石南油氣田石南21井區位于準噶爾盆地古爾班通古特沙漠腹地,位于石西油田西北約32km、已建石南油田東北約16km、陸梁油田南面約20km,產能建設規模80×104t/a,油區集輸半徑約10km, 2004年建抽油井197口,計量配水站13座(其中1號站和2號站為2003年建,為18×6井式計量配水站帶加熱爐,7座14×5井式計量配水站帶加熱爐,4座14×5井式計量配水站不帶加熱爐),東部建多通閥撬裝計量配水站2座,加熱混輸站1座及聯合站1座。2005年將擴編抽油井130口,多通閥撬裝計量配水站9座,油田由陸梁作業區管理。
石南油氣田石南21井區,地貌為半固定沙丘,地形起伏較大,地面海拔一般為420~450m,沙梁高度差一般為20~50m,最大可達50m。氣候屬大陸性沙漠氣候,冬冷夏熱,空氣干燥,日照時間較長。夏季最高溫度42.3℃,冬季最低達到-34.5℃,平均空氣濕度53%。
硬件結構
根據陸梁油田自動化系統設計要求,整個系統需要建立陸梁中心控制室并預留今后建設的基地控制室,通過Internet可以遠程實時查詢生產數據。我們設計在陸梁中心控制室和基地控制室分別建立局域網,并通過遠程聯網技術將兩個局域網互連。根據陸梁中心控制室與基地控制室的地理分布位置及現有通信條件,設計采用以光纖通信實現高速率的網絡互聯。系統建設完成后,陸梁前方控制室可實現無人值守,操作人員可以在基地中心控制室對油田的生產進行監控和管理。
陸梁中心控制室網絡均采用以網絡交換機為中心的星形結構,為保證網絡的可靠性,網絡所有設備均有冗余。
陸梁中心控制室的網絡結構如圖所示。
圖 石南21井區SCADA系統網絡結構圖
軟件結構
系統軟件使用Windows 2000平臺,安裝在SCADA 系統的操作站、歷史數據服務器、主備SCADA服務器中,主要是考慮到該操作系統在工業控制中使用的安全性和可靠性,保證整個系統的穩定性。數據庫軟件選用系統數據庫ORACLE8.i,安裝在系統歷史數據服務器中,完成系統的歷史數據的存儲、記錄等。
應用軟件的核心是Intellution公司的iFIX SCADA 軟件,完成數據采集、數據處理、監控、報警管理等功能。由于油田現場采用安控ECHO5000系列RTU、RPC,所以應選用安控公司自行開發的RPC、RTU接口驅動軟件。ECHO監控仿真軟件,實現RPC、RTU的遠程異地小鍵盤操作和示功圖采集等功能。ECHO油田管理系統軟件對整個SCADA系統的數據提供了安全、詳細的數據庫管理。ECHO油井示功圖分析軟件根據采集的示功圖數據能夠對抽油井的工作狀態做出準確的分析,并輸出專家報告和圖形。
iFIX 軟件中的iFIX SQL/ODBC 模塊能方便地將iFIX SCADA實時數據庫中的實時數據插入ORACLE歷史數據庫中。
軟件結構如圖所示