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原油從地下出來經(jīng)井口到計量站，在計量站經(jīng)過分別計量得出單井產(chǎn)量(油、氣、水)后，與來自其它油井的原油混合輸?shù)铰?lián)合站。聯(lián)合站內(nèi)，原油先經(jīng)過脫水轉(zhuǎn)油、電脫水、原油穩(wěn)定、到外輸站，脫水是產(chǎn)生的天然氣經(jīng)過輕短處理送往化工廠作為化肥等的原料，原油中脫出的水經(jīng)過污水處理消除污染物后，到注水站再將水注回地下，以增加地下的壓力，便于增加產(chǎn)量。
　　油田的監(jiān)控系統(tǒng)首先要保證聯(lián)合站內(nèi)的各個工藝裝置工作正常，另外還要設(shè)法保持工況的相對穩(wěn)定，增加脫水轉(zhuǎn)油的效率。如果脫油不徹底，不僅采來的油得不到利用產(chǎn)生浪費，而且會加重后面污水處理的負擔。另外外輸站的計量(流量與含水率)也因直接與采油廠的效益相關(guān)，所以也很重要。目前，大多采用人工定時采樣測含水，容易造成漏洞，引致外輸?shù)膶嶋H油質(zhì)與測量值不同，引起損失和糾紛。
　　計量站負責單井產(chǎn)量計量，主體設(shè)備是二相計量分離器和閥組，控制任務主要是控制三相計量分離器的操作，采集每口井的油、氣、水的產(chǎn)量，并將測量結(jié)果和井號上傳給聯(lián)合站，亦即根據(jù)計量制度，確定每口井的計量時間，并按時切換到其他井去。每個計量站周圍的井口數(shù)量約為10個左右，井口問距和井口到計量站的距離通常為幾公里不等。每個油田根據(jù)規(guī)模不等，可有一二個到數(shù)十個不等。計量站之間的問距為幾公里到幾十公里。
　　常規(guī)的油田監(jiān)控大多用SCADA和DCS來完成，由于通信系統(tǒng)的專門性太強，往往造價昂貴，新疆塔中的一個油田(年產(chǎn)量200萬噸)的監(jiān)控系統(tǒng)由美國某DCS制造商承包，系統(tǒng)造價近千萬美元。
一、系統(tǒng)方案：
　　1、系統(tǒng)組成：
　　由TCS組成的油田監(jiān)控系統(tǒng)大體可分為兩部分：即聯(lián)合站內(nèi)部分和站外的井口和計量站部分，中央控制室同時對這兩部分進行監(jiān)控。站內(nèi)主要是過程控制，按工藝裝置分為幾個控制站(FCS)。站外在每個計量站設(shè)立一個遠程控制單元(RTU)，計量站內(nèi)的計量、分離器的控制、倒井、數(shù)據(jù)上傳以及遠傳報警等。井口設(shè)前端智能單元，負責測量油壓、套壓、油溫、并有超壓報警和泄壓等功能。由于距離較遠，價值通信線路敷設(shè)難度較大，計量站到井口，以及計量站和中央控制室的通信通過無線方式進行。
　　站內(nèi)各控制站和到主控室的通信是以太網(wǎng)方式。采用雙絞線介質(zhì)。
　　IOS為操作站，用于對現(xiàn)場情況進行監(jiān)控，并可將現(xiàn)場數(shù)據(jù)上傳，或按照給定的模型進行運算，并將指令和數(shù)據(jù)下裝至現(xiàn)場控制站FCS。WS為工程師站，用于監(jiān)視現(xiàn)場情況及模型的系統(tǒng)包含4個IOS站和2個WS站。與計量站等站外部分的通信和控制在一個WS工作站上進行。
　　現(xiàn)場控制站FCS有6個，分別是計量站(1305點)、脫水站(448點)、注水站(290點)、污水處理站(340點)、原油穩(wěn)定站(288點)、外輸計量站(105點)和輕短站(456點)。整個系統(tǒng)共有UO點近3300點。
　2、系統(tǒng)的分步實施：
　　由于軟硬件完美無間的結(jié)合使得整個油田的站內(nèi)和站外可以形成一個"無縫"的、集成的和易于擴展的系統(tǒng)。根據(jù)工藝的要求，并為了緩解油田的財政壓力，一個分階段實施的方案是最合適的。
　　第一階段，先實施了聯(lián)合站內(nèi)部分裝置的監(jiān)控。先上馬了脫水轉(zhuǎn)油、電脫水、污水處理和注水四套裝置的FCS，同時將計量站的FCS也安裝就位。
　　第二階段，大約在一年后，增加了原油穩(wěn)定、輕經(jīng)處理、外輸計量等三套裝置。站外，將各個計量站的計量數(shù)據(jù)和計量控制及倒閥操作就位。
　　第三階段，將所有井口(包括油井、注水井)前端安裝井口的前端單元，將井口數(shù)據(jù)上傳。這一步大約在第二階段實施半年后開始動工。兩年后，在原計劃之外，還增加了水源區(qū)生活用水井口和泵站的監(jiān)控。
　　3、計量站就地控制：
　　計量站控制系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)取決于井口狀況、分離控制、倒閥、數(shù)據(jù)上傳和管線的就地控制。本監(jiān)控系統(tǒng)的基本部件是一套分散的智能前端單元?？捎脕磉M行數(shù)據(jù)采集、順控、PID回路控制、事件處理以及其它許多智能控制單元。這對計量站和井口的情形特別適合。安裝在井口的小機箱中，該就地控制系統(tǒng)可以提供所有的安全控制功能。每組I/O通過標準的通訊總線(RS485或光纖，現(xiàn)在還有以太網(wǎng))通過無線電傳到中控室的計量站FCS的控制器上?？刂破髦С止I(yè)標準網(wǎng)絡(luò)包括以太網(wǎng)及其他許多控制功能。每個控制器可以控制4000個I/O點。4、聯(lián)合站內(nèi)各裝置的協(xié)調(diào)控制：
　　采油廠的聯(lián)合站內(nèi)各套裝置的運作必須根據(jù)每天的產(chǎn)量變化進行調(diào)整。這就需要對各部分控制功能如泵組、閥組、加藥、過濾器等部分的控制參數(shù)進行協(xié)調(diào)。為完成此功能，仍選用G4LC32控制器。通過采用工業(yè)RTHERNET網(wǎng)將多個控制器聯(lián)接起來。操作站與控制器的通訊也是由控制器完成。位于聯(lián)合站中央控制室的總監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸也是如此。
　　操作站提供了個裝置級的協(xié)調(diào)控制和中央控制室以及站外各計量站的人機界面。這是一套分布式的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA)，可用圖形方式顯示各個設(shè)備的工作狀態(tài)。操作員還可以從PC機上觀察到整個采油廠的狀況。有總貌圖、單井狀況圖、計量站站圖其它設(shè)備組圖。顯示數(shù)據(jù)包括流量、水位、壓力和能耗的實時過程值。另外還包括報警、變量計算(如產(chǎn)量量計算和累計外輸時間等)、報表和實時和歷史趨勢。
　　在協(xié)調(diào)控制下，各個裝置的數(shù)據(jù)經(jīng)合并后可得出該采油廠狀況的連續(xù)報告。操作員可以介入當?shù)乜刂七^程并啟動手動控制——如關(guān)閥、開泵、開電機等等。
　　總貌圖和相關(guān)的詳細流程圖提供了管網(wǎng)和采油廠的在線數(shù)據(jù)、實時和歷史趨勢以及測量數(shù)據(jù)檔案，操作員從中可了解有關(guān)情況。操作員還可以觀察到各裝置級的監(jiān)控操作。中央控制系統(tǒng)還可以產(chǎn)生系統(tǒng)報警的報表、倒班記錄和日常操作記錄。
　　單井的泵和閥門也可在中央控制室進行操作。當設(shè)備需要調(diào)整時，這就免去了每次都要派一個小組下到井口去的費用。
二、結(jié)語：
　　本系統(tǒng)安裝之前，某沙漠油田的采油廠僅有的自動控制功能是散布在各裝置內(nèi)各不相連的一些回路調(diào)節(jié)器，現(xiàn)在該采油廠的100多口油井和聯(lián)合站內(nèi)的油氣處理及集輸系統(tǒng)的控制是由一套多級分層結(jié)構(gòu)的、現(xiàn)代化的、精致的監(jiān)控系統(tǒng)完成控制功能并輔之以一套監(jiān)控到井口的、無線電的全天候四遙系統(tǒng)。由于采用了標準工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使得系統(tǒng)很容易擴展以便滿足不斷增加的需要。事實上，本油田的實施就是逐步完成的，先將條件己具備的裝置和緊迫性較強的部分完成，再根據(jù)現(xiàn)場工藝裝置的情況，一步一步進行。這樣，油田不僅預算得到了緩解，而且，也可以一步一步看到系統(tǒng)實施后的效果。
　　各個裝置現(xiàn)在運行非常穩(wěn)定，原來有時波動很大的參數(shù)如脫水時的加藥量，現(xiàn)在波動很小。系統(tǒng)工作的穩(wěn)定代表脫水質(zhì)量的穩(wěn)定。
　　計量站的工作也大大減少人工的干預。原來，每次單井計量后的倒井是必須要人到場的。單井計量數(shù)據(jù)采用抄表的方式送到采油廠廠部?，F(xiàn)在，計量制度可以從中控室下載到計量站的RTU，RTU根據(jù)計量制度自動調(diào)整每口井的計量時間，并自動進行倒井、倒閥等功能。計量數(shù)據(jù)隨時上傳到中央控制室。中控室還可以通過這套站外的無線監(jiān)控系統(tǒng)看到每口單井的油壓、油溫、套壓等，大大減少了巡井的工作量。
　　有時，采用本系統(tǒng)還有額外的收獲，原來，外輸站的計量(尤其是含水)是每小時一次，由于各個采油廠和外輸后來劃分不同的部門，外輸發(fā)現(xiàn)，每當計量時，含水很低，但不計量時，油中含水較高，這樣外輸部分的進油和出油量不等：由于沒有數(shù)據(jù)支持，一直在扯皮。本系統(tǒng)安裝后，由于是連續(xù)采樣，并且數(shù)據(jù)同時送到外輸和中控室，避免了此類現(xiàn)象的發(fā)生。
　　該系統(tǒng)投運后不久，油田又將二十公里之外的二十余口生活用水的水源井也納入本系統(tǒng)，擴充的工作很簡單，只是增加了水源地的井口處的前端智能單元，在中央控制室增加一個FCS專門處理水源區(qū)來的通訊和數(shù)據(jù)即可。由于水源井因己安裝電話線，所以，通信是采用MODEM通過電話專線將數(shù)據(jù)上傳和下傳的。
　　最近，該采油廠正和上級部門洽談通過INTERNET網(wǎng)將本系統(tǒng)上傳到250公里之外的總部(開發(fā)公司)的控制室中去。