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )匯集井場(chǎng)和核心井場(chǎng)采用光纖通信的方式，將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )分為若干個(gè)子網(wǎng)，通過(guò)高帶寬的光纖鏈路進(jìn)行接入，提高網(wǎng)絡(luò )的通信質(zhì)量和靈活性。

? 井場(chǎng)內部傳輸使用無(wú)線(xiàn)模塊進(jìn)行通信，降低成本并且提高施工速度。
 
    井場(chǎng)內的通信(主RTU和井口RTU、閥組間RTU之間)采用了2.4GHz的短距離無(wú)線(xiàn)通信模塊進(jìn)行通信。
 
    2.4GHz的短距離無(wú)線(xiàn)通信具有工作穩定、成本低、部署快捷等優(yōu)點(diǎn)，與傳統的RS485有線(xiàn)通信方式相比，節省了線(xiàn)纜材料費和挖溝放纜的建設成本，可以在設備投入和安裝方式上節約大量資金。

   5、成效

    王二轉數字化建成使用，是對王二轉傳統生產(chǎn)方式的一次大變革，通過(guò)數字化的應用，降低了員工的勞動(dòng)強度、減少了員工用工數量、并且提高了生產(chǎn)管理效率，具體體現在以下幾個(gè)方面.。
 
（1） 優(yōu)化工藝環(huán)節，提高工作效率：

    王二轉區域在未改造前，由于管理區域大，共轄2座計量站、2座轉油站，數字化改造后，關(guān)停了2座計量站和1座轉油站。原來(lái)的計量方式是將來(lái)油輸送至雙容積計量裝置內計量，現在采用功圖法計量，既減少了工藝環(huán)節也提高了計量效率和準確性；
 

（2） 停用井場(chǎng)住人點(diǎn)，體現了人文關(guān)懷：

    數字化投用后，許多以前由人工完成的工作改為遠程監控、遠程操作，這樣就停用了許多井場(chǎng)住人點(diǎn)，將大量員工從枯燥、封閉的住井環(huán)境中解放出來(lái)，集中居住在條件相對要好的應急班宿舍，展現了人性化管理的特點(diǎn)；

（3） 壓縮管理層級、減少用工數量： 

    在王二轉數字化建成之前，王二轉所屬油水井、2個(gè)計量站、2個(gè)轉油站，都由井區進(jìn)行管理，分為三級管理：井區——站點(diǎn)——井場(chǎng)。
通過(guò)數字化改造后，撤銷(xiāo)了井區一級管理層，井場(chǎng)數據直接傳輸到王二轉監控平臺。同時(shí)精簡(jiǎn)員工21人，為長(cháng)慶油田的可持續發(fā)展提供了保障；

 （4） 信息共享、強化各個(gè)部門(mén)職能：

     傳統管理方式下，采用人工巡井、記錄數據、填寫(xiě)報表、逐級匯報的方式，向更高管理機構反映生產(chǎn)運行情況。 

     采用數字化生產(chǎn)后，各種油水井、站點(diǎn)數據自動(dòng)連續采集，并且自動(dòng)存儲、生成報表，管理機構從以前被動(dòng)的管理方式得以解放。各個(gè)職能科室可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )平臺，馬上了解到所需了解的信息，進(jìn)行相關(guān)決策。
 
     如：以前采用一旬采集一次功圖的方式，現在井口控制器可以以十分鐘一次的高頻率采集功圖，并且功圖及時(shí)上傳、存儲到數據庫、提供共享，可以由值班人員進(jìn)行油井狀況了解；作業(yè)區相關(guān)技術(shù)科室分析油井工況、對問(wèn)題井及時(shí)發(fā)現及時(shí)處理；廠(chǎng)級領(lǐng)導可以馬上了解油井產(chǎn)量，從而調整生產(chǎn)指標……。 

    以上這些都極大低改變了管理模式，使得管理更加高效、具備針對性。