边际小型油田电力系统的技术改造.pdf

第3 4 卷第4 期 ( 2 0 1 5 0 4 )( 建设管理) 边际小型油田电力系统的技术改造 何军 四 川职业技术学院 摘要 ：针对锦 州9 3 w 边 际小型油田电力 系统升级与改造 需要 ，设计 了一套 满足需求的电 力 系统 ，改造后的 电力系统主要 由调度 中心、集控站和远 方站组成。 电力 系统 由6 个子 系统构 成 ，分别是 UP S 、变压器、复合海缆、导航 、小功率照明及动力配电盘和 电源 系统 。对比原 电 力 系统传导设计方案 ，用一根新型复合海缆取代 了原先 的两根 海底 电缆 ，海缆减少直接 降低 了 施工用船数量 以及施工周期 ，节省 了人工操作 以及施 工船舶 费用。由于小型无人值 守平 台空间 的局 限性 ，将小功率照明动力配电盘 以及 干式 变压器放置在 平 台上 ，大大降低 了电气设备 间建 设 费用 ，在节省 了平 台使 用空间的同时，钢结构材料 的用量大大减少。 系统改造后取得 了良好 的效果 ，为后续边际小型油田电力 系统的改造提供 了借鉴模 式以及技 术支持 。 关键词：边际小型油田；电力系统；调度中心； 集控站；复合海缆 d o i ： l O 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 6 6 8 9 6 2 0 1 5 4 0 2 6 1 现状 边 远小型油 田锦州 9 _ - 3 W油 田 ，建 设 了简易 无人井 口平 台 ，主要是为改善原锦州 9 3 油 田开 采效果 而建立 ，电力系统设备 主要是来 自于锦州 9 3 油 田 ，利用 电力 系统创新技术 ，结合现有成 熟技术应用，为边际小型油 田生产供电u 。锦州 9 3 W油 田平台上的电力系统 ，是依据该平台实 际用电需求而设计改造，主要通过对电力系统简化 改造 ，利用创新技术在锦州 9 3 油田D R P W平台 上 ，建立 平 台电潜泵控制盘及变压器 ，该 平 台上 3 3 k V O 2 3 k V的降压变压器只有一台，配备各种 小功率照明配电盘，平台上的电力设备主要是用动 力复合海缆连接而成 。 2 电力系统的改造 边远小型油田电力系统一旦出现故障，对油 田 生产会造成 比较大的影响。受到当时系统设计 的技 术条件限制 ，主站系统的功能相对单一 ，只实现了 基本 的 S C A D A模块和功率总加任务 。以P D H微波 和电力载波为主的油 田电力系统 ，已经不能满足高 质量数据传输的要求 ，宽带信息传输更是难以实 现。随着 电力系统技术 的不断创新 ，原有电力系统 与实际无人井 口平 台的需求不符 ，原有 旧系统运行 状态需要操作人员实时监督 ，必要时需要工作人员 进行协调 。而对电力系统的改造升级 ，可以实现电 力系统运行的实时遥测 、遥信 ，大大提高工作时 效 ，实现了无 人 平台电力系统安全运行的目的 。 针对边际小型油 田电力系统升级与改造需要 ， 设计了一套满足需求的电力系统，改造后的电力系 统主要 由调度中心 、集控站和远方站组成 。电力系 统由6 个子系统构成 ，分别是U P S 、变压器、复合 海缆、导航系统 、小功率照明及动力配电盘和电源 系统 。 2 1 电力系统主结构 ( 1 )调度 中心。调度 中心 的主要 功能是收集 、 处理、储存、查阅、显示电网运行参数。其高级应 用功能包括人机界面和各种网络分析功能，形象而 生动化的显示电力电网运行状态 ，协助调度人员掌 握 电力系统运行状况 ，以及电力运行数据记载 ；同 时 ，为进行全 网协调控制 ，配备有操作接 口、辅助 工具和管理界面 。根据电力运行情况 ，为电力系统 运彳 亍 _ F 这 调 度指令 ，维护和管理全网运行安 。 ( 2 )集控中心。集控中心的建立关键在于集控 站位置及数 目的选取 ，主要从组网、地理区域和集 控 站数量等三个方面来考虑 。其 中S C AD A的功能 包括电力运行系统信号数据远程传输，以及对运行 状 态参 数进行实时监控 ，对运行 数据库维护及管 理 ，具体包括收集R T U遥测及遥信数据 ，并对信 号数据预处理，转换通信信号数据形式，随后将原 始信号数据及预处理结果打包上传调度中心 。通过 调度 中心分析评估 ，下达遥控 、遥调 、调度命令 ， 经由集控站一远方站传达下去，调度人员或者系统 自动进行电力运行状态的调整 ，维护好电网正常运 行工作。另外 ，电力运行数据上传调度中心的同 时 ，运行数据也同时向供 电公司及 区调部门上传 。 上传调度中心的数据信号不仅包括远方站监控图 油气田地面z程( h t t p ： 、 y q t d mg c c 。 m) 一5 5 第3 4 卷第4 期 ( 2 0 1 5 0 4 )( 建设管理) 像，而且还包括运行状况的视音频、宽带多媒体信 息，信息数据齐全i 通过全新的光纤环网，可以实 现集控站与主站系统之间高速通信联系，有利于调 度 中心随时掌握 电力运行的状态 。 ( 3 )远方站以R T U为主体 ，与上层集控站连 接。远方站的主要功能有 ：实时采集一次设备运行 参数，包括模拟量、状态量及脉冲量等运行状态参 数，采集数据按指定规约，一并 自 动上传至所属集 控站。电网正常运行过程中，远方站将实时收集到 的运行数据和多媒体数据上传回集控站，再由集控 站将信号数据上传到调度中心，通过集控站中间桥 梁，调度中心下达的指令传给各远方站，远方站接 收并执行操作命令。电网系统实时运行数据以及多 媒体视频图像信息，通过不同的通道从 “ 远方站一 集控站一调度中心”3 层结构上传回调度中心。 2 2 子系统组成 ( 1 )U P S 系统。不管是平台的通讯 ，还是 电力 监控系统以及电力设备设施，都需要电力系统提供 不间断电源 ，一旦出现平台主电源断 电的现象 ，应 充分调动平台间的联络机制 ，及时关掉边际小型油 田的生产开关。基于此，在无人平台上，特别制作 了一套5 k V A的小型U P S ，其具有小体积、便于操 作和维护的特点 ，在主电源断 电的情况下 ，U P S 系 统可以为平台联络通信以及生产系统紧急关断提供 半小时应急供电，为降低生产影响赢得了足够多的 处理时间。 ( 2 )变压器 。海上平 台变压器应用较多的是油 浸式变压器与干式变压器。边际小型油 田平台一般 较小 ，在未安置变压器室的情况下选取油浸式变压 器，这种变压器的使用会增加操作、维护工作量； 而采取干式变压器 ，要考虑到海上烟雾 、雨水 、下 雪等恶劣天气的影响 ，因此，应设计防雨型的干式 变压器，防护等级I P 5 6 ，以满足在露天平台上布置 干式变压器的要求，双层百叶窗的设计结构 ， 可以 大大提高变压器散热功能。 ( 3 )复合海缆。复合海缆在边际小型油田平 台 的使用非常重要，锦州9 3 W无人平台使用的复 合海缆 为 3 X 2 5 mm 规格 ，3 3 6 k V电压等级 ，电 源是通过复合海缆 ，经 由锦州 9 3油 田D R P W 平 台，为该无人平台上的电潜泵、其他用电设备供应 电能 ，维护设备用电正常运转 。 ( 4 )导航系统。导航系统主要 由5 大部分组 成 ，分另 U 是太 阳能电池板 、导航灯 4 套 、导航控制 盘 、副雾笛 、主雾笛。小型油 田平 台空间小 ，无人 平台上很少设置房间，因此在设计导航系统、导航 控制盘及附属设备 ( 包括雾笛 、导航灯 )时 ，考虑 到了外界恶劣的环境 ，设计的类型均为隔爆防雷 型，为平台主动力系统安全顺利运行提供保障。 ( 5 )小功率照明及动力配电盘。小型油田平台 空间小，平台所处环境恶劣，一般设计小功率照明 和动力配电盘柜类型为防爆防雷型 ，更好的为无人 值守平台提供照明，为导航以及仪表等子系统提供 电力保障，有关动力配电盘内部元器件均设计为隔 爆元件 ，安全可靠。 3 现场试验 针对锦州9 - 3 W边际小型油田无人平台，对电 力系统改造升级 ，这种简易化的电力系统在平台上 的应用 ，取得 了一定的经济效益 ，具体情况如下 ： ( 1 )对比原电力系统传导设计方案，用一根新 型复合海缆取代了原先的两根海底电缆，海缆减少 直接降低了施工用船数量 以及施工周期 ，节省了人 工操作以及施工船舶费用。 ( 2 )由于小型无人值守平 台空间的局限性 ，将 小功率照明动力配电盘以及干式变压器放置在平台 上，大大降低了电气设备间建设费用，节省了平台 使用空间的同时 ，钢结构材料 的用量大大减少。 4 结语 随着边际小型油 田开发的需要 ，建立新型无人 值守平台已经成为发展趋势 ，它能有效地协助开发 周边油 田，开采油 田的资源 ；同时，对于维护边际 小型油田生产的供电系统提出了更高的要求 ，既要 满足平 台上生产设施用电需求 ，又要尽可能地降低 投入资金 ，势必需要对电力系统升级改造 。改造后 的电力系统在锦州 9 _ _ 3 w边际油田平台的使用 ， 节约动力设备放置空间，大大减少了操作和维修工 作量，生产成本有了显著降低，无人平台的设计理 念得到突出显现 ，为后续 边际小型油田电力系统 的 改造提供了借鉴模式以及技术支持，并取得了一定 的经济效益。 参考文献 f 1 】 吴世富油田电力系统电网的优化设计 J 】 _油气田地面工程， 2 0 1 4 3 3 ( 5 ) ：7 0 - 7 1 2 陈天翔，王寅仲，海世杰电气试验 M 北京 ：中国电力出版 社 ，2 0 1 0 3 揭福街浅论电气自动化在油田化工中的应用 J 科技创新导 报 ，2 0 1 0，2 5( 1 2 ) ：6 3 ( 栏 目主持焦晓梅) 一 5 6一 油 _ 田地面工程( h t t p ： v v w y q t dmg c c o rn)