用現(xiàn)代化控制技術為優(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能的同時還能持續(xù)實現(xiàn)盈利鋪平道路。在實施創(chuàng)新理念方面，FourPhase 一直信賴倍福的控制產品。FourPhase 公司首席技術官兼首席運營官 J?rgen Bruntveit 介紹了公司業(yè)務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立了生產基地。公司目前正與一個經驗豐富的團隊合作，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過程中持續(xù)分離出固體廢物。這樣可以保護分離器、閥門或泵等系統(tǒng)組件，實現(xiàn)無固體廢物流動，并為生產商進行石油和天然氣開采創(chuàng)造條件，避免出現(xiàn)因為固體廢物造成的井筒堵塞而進行昂貴和耗時的油井干預。FourPhase 的解決方案最終有效避免了生產停工。

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

“我們的技術應用場景非常多樣化，適用于各種設備類型、數(shù)量和配置。我們選擇了一個既采用模塊化設計，又能集中控制的控制系統(tǒng)，所有應用都配備了一個“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 進行操作，它所使用的元件和功能均符合歐洲核電站標準（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 公司利用此項技術的力量，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)改進以及知識和學習經驗的跨系統(tǒng)遷移。因此，實用性決定了我們的整個產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)性的領域，其中使用的技術和部件都必須滿足嚴格的要求。“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)境造成嚴重傷害。因此，在設計時必須注重安全保護問題。項目最大的挑戰(zhàn)在于如何在安全性和實用性之間取得完美的平衡。由于我們的日常運營具有很高的動態(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實現(xiàn)‘人性化'操作所需的靈活性。”Bruntveit 說道。

FourPhase 設計的系統(tǒng)主要用于防爆區(qū)域。這意味著 Bruntveit 及其團隊在日常工作中必須克服額外的挑戰(zhàn)。特別是防爆應用需要各種專業(yè)知識以及經過防爆認證的高品質組件。

“針對這些應用設計的電子器件一般都是老一代產品，不足以滿足當前的需求。倍福經過防爆認證的產品可以無條件地滿足所有要求，因為我們特別重視在防爆環(huán)境下使用最新的電子器件。同樣重要的是，產品符合全球認證標準，因此可以不受限制地使用。更重要的是，EtherCAT 技術的使用幫助我們大幅縮短了系統(tǒng)響應時間。由于 I/O 系統(tǒng)具有可模塊化擴展的特點，并且基于 PC 的控制技術具有很高的靈活性，我也相信我們的系統(tǒng)可以滿足所有可能的應用需求。”Bruntveit 說道。

倍福的 Ex 防爆系列產品讓 FourPhase 能夠為其客戶提供創(chuàng)新的系統(tǒng)和功能選項，實現(xiàn)石油和天然氣安全高效開采。“倍福產品的使用惠及我們系統(tǒng)的各個方面。倍福和 FourPhase 對質量的要求完全一致，為良好的整合奠定了基石。倍福產品的使用也讓我們在遠程操作領域取得了重大進展，現(xiàn)在即使在極端環(huán)境條件以及遠距離情況下，也能執(zhí)行復雜的控制任務。”Bruntveit 說道。

防爆應用領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 認為：“對一家公司及其產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品，但其它很多因素會推動這種信任的建立，比如技術文檔的編制、客戶支持，以及現(xiàn)場服務，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注和優(yōu)先權，是相當困難的。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行。多虧倍福的銷售人員積極與產品經理直接溝通協(xié)調，我們才能夠如此迅速地找到合適的替代產品。在倍福的幫助下，我們才能夠有效地將系統(tǒng)的停機時間減到最少。倍福采取的應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

石油和天然氣生產是一個資本密集型傳統(tǒng)產業(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）正在進行設備測試：操作人員通過 CPX3721 控制面板可以隨時查看運行狀態(tài)，必要時可以進行干預

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