前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的边际油田系统设计研究，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
1防爆控制柜系统结构和工作原理
本系统为适应海油渤南作业区BZ-2EP平台的两台变频器拖动3WJ无人平台的4台电泵的要求设计。系统中包含两套“一拖二”系统，系统中的两台变频柜各拖动两台电泵运行，通过一定的控制方法使用一台变频器对两台电潜泵进行启、停控制，转速调节以及电潜泵保护功能。它的优点是投入资金相对较少，占用空间小。既节约了一拖一运行需要增加的变频柜及海缆的配置费用，又避免了增加变频器所占用的平台空间。在有人平台安装两台变频器分别为1#变频器和2#变频器，其输出侧由海缆连接至无人井口平台，连接至两台防爆分线箱中，再由防爆分线箱分别控制两台接触器吸合，为电泵提供主回路电源。主回路电缆由防爆分线箱耳室进出，连接真空接触器控制电泵启动，其他电缆由防爆分线箱底部直接进出。井口平台的一台防爆分线箱中有一台装有单相变压器，变送220V电压供两台防爆分线箱内部电气设备使用。
2硬件设计
本系统包括一台控制柜和两台防爆分线箱，控制柜安装在生产平台，两台防爆分线箱安装在井口平台。其中控制柜内关键部件包括：触摸屏、PLC、电台、环网卡等。用户可以在生产平台对整套系统进行监控和操作，控制柜与防爆柜间通过PLC和电台接收发送信号实现无线通讯。防爆分线箱内部关键器件包括：真空接触器、电流互感器、潜油电泵保护控制仪、三相变压器、单相变压器、空间加热器、PLC、模拟量模块、安全栅等。其主要功能是，PLC控制真空接触器吸合，由潜油电泵保护仪对电泵进行保护。由于防爆分线箱安装于露天，为了保证防爆接线柜内部器件正常运行，本品内部安装空间加热器，当温度低于设定温度时，自动给柜内空气加热。使用安全栅接收采集到的模拟信号和开关信号，可达到回路限能的作用，防止非本电路的危险能量串入该电路。由于安全栅介于现场设备与控制设备之间的限能接口，因此无论控制设备处于正常或故障状态，安全栅都能确保传送给现场设备的能量是安全的。
3软件设计
在系统运行过程中，软件使用多个PLC组网实现控制和监控，控制柜的触摸屏为主控中心，此触摸屏与PLC采用Modbus通讯协议，为PLC发送命令，功能包括：修改参数，接受、处理、记录各种数据，模拟量矫正，显示整个系统的运行参数状态等。生产平台PLC为整个系统的控制核心，接受井口平台上传的各种信号和参数，协调变频器与井口平台井口控制系统的动作，向井口平台下传保护参数设置，接受HMI设备的操作命令和参数设置。数据电台为生产平台和井口平台间的数据连接单元，它分别连接生产平台控制柜和井口平台分线柜中的PLC，用以实现两个PLC之间的数据交换。无人井口平台安装两台防爆分线箱，其中一台的PLC做主站另外一台做从站，主站PLC为执行中枢，通过电台接收信息并执行主平台PLC传来的控制命令，处理并上传PCC及井口平台现场仪表采集的数据以及单井故障信息，与另外一台从站PLC通讯，再通过电台将状态反馈给生产平台。两台防爆分线箱的模拟量和开关量分别通过安全栅传送到各自的PLC模拟量模块中，主站通过Modbus协议读取从站中的模拟量和开关量，主站PLC也采用Modbus协议与四台潜油电泵保护控制仪之间实现读写功能和控制功能,PCC为单台潜油电泵机组保护终端以及部分系统数据采集端。主站PLC将自身读取的数据通过电台发送到生产平台PLC中，生产平台PLC也通过这个电台向无人井口平台PLC发送控制命令。
4应用前景及应用范围
目前海上油田除了中心平台及较大的生产平台外，有许多的卫星平台没有设置生活区，属于无人值守平台，归属边际油田管理。这些无人井口平台由于种种原因没能实现对所有电泵的拖动运行，仍有部分电泵处于停泵闲置状态，这样就造成了生产能力的浪费，实际上相当于降低了油田的产量。而无人井口平台上的设备自动化程度很低，管路的油压、气压及油温等参数需要人员到平台定期进行巡检。受天气及海况影响，有时连定期巡检也不能保证。这样既不能实时有效的了解现场生产参数以对可能出现的故障情况进行及时处理，又增大的值班人员的工作强度。而采用无线通讯的变频一拖二系统不仅能对电泵进行一拖二拖动，解决了电泵闲置造成的产能浪费问题；而且可以通过无线通信在有人平台控制柜上实时显示无人平台管路压力及温度信号，方便了对可能出现的故障进行及时处理并减轻了值班人员的工作量。因此，无人井口平台防爆控制柜系统可以非常有效改善的海上无人井口平台现有生产中存在的问题，可以预计其有很好的应用前景。此次介绍的无人井口平台变频一拖二系统是在海上无人井口平台上对电泵进行一拖二运行，而且运行方式为一拖二同时运行。但在进行简单的扩展后，即可实现系统的一拖多同时运行或者切换运行，甚至改变为运行方式为一变多控运行。因为此系统采用无线通信功能进行数据传送，在人员不便到达的地方都可以考虑应用这套系统。除了海上无人井口平台外，陆地油田如新疆塔里木油田在沙漠中的采油电泵也适合应用这一系统。
5结语
本系统应用于海上边际油条的无人井口平台，采用PLC组网和电台无线电通讯，经较长时间的可靠运行证明该系统的功能比较完善，已符合无人井口平台的控制要求，能够有效地实现远程启动以及实时监控潜油电泵的使用情况。
作者：邹军华 单位：中海油能源发展股份有限公司天津分公司