胜利油田污水处理系统计算机网络远程监控

覃艳 四川科技职工大学

胜利油田污水处理系统计算机网络远程监控

覃艳 四川科技职工大学

污水处理计算机网络远程监控系统的硬件主要由6大部分组成，分别是系统核心89C51单片机、通讯单元、数据扩展接口、A/D与D/A、以及数字I/O与模拟I/O等。模拟信号采集通道主要是由一次表、信号隔离单元、处理单元、A/D以及89C51单片机微处理器构成，能够将电流或者电压信号进行调理转换输入微处理器进行处理。胜利油田污水处理系统采用自动化控制技术，不仅实现了计算机远程监控油田污水处理作业，而且使所有的监控项目长期、稳定保持在最佳状态，减少了人工劳动和人为操作失误，降低了事故风险。

胜利油田；污水处理；数据；远程监控；结构

胜利油田位于山东省东营市，环抱黄河入海口，濒临渤海和京津地区。作为全国第二大油田，胜利油田历史悠久、规模巨大，目前油田开发进入中后期，注水开发成为油田提高产量的重要手段。但是，在注水开发的同时，油田产水量也开始增加，污水处理和回注成为解决油田产水和环境保护问题的主要措施。污水处理的质量直接影响油田注水开发的效果和油田的经济效益[1-2]，因此，改善油田污水处理能力，提升计算机网络远程监控水平刻不容缓。

1 油田污水处理

1.1 污水处理现状

目前，胜利油田产水量为76.4×104m3/d，污水回注量为55.7×104m3/d，每天仍有大量污水得不到有效处理。一方面设备工艺欠缺，导致部分污水处理达不到回注要求，被迫外排，造成环境污染；另一方面由于回注量不足，需要以清水作为补充，造成资源浪费和经济损失。

1.2 油田污水处理工艺

传统的污水处理工艺包括去油、除菌、沉淀、过滤等。去油工艺主要有重力压力絮凝沉淀、气浮、旋流、改变水质性质；除菌工艺主要是通过制造不利于细菌生存繁殖环境来达到灭菌目的，如加入杀菌剂等；沉淀和过滤工艺主要是指加入絮凝剂、混凝剂等先使杂质析出，然后通过多级过滤系统，分步滤清杂。污水处理流程如图1所示。

该污水处理工艺已经在胜利油田使用多年，随着开发进入中后期，油田水质变化和油藏间水质的特异性逐渐显露出来，传统的污水处理工艺越来越难以适应多变的水质环境，导致目前胜利油田污水处理水质一直不理想甚至不达标。

图1 胜利油田污水处理流程

2 远程监控技术

胜利油田污水处理系统是一个复杂的工作系统，传统的处理方式依靠相关作业人员根据设备原始参数和经验进行调试，确定最终的作业参数和流程。例如，去油罐的操作需要工作人员定期测量除油效果，当去油作业出现波动或工作人员操作失误造成去油不合格时，就会直接影响后续的处理流程和处理效果。传统作业方式运行状况见如表1。

表1 传统作业方式运行状况

采用自动化控制技术，不仅实现了计算机远程监控油田污水处理作业，而且使所有的监控项目长期、稳定保持在最佳状态，减少了人工劳动和人为操作失误，降低了事故风险。

2.1 数据收集

数据采集仪器是数据收集的工具。数据采集系统通过在作业油罐等位置安装传感器等数据采集设备，如PLC（可编程控制器）、DCS（分布式控制系统）等，全天候监控油罐、计量设备等的工作状况，并及时对所收集数据进行处理、编辑，上载数据库。数据采集系统具有综合分析实际作业状态、及时调控、危险报警等诸多功能。

胜利油田目前大力推广采用数据收集设备以辅助生产，主要包括压力温度变送器、电磁流量计、热电阻热电偶、危险警报器等。这些高性能的变送器及传感器等适应性很强，经过改装可很好地适应胜利油田的自然及生产环境，为油田污水处理工作提供了重要支持。

2.2 数据传输

数据传输系统根据油田实际和油田自动化控制的需求，以基于IEEE802.3的强大工业以太网为基础，采用有线、无线传输方式相结合的方法，将Intranet（内网）、Extranet（外网）、Internet（国际互联网）相连接。对于网络线路铺设较完善的区域，采用传统的有线传输模式，保证数据稳定、完整的传输；对于网络线路铺设欠完备、设备不宜引线的区域，采用无线传输模式。

2.3 数据分析处理

数据分析系统是计算机网络远程监控技术的核心，其在油田工作现场数据收集的基础上，对数据进行后续的审核、处理、上载等工作。Origin数据处理软件可满足该系统工作的需要，该软件的优点是安装文件所占硬盘资源少，与汉字兼容性较好，而且Origin软件提供了丰富的菜单和工具栏，便于学习和掌握。数据收集的精确性直接关系到后续综合分析的可靠性。在完成数据上载之后，计算机系统自动对数据进行实时分析和处理，及时发现异常数据并发出指令进行调整，使生产作业长期保持安全稳定和最优状态。另外，各个作业单位还可根据实际需要，对中枢计算机所获得的数据进行分析汇总，生成生产报表，辅助污水处理管理人员掌握即时的生产信息，以便对整个污水处理作业做出最优决策[3]。

3 远程监控系统硬、软件结构

污水处理计算机网络远程监控系统的硬件主要由6大部分组成，分别是系统核心89C51单片机、通讯单元、数据扩展接口A/D与D/A、以及数字I/ O与模拟I/O等。模拟信号采集通道主要是由一次表、信号隔离单元、处理单元、A/D以及89C51单片机微处理器构成，能够将电流或者电压信号进行调理转换输入微处理器进行处理。模拟控制输出通道将采集到的信号通过微处理器处理后，再由D/A转换，信号调理单元以及隔离单元处理，最后进行不同变频器处理后可以指导调节加药泵和提升泵的液排量模拟信号采集与输出结构示意图，如图2所示。

图2 信号采集与输出结构

软件设计主要由生产过程监测、数据管理及报表、人机交互和数据网络发布组成。VB6.0版的生产管理软件的核心是实时数据库，它主要是对传输各模块间的数据实现共享。在污水处理网站主页，将HTML语言与ASP语言结合编写程序，可实现生产报表网络发布。在人机交互界面上，可以对污水处理系统进行相应操作，包括关闭排污阀、手动打开阀门、生产数据查询以及历史记录查询、加药参数设置等。计算机自动控制系统根据相应指令完成该项操作。

4 结语

油田污水处理系统是一个集多种工艺于一体的复杂综合系统。远程监控系统在胜利油田的实际使用中表现优异，油田工作人员可以通过该系统的流程面板提高自己的业务操作水平，及时掌握生产动态。该系统稳定、高效运行是油田能够科学、可持续开发的基本保障。计算机网络远程监控技术的实现，不仅解放了生产力、减轻了工人劳动强度，而且提高了生产效率。

[1]陈军，陈小飞．对胜利油田回注水处理工作的几点认识[J]．油气田地面工程，2006，25（3）：4-5．

[2]李嘉光．采油污水处理技术研究现状与发展趋势[J]．油气田环境保护，2007，17（3）：45-48．

[3]田军庆，高辉．浅谈“数字油田”的建立[J]．油气田地面工程，2002，21（4）：133-134．

（栏目主持 杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.013