用現(xiàn)代化控制技術(shù)為優(yōu)化傳統(tǒng)工藝助力

挪威 FourPhase 公司成立于 2012 年，致力于通過現(xiàn)代化技術(shù)優(yōu)化和提高石油和天然氣開采效率。FourPhase 公司多年來一直不懈努力，為保障其客戶在提高產(chǎn)能的同時還能持續(xù)實(shí)現(xiàn)盈利鋪平道路。在實(shí)施創(chuàng)新理念方面，FourPhase 一直信賴倍福的控制產(chǎn)品。FourPhase 公司首席技術(shù)官兼首席運(yùn)營官 J?rgen Bruntveit 介紹了公司業(yè)務(wù)以及在成本密集型傳統(tǒng)行業(yè)中使用 PC 控制解決方案帶來的優(yōu)勢。

FourPhase 公司在挪威卑爾根和蘇格蘭阿伯丁都設(shè)立了生產(chǎn)基地。公司目前正與一個經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)合作，旨在為傳統(tǒng)石油和天然氣行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來積極變化，確保從石油和天然氣生產(chǎn)過程中持續(xù)分離出固體廢物。這樣可以保護(hù)分離器、閥門或泵等系統(tǒng)組件，實(shí)現(xiàn)無固體廢物流動，并為生產(chǎn)商進(jìn)行石油和天然氣開采創(chuàng)造條件，避免出現(xiàn)因?yàn)楣腆w廢物造成的井筒堵塞而進(jìn)行昂貴和耗時的油井干預(yù)。FourPhase 的解決方案最終有效避免了生產(chǎn)停工。

固體廢物會對石油和天然氣的生產(chǎn)性能帶來不利影響。一般情況下會安裝井下濾網(wǎng)以避免產(chǎn)生固體廢物，但由于設(shè)計上的原因，井下濾網(wǎng)要么過大，要么過??；要么成為限制因素，要么保護(hù)效果不理想。此外，井下濾網(wǎng)極易受到侵蝕和機(jī)械性損傷，導(dǎo)致其失去保護(hù)作用。地面生產(chǎn)系統(tǒng)通常不具備控制固體廢物產(chǎn)生的能力，這會抑制石油和天然氣的生產(chǎn)，井下會積累大量固體廢物，最終導(dǎo)致井筒部分或完全堵塞。隨后就需要進(jìn)行昂貴、高耗能的大規(guī)模干預(yù)（如使用連續(xù)油管）來清除堵塞物。

高性能控制系統(tǒng)是在全球取得成功的關(guān)鍵因素

“我們的技術(shù)應(yīng)用場景非常多樣化，適用于各種設(shè)備類型、數(shù)量和配置。我們選擇了一個既采用模塊化設(shè)計，又能集中控制的控制系統(tǒng)，所有應(yīng)用都配備了一個“大腦”，它被用作控制中樞和主 PLC（倍福 CX5140 嵌入式控制器）。所有附加裝置都有本地 I/O 端子盒，并通過 EtherCAT 與“大腦”通信。系統(tǒng)通過 HMI 進(jìn)行操作，它所使用的元件和功能均符合歐洲核電站標(biāo)準(zhǔn)（IEC 61772）。雖然系統(tǒng)主要通過我們的控制室操控，但也可以通過本地控制面板（LCP）（倍福 CPX3721）在本地訪問所有功能。”Bruntveit 在闡釋公司方案時說道。

公司運(yùn)營的每一個系統(tǒng)中都使用了這個“核心控制系統(tǒng)”或單個組件。FourPhase 公司利用此項(xiàng)技術(shù)的力量，已在挪威、英國、丹麥、沙特阿拉伯、阿塞拜疆、美國以及馬來西亞等多個國家取得了成功。FourPhase 特別重視性能的持續(xù)改進(jìn)以及知識和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的跨系統(tǒng)遷移。因此，實(shí)用性決定了我們的整個產(chǎn)品系列都是基于相同的控制系統(tǒng)。

防爆及極端環(huán)境條件是巨大挑戰(zhàn)

石油和天然氣開采是一個極具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，其中使用的技術(shù)和部件都必須滿足嚴(yán)格的要求。“我們的系統(tǒng)都是布署在極端環(huán)境條件下。它們在高溫、高壓條件下運(yùn)行，極易受到磨損。任何操作上的錯誤，如執(zhí)行錯誤的順序或功能，都會對工作人員和環(huán)境造成嚴(yán)重傷害。因此，在設(shè)計時必須注重安全保護(hù)問題。項(xiàng)目最大的挑戰(zhàn)在于如何在安全性和實(shí)用性之間取得完美的平衡。由于我們的日常運(yùn)營具有很高的動態(tài)性，操作參數(shù)不斷變化，我們無法使用一個“固定”的程序工作，這樣就很難賦予程序?qū)崿F(xiàn)‘人性化'操作所需的靈活性。”Bruntveit 說道。

FourPhase 設(shè)計的系統(tǒng)主要用于防爆區(qū)域。這意味著 Bruntveit 及其團(tuán)隊(duì)在日常工作中必須克服額外的挑戰(zhàn)。特別是防爆應(yīng)用需要各種專業(yè)知識以及經(jīng)過防爆認(rèn)證的高品質(zhì)組件。

“針對這些應(yīng)用設(shè)計的電子器件一般都是老一代產(chǎn)品，不足以滿足當(dāng)前的需求。倍福經(jīng)過防爆認(rèn)證的產(chǎn)品可以無條件地滿足所有要求，因?yàn)槲覀兲貏e重視在防爆環(huán)境下使用最新的電子器件。同樣重要的是，產(chǎn)品符合全球認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，因此可以不受限制地使用。更重要的是，EtherCAT 技術(shù)的使用幫助我們大幅縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時間。由于 I/O 系統(tǒng)具有可模塊化擴(kuò)展的特點(diǎn)，并且基于 PC 的控制技術(shù)具有很高的靈活性，我也相信我們的系統(tǒng)可以滿足所有可能的應(yīng)用需求。”Bruntveit 說道。

倍福的 Ex 防爆系列產(chǎn)品讓 FourPhase 能夠?yàn)槠淇蛻籼峁﹦?chuàng)新的系統(tǒng)和功能選項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)石油和天然氣安全高效開采。“倍福產(chǎn)品的使用惠及我們系統(tǒng)的各個方面。倍福和 FourPhase 對質(zhì)量的要求完全一致，為良好的整合奠定了基石。倍福產(chǎn)品的使用也讓我們在遠(yuǎn)程操作領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，現(xiàn)在即使在極端環(huán)境條件以及遠(yuǎn)距離情況下，也能執(zhí)行復(fù)雜的控制任務(wù)。”Bruntveit 說道。

防爆應(yīng)用領(lǐng)域值得信賴的可靠合作伙伴

FourPhase 選擇倍福作為其面向未來的解決方案合作伙伴。Bruntveit 認(rèn)為：“對一家公司及其產(chǎn)品的信任是隨著時間的推移逐漸建立起來的，并且會持續(xù)增加。最終你需要的是一個值得信賴的產(chǎn)品，但其它很多因素會推動這種信任的建立，比如技術(shù)文檔的編制、客戶支持，以及現(xiàn)場服務(wù)，這些都會成為推動因素。對于像 FourPhased 這樣一家規(guī)模較小的公司來說，想要獲得與大客戶同樣的關(guān)注和優(yōu)先權(quán)，是相當(dāng)困難的。從這個意義上而言，我們驚訝并感動于倍福針對我們的問題所提供的幫助。當(dāng)時我們的一個系統(tǒng)出現(xiàn)了緊急情況，迫切需要一個組件來確保它能夠安全運(yùn)行。多虧倍福的銷售人員積極與產(chǎn)品經(jīng)理直接溝通協(xié)調(diào)，我們才能夠如此迅速地找到合適的替代產(chǎn)品。在倍福的幫助下，我們才能夠有效地將系統(tǒng)的停機(jī)時間減到最少。倍福采取的應(yīng)對方法以及他們處理這一事件的方式加深了我們對他們的信任。”

更多信息

www.beckhoff.com.cn/oilandgas

www.beckhoff.com.cn/cpx

www.beckhoff.com.cn/elx

圖片譯文

石油和天然氣的開采和儲運(yùn)對防爆提出了極高要求。ELX 系列端子模塊可以安全地采集和處理來自防爆區(qū)的信號

石油和天然氣生產(chǎn)是一個資本密集型傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，因此，需要一個性能可靠并面向未來的自動化系統(tǒng)

J?rgen Bruntveit（中間）正在進(jìn)行設(shè)備測試：操作人員通過 CPX3721 控制面板可以隨時查看運(yùn)行狀態(tài)，必要時可以進(jìn)行干預(yù)

CPX 系列控制面板采用堅(jiān)固耐用的鋁質(zhì)外殼，是極端惡劣工況的理想選擇