羅克韋爾消除了設備故障和代價昂貴的停工期——提高了中國海麵油井作業平台的生產效率
惠州(HZ)21是4-樁結構的海上石油鑽探平台,位於中國南海的115米水下。惠州 21具有浮動式儲油裝置(FPSO),從位於香港東南部160公裏處的惠州油田16/ 08區中的六個水下油田之一開采原油。自從1984年第一口油井完成之後,HZ 21從1990年開始生產作業,使其成為第一個開采惠州油田的作業平台。
HZ 21石油鑽探平台歸CACT經營集團所有。CACT經營集團是一個勘探和開發中國珠江三角洲炭氫化合物儲存資源的國際性公司聯盟。CACT經營集團的成員加盟公司有中國海洋石油有限公司、阿吉普中國公司、美國伽夫隆石油公司以及德士古中國公司。CACT經營集團是中國最大的海洋石油開采合作夥伴,原油日產量可達100,0000桶。

挑戰:
作為惠州油田中最早的開采平台,HZ 21至今仍未在後來建設的平台上采用控製技術。尤其是緊急關閉係統(ESD),緊jin急ji關guan閉bi係xi統tong可ke以yi在zai發fa生sheng設she備bei危wei害hai或huo者zhe人ren身shen傷shang害hai的de情qing況kuang下xia對dui所suo有you的de機ji械xie設she備bei或huo者zhe係xi統tong采cai取qu保bao護hu措cuo施shi。石shi油you生sheng產chan係xi統tong常chang常chang為wei異yi常chang關guan閉bi所suo困kun擾rao,係xi統tong每mei次ci關guan閉bi都dou會hui導dao致zhi嚴yan重zhong的de石shi油you生sheng產chan中zhong斷duan。
ESD最初的控製結構體係包括一個連接到兩個第三方的網絡以及遺留下來的可編程邏輯控製(PLC),用作“工作”和“備用”功能。然而,係統的設置卻為每次更換控製器時所發生的問題所困擾。
大(da)約(yue)每(mei)月(yue)一(yi)次(ci),在(zai)更(geng)換(huan)控(kong)製(zhi)器(qi)時(shi)總(zong)會(hui)發(fa)生(sheng)無(wu)法(fa)解(jie)釋(shi)的(de)通(tong)信(xin)錯(cuo)誤(wu),並(bing)且(qie)會(hui)導(dao)致(zhi)平(ping)台(tai)上(shang)的(de)設(she)備(bei)異(yi)常(chang)關(guan)閉(bi)。每(mei)次(ci)在(zai)係(xi)統(tong)關(guan)閉(bi)而(er)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)查(zha)找(zhao)問(wen)題(ti)原(yuan)因(yin)和(he)試(shi)圖(tu)進(jin)行(xing)糾(jiu)正(zheng)時(shi),都(dou)要(yao)耽(dan)誤(wu)一(yi)到(dao)兩(liang)個(ge)小(xiao)時(shi)的(de)時(shi)間(jian)。更(geng)糟(zao)糕(gao)的(de)是(shi),每(mei)次(ci)並(bing)不(bu)能(neng)明(ming)確(que)找(zhao)出(chu)問(wen)題(ti)的(de)原(yuan)因(yin),因(yin)此(ci)根(gen)本(ben)無(wu)法(fa)預(yu)測(ce)係(xi)統(tong)異(yi)常(chang)關(guan)閉(bi)發(fa)生(sheng)的(de)頻(pin)率(lv)。
由於石油市場對不斷變化的經濟環境極其敏感,因而,如果要達到最佳生產狀況,必須盡可能降低運營成本和停工時間。目前HZ 21 所麵臨的挑戰就是安裝一套可靠高效並且易於操作和維護的ESD控製係統,以消除停工時間。
解決方案:
在2001年2月,CACT對羅克韋爾自動化ESD控製係統項目進行了決標。中標者的選擇是基於公司在其他CACT石油開采平台中使用Allen-Bradley PLC-5的工作經驗以及其公認的可靠性。解決方案就是開發出一套完全集成的控製係統,係統必須具有冗餘的處理器和媒體網絡,采用PLC-5和第三方報警設備。
羅(luo)克(ke)韋(wei)爾(er)自(zi)動(dong)化(hua)全(quan)球(qiu)製(zhi)造(zao)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)集(ji)團(tuan)提(ti)供(gong)了(le)整(zheng)體(ti)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)方(fang)案(an)和(he)正(zheng)在(zai)進(jin)行(xing)的(de)工(gong)程(cheng)支(zhi)持(chi)。在(zai)方(fang)案(an)設(she)計(ji)的(de)早(zao)期(qi),已(yi)經(jing)花(hua)了(le)大(da)量(liang)的(de)時(shi)間(jian)來(lai)確(que)保(bao)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)能(neng)夠(gou)符(fu)合(he)開(kai)采(cai)平(ping)台(tai)的(de)要(yao)求(qiu)並(bing)且(qie)減(jian)少(shao)設(she)備(bei)的(de)停(ting)工(gong)時(shi)間(jian)。係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)(包括PLC重新編碼)由石油工業設備供應商Petrotec來完成。所有的硬件都安裝在現有的控製麵板上,以節省空間。
係統升級項目於2001年5月開始。ESD控製係統所選擇的配置是基於控製網的“熱備份”,安裝了一對PLC-5/40C處理器。安裝熱備份元件就意味著兩個PLC應該具有相同的配置,一個用作工作的主控製器,另一個作為處於“監聽模式”的副控製器。兩個處理器都連接到相同的輸出端,並且讀取相同的現場輸入信息。如果主PLC控製出現任何問題,副PLC就會立即接替過來,而且生產作業不會中斷。
高級應用工程師Alex Ng 在羅克韋爾自動化香港公司說:“我們提出的控製解決方案可以確保係統不會因為任何故障而中斷。這樣就可以在PLC發生故障的情況下保證石油開采平台持續運行,而不需要停止生產作業。”為了實現人機界麵功能,專門安裝了兩台羅克韋爾軟件RSView32 SCADA 工作站,以監控熱備份PLC的工作狀態。此外,在開采平台21和附近的開采平台26之間還安裝了控製網“同軸電纜到光纖”中繼器模塊。這樣,將來就可以在開采平台26上實現多項功能,如遠程數據監測、報警控製以及數據記錄等等。
成果:
HZ 21已經在2002年4月成功安裝了ESD係統。盡管新的係統僅僅運行了很短一段時間,在升級ESDkongzhiqishishangweifashengguoguzhang。zuizhongyaodeshi,xitongmeiyoufashengguoyichangguanbi,yinermeiyouzaochengyouyutinggongeryinqidecanzhongsunshi。weihugongzuodejianshaoyijingshimeiyuedeshengchanshijianzengjialelianggexiaoshi。zuizhong,HZ 21 ESD控製係統升級每月可以為操作員節約US$80K。
實踐表明,在可靠性提高的同時,係統還具有易於維護的特性。而且,由於係統備件與油田中使用羅克韋爾自動化控製設備的其他CACT開采平台具有通用性,ESD係統將具有更加長遠的益處。


