前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的邊際油田系統設計研究，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

1防爆控制柜系統結構和工作原理

本系統為適應海油渤南作業區BZ-2EP平臺的兩臺變頻器拖動3WJ無人平臺的4臺電泵的要求設計。系統中包含兩套“一拖二”系統，系統中的兩臺變頻柜各拖動兩臺電泵運行，通過一定的控制方法使用一臺變頻器對兩臺電潛泵進行啟、停控制，轉速調節以及電潛泵保護功能。它的優點是投入資金相對較少，占用空間小。既節約了一拖一運行需要增加的變頻柜及海纜的配置費用，又避免了增加變頻器所占用的平臺空間。在有人平臺安裝兩臺變頻器分別為1#變頻器和2#變頻器，其輸出側由海纜連接至無人井口平臺，連接至兩臺防爆分線箱中，再由防爆分線箱分別控制兩臺接觸器吸合，為電泵提供主回路電源。主回路電纜由防爆分線箱耳室進出，連接真空接觸器控制電泵啟動，其他電纜由防爆分線箱底部直接進出。井口平臺的一臺防爆分線箱中有一臺裝有單相變壓器，變送220V電壓供兩臺防爆分線箱內部電氣設備使用。

2硬件設計

本系統包括一臺控制柜和兩臺防爆分線箱，控制柜安裝在生產平臺，兩臺防爆分線箱安裝在井口平臺。其中控制柜內關鍵部件包括：觸摸屏、PLC、電臺、環網卡等。用戶可以在生產平臺對整套系統進行監控和操作，控制柜與防爆柜間通過PLC和電臺接收發送信號實現無線通訊。防爆分線箱內部關鍵器件包括：真空接觸器、電流互感器、潛油電泵保護控制儀、三相變壓器、單相變壓器、空間加熱器、PLC、模擬量模塊、安全柵等。其主要功能是，PLC控制真空接觸器吸合，由潛油電泵保護儀對電泵進行保護。由于防爆分線箱安裝于露天，為了保證防爆接線柜內部器件正常運行，本品內部安裝空間加熱器，當溫度低于設定溫度時，自動給柜內空氣加熱。使用安全柵接收采集到的模擬信號和開關信號，可達到回路限能的作用，防止非本電路的危險能量串入該電路。由于安全柵介于現場設備與控制設備之間的限能接口，因此無論控制設備處于正常或故障狀態，安全柵都能確保傳送給現場設備的能量是安全的。

3軟件設計

在系統運行過程中，軟件使用多個PLC組網實現控制和監控，控制柜的觸摸屏為主控中心，此觸摸屏與PLC采用Modbus通訊協議，為PLC發送命令，功能包括：修改參數，接受、處理、記錄各種數據，模擬量矯正，顯示整個系統的運行參數狀態等。生產平臺PLC為整個系統的控制核心，接受井口平臺上傳的各種信號和參數，協調變頻器與井口平臺井口控制系統的動作，向井口平臺下傳保護參數設置，接受HMI設備的操作命令和參數設置。數據電臺為生產平臺和井口平臺間的數據連接單元，它分別連接生產平臺控制柜和井口平臺分線柜中的PLC，用以實現兩個PLC之間的數據交換。無人井口平臺安裝兩臺防爆分線箱，其中一臺的PLC做主站另外一臺做從站，主站PLC為執行中樞，通過電臺接收信息并執行主平臺PLC傳來的控制命令，處理并上傳PCC及井口平臺現場儀表采集的數據以及單井故障信息，與另外一臺從站PLC通訊，再通過電臺將狀態反饋給生產平臺。兩臺防爆分線箱的模擬量和開關量分別通過安全柵傳送到各自的PLC模擬量模塊中，主站通過Modbus協議讀取從站中的模擬量和開關量，主站PLC也采用Modbus協議與四臺潛油電泵保護控制儀之間實現讀寫功能和控制功能,PCC為單臺潛油電泵機組保護終端以及部分系統數據采集端。主站PLC將自身讀取的數據通過電臺發送到生產平臺PLC中，生產平臺PLC也通過這個電臺向無人井口平臺PLC發送控制命令。

4應用前景及應用范圍

目前海上油田除了中心平臺及較大的生產平臺外，有許多的衛星平臺沒有設置生活區，屬于無人值守平臺，歸屬邊際油田管理。這些無人井口平臺由于種種原因沒能實現對所有電泵的拖動運行，仍有部分電泵處于停泵閑置狀態，這樣就造成了生產能力的浪費，實際上相當于降低了油田的產量。而無人井口平臺上的設備自動化程度很低，管路的油壓、氣壓及油溫等參數需要人員到平臺定期進行巡檢。受天氣及海況影響，有時連定期巡檢也不能保證。這樣既不能實時有效的了解現場生產參數以對可能出現的故障情況進行及時處理，又增大的值班人員的工作強度。而采用無線通訊的變頻一拖二系統不僅能對電泵進行一拖二拖動，解決了電泵閑置造成的產能浪費問題；而且可以通過無線通信在有人平臺控制柜上實時顯示無人平臺管路壓力及溫度信號，方便了對可能出現的故障進行及時處理并減輕了值班人員的工作量。因此，無人井口平臺防爆控制柜系統可以非常有效改善的海上無人井口平臺現有生產中存在的問題，可以預計其有很好的應用前景。此次介紹的無人井口平臺變頻一拖二系統是在海上無人井口平臺上對電泵進行一拖二運行，而且運行方式為一拖二同時運行。但在進行簡單的擴展后，即可實現系統的一拖多同時運行或者切換運行，甚至改變為運行方式為一變多控運行。因為此系統采用無線通信功能進行數據傳送，在人員不便到達的地方都可以考慮應用這套系統。除了海上無人井口平臺外，陸地油田如新疆塔里木油田在沙漠中的采油電泵也適合應用這一系統。

5結語

本系統應用于海上邊際油條的無人井口平臺，采用PLC組網和電臺無線電通訊，經較長時間的可靠運行證明該系統的功能比較完善，已符合無人井口平臺的控制要求，能夠有效地實現遠程啟動以及實時監控潛油電泵的使用情況。

作者：鄒軍華 單位：中海油能源發展股份有限公司天津分公司