PXP公司从无线系统中率先获益

在美国加州中部的圣华金,富饶的土地生产了全美国12%的农作物,但也恰巧是加州最大的产油区。这些地域宽广的不同行业都聚集在Bakersfield以外的南贝尔里奇区域,这里你可以看到油井遍布于农牧场之中。也就是在这里PXP公司将其蒸汽计量和数据采集变成了一个高度复杂的自动过程控制系统,其核心部分是一个庞大的无线HART变送器和工业直扩电台网络.

PXP Chart Recorder and Transmitters - ProSoft RLXIB-IHW-66 Application

项目概述

PXP公司的Hopkins 油田就位于南贝尔里奇地区,其在大约2.5平方公里的地域内分布有200个油井。作为一个强化生产项目,连续蒸汽喷射器对于油井的产油量有着至关重要的作用。在每个产油井的周围,蒸汽会被注射到地下的藏油层以促使石油集中流向产油井。

在项目实施初期,每个喷射器都配有一个图表记录仪来计量并记录蒸汽量。为了跟踪采集这些数据,工人们必须每天都要去大概120个喷射器安装点来查看流量情况,实时记录,并手动计算流速。这些数据接下来要记录在一个表格内,被送到Bakersfield办公室,最后输入到数据库内。

 

碰到的问题

这种流量监测方法是非常耗费人力的。这些记录仪每三个月需要重新校对一次,并且数值读取也无法非常准确。同时,也有人担心在工作交接或手动记录时可能会存在数据不一致的问题。最后,这个过程也耗费了操作员绝大多数的时间,但每天却也只能记录一个数据。如果井头出现了问题,PXP通常响应会很慢,也就拖延了解决问题的时间。

PXP的项目设施工程师把这种低效率操作方式当作了一次改进PXP运行方式的好机会。 在经过对设备的考察,分析以及和操作员的讨论后,他觉得可以做一个新的无线测量及监视系统,使用最新的科技来创造一个实时系统,这样就能给PXP带来很多益处。而无线系统的使用也让项目实施变得迅捷和经济。如果没有无线技术,就需要敷设独立的供电和通讯线缆,那会让这个改造项目变得耗时耗财。同时系统的维护也会因为这先电力和通讯电缆变得繁杂。

 

成功的解决方案

经过细致的沟通工作,PXP实施了一个非常先进的自动化系统来作为试点项目。他们在4个油井安装了10个Rosemount 3051S 无线HART压力传感器。每口井都安装了两个传送器来测量节流装置前后的上下游压力。对于双流管井,还要安装第三个下游压力传感器,而上游压力传感器可以共享。这些压力传感器通过其自身构建的网络将数据发送到Emerson 无线HART网关。网关将这些过程数据连同过程诊断及仪表诊断数据都转换为Modbus TCP/IP 数据。ProSoft Technology 802.11 工业直扩电台则把这些网关的数据传送到1英里外办公室内的工业计算机。也就是说这些工业电台组成了一个空中无线网络,把现场的数据点都送到了信息系统中。

在这个试点项目中,PXP邀请了一个独立的公司来计量所有的蒸汽流量以获得每个油井蒸汽流量的准确数据。通过对无线传送系统所获得的数据和数据记录仪的数据比较后,PXP发现前者平均比后者精确10倍!

项目设施工程师,Michael Fischback 评价说"我们非常惊讶于新技术带来的精确度能有如此大的提高。"对于油藏工程师来说, 不准确的数据通常意味着昂贵的维修费用。而过多的蒸汽注入量也会带来运营成本的提高。如果蒸汽量不足也意味着我们不能够最大的挤压地下石油。

在试点项目验收合格后,其良好的效果让PXP公司决定立刻在剩余的120个油井上安装类似的系统。最后,现场安装了总计249个 Rosemount 无线HART传感器,4个无线网关,安装了3个ProSoft Technology 工业电台来传送现场数据到办公室。在这里,数据被送往PXP内部网络的两个ProGauge Technologies 定制的网页软件包。其中一个可以让操作员登录并查看油井数据,打印报告,查阅报警。而另一个对历史数据进行统计分析,形成对现场工况的最佳重现。. 其提供了油井现场的视觉实时模拟,能给油藏工程师和操作员提供每个油井的实时数据,或历史数据,计算蒸汽注入量等诸多功能。同时也可以生成一个 .csv 文件并导入到PXP的报告系统中供公司其它部门来共享。

Plains Exploration Wireless Diagram

项目实施

整个项目实施的非常平稳,且迅速。

"安装 Emerson 压力传感器也就是把原有的机械压力表拆除换上新装置而已" Fischback如是描述, "而ProSoft 电台安装时也只是将其固定在背板上,整个安装花了不到一天的时间。"

Bob Karschnia, Emerson无线解决方案副总裁评价说 "上游石油公司通常只有非常有限的时间来解决碰到的问题。解决方案也要实施的越快越好。而使用 ProSoft Technology 解决方案和 Emerson 无线方案让项目实施变得异常简单。他们都具有直接的用户界面可以同时设置两个网络,也是高水平工程解决方案的产品,让用户能轻松的接受。"

Jim Weikert, ProSoft Technology无线产品战略市场经理也说, "许多专注企业级通讯的公司在开发产品时都寄希望于使用者都接受了系统的培训。但Emerson和  ProSoft 都有不同的认识。我们认为项目实施的自动化工程师可能应该是更专注于他们自身的领域 - 例如这里的上游油气 - 而他们可能并不是无线系统的专家。这给像Emerson和ProSoft这样的两家公司提供了专注于开发稳定性和操作便捷性产品及解决方案的机会。

这个系统的最大优点是其能让操作员及时发现现场问题并作出最快的反应,从而大大提高了生产效率。

 

受益

在强化产油项目中,蒸汽的成本大概能占到总成本的40-65%, 同时也决定着产油量。有了新自动化无线过程和数据采集系统,PXP不仅取得了更高的生产效率,较低了成本,也能够提高产油量。在头几个月内,节约下来的成本已经超过了新系统的造价。之后的几年PXP能够获得更多的利润。而这来源于:

 

维护成本降低

Rosemount 的无线HART变送器已经在出厂前校对过,而Emerson建议在运行后每5年校对一次。相比较之前图表记录仪每3个月要进行一次校对,维护成本大大降低。

实时数据:改善响应时间,有利于迅速决策

办公室能够得到现场的实时数据,操作员可以监视油井当前的状态,也可以查询其它许多运行状况。实时报警触发系统可以让操作员快速了解油井的运行问题。而数据也被永久保存以方便日后做相应分析及判断。

效率提高

新系统能够让操作员在到达油田现场后的工作更加有针对性,而不像以前那样要跑遍所有120个油井,而无法确定究竟是那个出了问题。这就提高了工作效率。

利润来源于资源的精确布置

Plains Exploration Wireless Panel

现在在Hopkins一年的蒸汽价格超过1千万美元。而有了新系统,PXP可以非常精确的分配蒸汽资源给油井来使用。

 

未来

Hopkins油田是PXP在中部山谷中一个有重要意义的资产,而他们的长远目标也是要使用类似的解决方案来改进生产环节。PXP也在考虑是否在其其它领域应用类似技术也会带来生产效率的提高。

"我们对现在的结果非常满意," Fischback评价说. "这让我们整个运行小组非常兴奋。使用新技术来提高生产效率确实是一个正确的方向。"

经过这次成功的试点项目,PXP将会在Hopkins油田的25个新油井中使用无线数据传输。

而对于Emerson 和 ProSoft Technology来说,这已经不是他们第一次在类似项目中的成功合作了。在新加坡也有相同的项目成功实施。

 

 

中国电台项目列表

  1. 上海临江水厂。             RLX-FHS.              3个点的串口无线网络。中心是滤池车间内的MicroLogix 1500,远程两个点是在沉淀池上的两个刮泥机的MicroLogix 1000.电台网络为透明网络,内走DF1协议。
  2. 上海吴淞水厂。             RLX-IH。              4个节点,主要是连接各个车间的本地以太网到办公室。
  3. 苏州新宁水厂管网SCADA系统。         RLX-FHS。          超过10个节点的无线网络,距离最远到8公里。无线网络用来将分布于各处的供水管网的测压点压力数据通过Modbus协议上传给水厂控制中心。网络使用了一个10层楼高的中继站来提高覆盖范围
  4. 梅钢1号焦炉系统。    RLX-IH.                 12个电台。用于将焦炉四大车的数据上传到办公室。这个项目的特殊处在于中心站电台是由冗余的双电台组成。而每个双冗余中心电台分别连接两个远程站电台,来平衡网络负担。当某个中心站出问题时,远程站可以实现通讯切换。这个项目的背景是Datalinc电台不能满足EPC的要求。
  5. 建阳电网保护系统。   RLX-FHS。          6个电台的网络。于S&C合作,将其自动电网断路装置无线连接到电力局控制中心实现远程控制。通讯协议为DNP。
  6. 南通川崎船厂龙门吊控制通讯。          6104/6105 无线ProLinx。           和ABB合作(ABB提供龙门吊的所有控制系统)。一套无线DP的ProLinx6000产品把两个龙门吊的控制系统相连来交换数据。通讯的主要目的是当两个龙门吊联动时,交换控制和信息数据。
  7. 南通川崎船厂龙门吊信息通讯。          RLX-IH。              4个电台的网络。一个中心站,一个中继站,和两个龙门吊上的两个电台。龙门吊电台通过中继电台将其数据发送给中心站(办公室)供公司内部网络使用。由于龙门吊在长约1公里的轨道上移动,处于远端的龙门吊可以在中继站或另个龙门吊上来漫游通讯。

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PXP Wireless Automation Project_Mar2010.pdf 327.13 kB