紧急联锁关断系统在海洋采油平台中的应用
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【摘 要】随着社会经济和科技水平的不断提高，人类对于石油等化石燃料的开采力度越来越大，很多陆地上油田逐渐枯竭。为了能够有效缓解对能源资源利用紧张的局面，人们开始加快了对海底油田的开采，海洋采油平台的应用在海底采油工作中发挥重要的作用。为了能够使海洋采油平台在生产和集输的过程能够安全顺利运行，以免发生一些对海洋生态环境污染的事故，在海洋采油平台上运用紧急联锁关断系统，保证海洋开采平台能够平稳、安全的运行。本文阐述了紧急联锁关断系统的组成及特点，对该系统在海洋采油平台中的应用进行分析。
【关键词】紧急联锁关断系统；海洋采油平台；应用
海洋底层存在豐富的油气矿产资源，从20世纪处开始对海底石油进行开采，但是受到当时技术的限制，仅发现了少量的海底油田，一直到60年代之后，相应的对海上石油勘探的技术得到相应发展，海上采油得到了大规模的发展，海上采油平台的数量越来越多。[1]对海上石油进行开采，能够有效缓解目前能源资源紧张的局面，但同时海洋采油平台的安全事故也频繁发生，为了保证海上采油平台的安全运行，通过采用紧急联锁关断系统，对采油油井的生产集输关键参数进行连续的监视，如果出现了超出安全值的参数，系统会马上对相关设备进行措施，使海上采油平台出现安全事故的概率减小到最低。
一、紧急联锁关断系统的组成以及特点
1、系统的组成
紧急联锁关断系统的主要组成有三部分，安全仪表系统、关键参数以及系统软硬件。在海洋采油平台运行过程中，陆地中心站可以对平台进行远程监测和远程遥控，安全仪表系统是海上采油平台的控制系统组成之一，该系统对采油平台生产工艺的各个参数进行监控，比如加热器的出口温度、井口回压等参数，在对这些参数进行监控的同时，还要根据实际的变化来对相应设备进行紧急停车。而且安全仪表系统还要对平台上的火灾和可燃气体的报警信号进行监控，要根据实时的报警信号对平台上不同区域的设备进行联锁关断，同时要对平台状态灯的开启熄灭进行控制。[2]为了能够保证海上采油平台的顺利工作，根据实际平台的生产工艺流程来对相关参数进行确定，对一些能够影响到实际工艺的生产参数进行监控，同时见这些关键参数和相关的生产工艺流程相关联，若是出现参数异常的情况，能够及时使关联生产过程进行联锁关断。在紧急联锁关断系统的应用中也要保证系统软硬件达到相应的标准要求，尽可能保证监控系统能够平稳、安全地运行，采用高强度逻辑的软件系统，能够对相关生产参数的变化做出及时的反应，对海上采油平台的生产数据进行综合处理统计，及时对存在的危险漏洞进行防护。
2、系统的特点
在进行紧急联锁关断系统的设计时，要根据实际海上油田的开采情况，以及目前世界上对采油平台的设计经验，对该系统的关断等级进行划分，主要可以划分为四个等级：（1）ESD-0。当关断等级为该级别时，海上采油平台上的所有设备都要停车，同时点亮弃平台状态灯，通常是发生了不可挽回的重大安全事故，是最高级别的关断等级，该等级的关断操作是有人工来进行触发。（2）ESD-1。此关断级别是通常是由于采油平台发生了火灾或者其他安全事故，要点亮火灾状态灯，经由人工确认之后对该关断等级进行触发，对整个采油平台采取关断。[3]（3）PSD。当外输管线的干压等参数发生异常时，或者平台内可燃气体发生警报时，判断为该级别关断，对采油平台上的生产工艺设备进行关断，不过只是对这些设备采取关闭，而不对其进行泄压。（4）USD。由于海上采油平台生产流程中某一生产单元的参数发生异常而触发该级别关断，对异常参数相关的单元设备采取关断处理，在不对整个平台正常工作的前提下，对出现异常的单元设备进行单独停车。
紧急联锁关断系统除了严格划分了关断等级，其对生产过程各个设备参数进行监测的仪表也是相互独立的，并且在同一个参数现场要同时设置两个仪表来进行监测，分别独立运行互相之间不会干扰，极大程度保证监测数据的准确性，保证能够准确及时发现生产过程中的异常参数，将采油平台的危险性降到最低，保证平台的正常安全运行。
二、紧急联锁关断系统的实施应用
1、对系统的搭建和开发
这种系统对于不同设备的参数都可以进行及时的监控，而且通过不同的触发条件，来对不同设备采取关断措施。中心平台监控中心对采油平台进行远程的操控，通过可编程逻辑控制器来对紧急关断进行控制，整个系统的中控室服务器和逻辑控制器之间通过以太网进行连接，从而保障相互之间的通信畅通。系统对采油平台生产工艺流程中的各个参数进行细致监控，对这些参数数据进行采集分析，通过逻辑运算来对生产过程中参数的变化进行分析，并反馈给中控室，和中控室进行数据之间的交流，从而能够对相关的控制指令进行影响。[4]该系统实际采用的逻辑控制器不论是对数据的处理能力，还是其逻辑运算的稳定性均属于整个行业内的顶尖水平，能够对采油平台的实际运行进行及时掌控，精确对相关设备进行联锁关断，保证平台的运行质量。
2、系统软件开发
整个系统顺利运转的关键就是对联锁关断等级的判断，才可以有效对相关异常设备采取关断，为了保证紧急联锁关断系统的正常运行，就要实现ESD关断逻辑的稳定运算，这都是要依靠逻辑控制器通过编成来实现。[5]针对于海洋采油平台的实际运行特点，以及对于相关设备紧急联锁关断的要求，要对一些重要的设备的控制进行编程，例如切断阀、井下安全阀等，对这些设施的控制编制一个功能块，将对这些设施的普通操控和紧急关断相互融合在一起，能够使对设施操控更加高效。
在该系统对相关生产过程参数进行采集之后，整个系统程序进入了ESD触发原因状态位逻辑的检测阶段，这时要对这些数据参数进行逻辑判断，判断各个参数是否超过了标准上限，如果出现了参数超标异常的情况时，相应的参数会触发相对应的警报状态，在对该警报状态进行检测后，判断为真时才可以采取相应的紧急关断措施。
3、系统的应用情况
目前，紧急联锁关断系统在很多海上采油平台中得到应用，该系统的投入应用，能够对采油平台运行的异常情况进行及时监控，通过逻辑运算判断出关断等级，并采取相应的关断措施，能够有效减少海上采油平台重大安全事故发生的情况，对设备的关断措施响应的时间都在一秒以内，对设备的关停也能够十分准确，保障平台的安全生产。
三、结束语
综上所述，海上采油平台大规模建设，在解决了能源资源供应的同时，也出现了很多安全事故问题，特别是因为海上平台在应对事故方面经常处于孤立无援的状态，很难能够对事故采取及时的措施，因此对于海上采油平台来说，对事故的预防工作尤为重要。通过采用紧急联锁关断系统，能够有效对生产工艺中各个参数进行监控，并对这些数据进行逻辑处理，进行相应的关断措施，保障平台的安全运行，对海上采油平台的稳定安全具有重要的意义。
参考文献：
[1]谭传强，赵旭东，黄朝阳.科威特大型集油站工程自控系统设计与投运[J].石油化工自动化，2016，37（06）：13-17.
[2]于智洋，耿立文，张杰.紧急停车系统中紧急关断阀的在线测试方法[J].重庆工学院学报，2017，22（10）：190-192.
[3]王思强，田京山.印度尼西亚气体处理厂紧急关断系统设计[J].天然气工业，2016，28（09）：114-116.
[4]周林，廖长初.提高可编程控制器控制系统可靠性的措施[J].工业自动控制，2016（06）：20-22.
[5]高进，周彬.ESD系统在忠县天然气净化厂的应用及优化[J].石油与天然气化工，2017，37（04）：247-248.
（作者单位：1 2 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司海洋采油厂海一采油管理区；
3 山东省滨海公安局网安支队；
4 中国石油化工股份有限公司胜利油田
分公司临盘采油厂集输大队）
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