石油钻井平台监控系统设计

系统设计
钻井平台监控系统通常包括生成过程监控和报警监控两部分。生产监控
主要用来对钻井生产过程监视和控制；包括对各个钻井、原油生产、柴油生
产、输油管线、开采油料存储等生产过程相关参数数据采集和生产流程工艺
控制。钻进平台本身安全是保障人员安全和生产安全基础，对报警监控是至
关重要；每层平台相关部分都有报警监控和防护设备；报警监控主要包括油
量、压力、可燃/有毒气体、火焰监控以及各个喷淋系统监视和控制。
钻井平台监控报警系统的实际体现包括：在钻井过程中对钻井过
程参数进行实时测量和间接计算，并且根据报警控制逻辑对执行部件
进行控制。对各项工况参数进行监测，实时采集压力、液位、流量等
生产参数，测量从钻井液中泄漏出来的可燃有毒气体的含量，实时火
焰监测等；实现参数动态显示、曲线分析（定制）、声光报警和联动
控制，通过GPRS实现数据远程传输上报给中心科室。
报警系统根据保护对象的分级规定及功能要求，设置有压力变
送器、液位探测器、流量计、可燃气体、有毒气体、双波段火焰探
测器， PLC，控制执行部件、工业 PC 机，无线GPRS 模拟块等。
变送器（探测器）在现场产生与现场环境中被测目标成正比的电
流信号，该信号接入PLC 的AI 输入端。可对不同的监控对象进行实
时监控， 并可实现对现场对象进行不间断闭环控制。工控机显示器
进行集中实时过程监控及报警和报警管理， 提供完整精确的报表，
根据已发生的状态建立历史档案， 在显示器提供报警画面， 可以直
观的显示装置区域气体浓度及报警状况。同时，系统整合数字量I/O
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模块，高速定时巡检现场手报按钮信号，并可根据现场情况和安全控
制工艺控制声光报警和发出紧急关断信号等。
系统采用西门子 S7-300 系列PLC 极其AI、DI、DO 模块，DCS
式构造，具有采集、运算速度快、可靠性强等特点，声音报警、工控
机长期（可达数年）报警记录查询等功能。变送器可采用三或两线制
工作方式：24V安全电压供电。
系统功能
1.参数显示及报警
1.1 显示：系统能显示现场的被测被测目标，每一探头和在系统
界面中都有对应的分区域的过程值显示框，显示对应的探测器实时
值；每受控执行器在系统界面中都有对应的分区域的状态显示。系统
还可以设计列表显示所有探测器实时值及执行器状态。
1.2 报警：一旦现场的某探点达到或超过预设置值，系统界面应
给出声光报警信号，并把报警情况记录在存储器中。根据提示可以方
便的找到报警现场地点，报警时相应的继电器动作，自动联动控制相
关执行部件。
1.3 工作状态及报警界面显示
监控系统应依据接收数据对各探测器的正常工作、故障状态、低
限报警状态、高限报警状态信息进行如下描述状态指示。

5.技术水平和要求
系统应有效、可靠的检测钻井现场区域指定的过程参数，过程值
异常高时能够及时报警。系统可分为手动和自动模式，在自动模式下，
执行器按照预先设置的程序进行报警控制，在手动模式下，系统可根
据矩阵操作台按钮启停规定的执行器。系统结构图如下：
系统数据可通过 GPRS 传到移动的数据服务中心，并且通过以太
网在任意一台接通网络的电脑上揽钻井生产情况。