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《油气生产管理信息化建设技术要求》

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油气 生产管理 信息化 建设 技术 要求
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1附件 1:油气生产信息化建设技术要求2014 年 11 月2目 录1 适用范围 ...........................................................................................................................62 规范引用文件 ...................................................................................................................63 新油气田技术要求 ............................................................................................................73.1 网络系统 ................................................................................................................................73.1.1 有线网络 .....................................................................................................................................................83.1.2 无线网络 .....................................................................................................................................................83.1.3 网络安全 .....................................................................................................................................................83.1.4 相关设备 .....................................................................................................................................................83.1.5 通讯协议 .....................................................................................................................................................93.2 视频监控 ................................................................................................................................93.2.1 井场视频监控 ..........................................................................................................................................103.2.2 站库视频监控 ..........................................................................................................................................113.2.3 施工现场视频监控 ..................................................................................................................................123.2.4 海洋平台监控 ..........................................................................................................................................123.2.5 油区安防监控 ..........................................................................................................................................123.2.6 设备主要技术参数 ..................................................................................................................................133.3 数据采集与控制 ...................................................................................................................153.3.1 井场 ..........................................................................................................................................................163.3.2 增压泵站 ..................................................................................................................................................203.3.3 接转泵站 ..................................................................................................................................................213.3.4 联合站 ......................................................................................................................................................233.3.5 注水站 ......................................................................................................................................................293.3.6 配水间 ......................................................................................................................................................323.3.7 注汽站 ......................................................................................................................................................323.3.8 配制站 ......................................................................................................................................................3533.3.9 集气站、增压站、输气站 ......................................................................................................................353.3.10 天然气处理厂 ........................................................................................................................................353.3.11 高压凝析油气田处理厂 ........................................................................................................................403.3.12 变电站 ....................................................................................................................................................413.3.13 有毒有害气体监测 ................................................................................................................................413.3.14 智能控制 ................................................................................................................................................413.3.15 仪表选型 ................................................................................................................................................424 老油气田技术要求 ..........................................................................................................494.1 网络系统 ..............................................................................................................................494.2 视频监控 ..............................................................................................................................494.3 数据自动采集 .......................................................................................................................505 油气生产运行指挥平台 ..................................................................................................505.1 油气生产运行指挥平台硬件 ................................................................................................505.1.1 采油(气)管理区 ..................................................................................................................................505.1.2 采油(气)厂 ..........................................................................................................................................525.1.3 分公司 ......................................................................................................................................................535.2 油气生产运行指挥平台软件 ................................................................................................535.2.1 软件建设要求 ..........................................................................................................................................535.2.2 数据存储 ..................................................................................................................................................545.2.3 系统安全 ..................................................................................................................................................566 运维管理 .........................................................................................................................576.1 基本要求 ..............................................................................................................................576.2 生产运维 ..............................................................................................................................57附录 1: ZigBee 传输要求 ......................................................................................................591. 概述 .............................................................................................................................................................592. 无线模块初始化要求 .................................................................................................................................593. 数据链路层 .................................................................................................................................................624附录 2: WIA传输要求 ...........................................................................................................731. 协议结构 .....................................................................................................................................................732. 无线模块物理接口 .....................................................................................................................................743. 无线模块应用接口协议 .............................................................................................................................76附录 3: RTU数据存储要求 ...................................................................................................821. 远程终端单元存储地址 .............................................................................................................................822. 油井运行采集控制数据存储地址 ..............................................................................................................873. 气井远程终端单元数据存储 ....................................................................................................................1074. 采注计量站远程终端单元数据存储 ........................................................................................................1185. 其它井、站场远程终端单元数据存储 ....................................................................................................141附录 4:通讯模式 ...............................................................................................................1411. 概述 ...........................................................................................................................................................1412. 单井通信模式 ...........................................................................................................................................1423. 多井集联通信模式 ...................................................................................................................................1434. 仪表与井口控制器(RTU)/井口控制单元通信 ........................................................................................145附录 5: GRM无线协议构成 .................................................................................................1521. GRM 无线协议说明 ....................................................................................................................................1522. GRM 无线协议定义 ....................................................................................................................................15351 适用范围本技术要求规范了油气生产管理信息化建设中网络系统、视频监控、数据自动采集与控制、油气生产运行指挥平台、运维管理等六个方面的建设内容及相关技术要求。2 规范引用文件GB 15599-2009 石油与石油设施雷电安全规范GB 50350-2005 油气集输设计规范GB 50183-2004 石油天然气工程设计防火规范GB 50074-2002 石油库设计规范GB 50493-2009 石油化工可燃气体和有毒气上体检测报警设计规范GB 50116-2013 火灾自动报警系统设计规范GB 50058-92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB 50115-2009 工业电视系统工程设计规范GB 50200-94 有线电视系统工程技术规范GB 50311-2007 综合布线系统工程设计规范GB 50348-2004 安全防范工程技术规范 GB 50394-2007 入侵报警系统工程设计规范GB 50395-2007 视频安防监控系统工程设计规范GB/T 50622-2010 用户电话交换系统工程设计规范YD/T 1071-2006 IP 电话网关设备技术要求YD/T 1099-2013 以太网交换机技术要求YD/T 1255-2013 具有路由功能的以太网交换机技术要求YD/T 1385-2005 基于软交换的综合接入设备技术要求YD/T 1434-2006 软交换设备总体技术要求YD/T 1627-2005 以太网交换机设备安全技术要求YD/T 1629-2007 具有路由功能的以太网交换机设备安全技术要求YD/T 5040-2005 通信电源设备安装工程设计规范YD 5102-2010 通信线路工程设计规范SH/T 3521-2007 石油化工仪表工程施工技术规程6SH 3104-2000 石油化工仪表安装设计规范SH/T 3164-2012 石油化工仪表系统防雷工程设计规范SY/T 0090-2006 油气田及管道仪表控制系统设计规范SY/T 0091-2006 油气田及管道计算机控制系统设计规范GB/T28181-2011《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》SH 3005-1999 石油化工自动化仪表选型设计规范3 新油气田技术要求3.1 网络系统网络传输系统为生产指挥、数据传输、视频图像传输和远程监控等提供安全可靠的通讯。网络系统按功能分为:工控网、视频网和办公网。工控网主要传输各类生产参数、报警信息和控制指令;视频网主要传输视频图像信息和语音数据;办公网主要传输各类管理信息系统的数据信息。网络传输系统要建立主用通信、备用通信、应急通信机制。网络系统以有线传输为主,无线传输为辅;在有线传输无法达到的地方采用无线网桥、公网等其他通讯方式作为补充。系统要求技术先进、稳定可靠、传输质量高,并能适应油气田业务发展的需求。网络传输系统应做好充分的网络安全防护。3.1.1 有线网络当网络的传输距离小于等于 90m 时,通信线缆可选用室外屏蔽双绞线;传输距离大于90m 时或主干通信线缆应选用单模光缆。光缆应根据现场施工环境选择直埋光缆、架空光缆、管道光缆等。井场终端接入光缆的芯数应不少于 8 芯(2 芯接入工控网,2 芯接入视频网,其余备用) ;主干光缆的总芯数不应少于终端接入节点数量的 6 倍。为保证网络的稳定可靠,光缆在敷设时应尽量使用光交接箱进行无源方式跳接,同时应在不同的物理路由上为主干链路设置备份链路。3.1.2 无线网络无线网络是有线网络的补充,包括:无线网桥和公网链路两种方式。3.1.3 网络安全油气生产运行数据网应单独组网,工控网与视频网、办公网之间不能直接互联,两者之间应采取可靠的技术隔离措施实现安全隔离。利用公网接入的,要在公网与企业网之间做好网络安全防护。7光纤通信宜构建传输环网,在物理链路上提高通信系统的可靠性和安全性。骨干光纤传输系统设备的关键部件应采用“1+1”热备份保护方式。应保证主要网络设备的处理能力具备冗余空间,满足油气生产运行数据和视频图像传输需要。3.1.4 相关设备3.1.4.1 交换机站场内使用的汇聚交换机应采用工业以太网交换机,设备应具备千兆/百兆接入能力,支持光、电以太网接口,支持远程网管。井场、站场使用的终端接入网络设备应采用工业光纤收发器或工业以太网交换机,并具备百兆接入能力,支持光、电以太网接口,重要节点设备应支持远程网管功能。3.1.4.2 RTU、PLC(1)井场、阀室及小型站场应设置 RTU 进行数据采集和监控,实现无人值守和远程监控。(2)丛式井场应设置一套 RTU,单井井场与相邻井场距离较近时,RTU 宜共用设计;RTU 宜与通信、监控、供电设备共用安装杆。(3)可燃(有毒)气体检测信号宜直接进入 RTU 独立设置的 I/O 卡件,上传至所属站场监控系统进行报警。(4)RTU 应选择质量可靠、性价比高、技术成熟的工业产品,应采用模块化设计,具有较强的扩展性和通信能力,并根据要求具备数据采集、数学及流量计算、逻辑控制、数据时间标志、24h 的数据存储和历史数据回传等功能。(5)中型站场的监控系统宜采用可编程控制器(PLC)系统。3.1.5 通讯协议以近期需求为主,兼顾远期信息化业务的发展需要。为井口控制器(RTU)、井口控制单元及无线仪表设备所制定统一的“仪表通信协议” 。通信协议应含以下内容:厂商代码、仪表类型、仪表组号、仪表编号、通信效率、电池电压、休眠时间、仪表状态、工作温度等。详见附录3.2 视频监控视频监控系统选用的摄像机、硬盘录像机、视频监控平台软件等均应满足GB/T28181-2011《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》标准要求。视频图像采用 H.264 算法进行编码压缩,视频经编码压缩后通过网络进行传输,并存储在8专用的视频存储设备中。视频资料的保存时间应不少于 30 天,超期录像能够自动覆盖。3.2.1 井场视频监控井场视频监控系统要能实现对井场的视频图像采集和周界防范报警。当发生闯入报警时,系统可以自动或人工向井场喊话,对闯入者进行警示。系统由摄像机、补光灯、防水音箱、通信立杆、自保设备和通讯箱等设备组成。对于有严格防爆要求的井场,所选用的设备要符合相应的防爆要求。3.2.1.1 摄像机井场视频监控摄像机应选用高清红外网络智能摄像机,有效像素不低于 130 万像素,光学变焦范围不小于 18 倍。能实现对半径不低于 200 米的范围进行有效监控。摄像机应具备智能分析报警功能,当井场有人员和车辆进入时,发出报警信息,并跟踪进入井场人员和车辆的运动。3.2.1.2 补光灯补光灯应采用防水设计,同时考虑节能要求。补光灯应实现定时自动开关、远程手动开关、报警联动开关的功能。3.2.1.3 防水音箱音箱应采用内置功放,防水设计,适合室外环境使用,发声功率不低于 15W,确保语音在井场范围内可以清晰听到。3.2.1.4 通信立杆通信立杆要按照“三化”工作要求进行建设,保证摄像机的视野范围满足全覆盖监视的要求。3.2.1.5 通讯箱通讯箱负责给视频设备供电和视频网络传输。采用背箱式室外箱体,底部进线,应具备防雨、防尘、防高温、防雷、防腐蚀以及较好的防盗和防破坏功能。箱体和通信立杆需统一接地。箱体的尺寸、颜色、标识、安装位置应按照“三化”要求进行统一。3.2.2 站库视频监控站库视频监控主要是实现站内重点设备、关键部位以及站库周边的视频图像采集和周界防范报警。对于有严格防爆要求的站场,所选用的设备必须符合防爆要求。3.2.2.1 摄像机9站库周界采用网络高清红外枪型摄像机,室外其他区域监控采用网络高清红外智能摄像机,室内重点设备和关键部位的监控采用网络高清红外摄像机或者网络高清红外摄像机。周界防范可选用具备智能分析报警功能的摄像机。室内监控应涵盖各种泵、阀组、锅炉以及其他重要设备和关键部位;室外监控应涵盖站库周界、分离器区、加热炉区、脱水区、罐区、原油稳定区、天然气冷却区、天然气外输区等其他重点关键区域。3.2.2.2 视频存储监控点少于等于 4 个的站库,不设专门的录像存储设备,将视频信号直接传输。监控点数量较多的站场,可部署网络硬盘录像机,对站场内的监控图像进行本地存储,再上传,录像质量及存储空间应满足 720P*25fps*30 天。3.2.2.3 语音喊话无人值守站场可根据需要部署语音喊话系统。音箱与摄像机音频输出口连接,室外设备应有防水设计。3.2.3 施工现场视频监控钻井井场、作业井场等甲方单位负有监督责任的重点施工现场应安装由高清网络摄像机和无线网络组成的视频监控系统并具备语音喊话功能。3.2.3.1 摄像机根据施工现场需求,安装网络高清红外球型摄像机或网络高清红外枪型摄像机。有严格防爆要求的环境中需要选用符合防爆要求的摄像机。3.2.3.2 无线组网钻井施工现场搭建无线局域网,视频通过无线局域网汇聚后,上传至生产指挥中心。无线局域网应满足现场高清视频传输的需要。3.2.3.3 视频存储钻井施工现场部署网络硬盘录像机,对视频进行高清本地存储。录像质量及存储空间应满足 720P*25fps*30 天。3.2.4 海洋平台监控海洋平台监控需涵盖靠船排、工艺区、井口生产区、生活区、消防泵区等重点区域。根据安装环境及使用要求,选择网络高清防爆红外云台一体化摄像机或者网络高清红外防爆枪型摄像机。平台部署网络硬盘录像机,对本平台视频进行高清本地存储。录像质量及存储空间应满足 720P@25fps*30 天。平台监控视频实时上传到管理区生产指挥中心。103.2.5 油区安防监控油区安防视频监控系统的组成与井场视频监控一致。油区安防监控要实现对安防事件的可回放、可追溯和可取证。在进出油区的主要道路上,安装道路卡口系统,对出入油区的人员、机动车、非机动车进行监控、抓拍。3.2.6 设备主要技术参数视频监控设备技术参数应能达到下述性能指标。3.2.6.1 网络高清红外智能球型摄像机分辨率:130 万像素,720P 分辨率;码流:720P 全帧率状态下码流不超过 2M;镜头:光学变焦不低于 18 倍;红外性能:内置红外灯,红外照射距离不低于 80 米;预置点个数:≥200 个;云台:水平方向 360°连续旋转;垂直方向 0°~90°旋转,并可自动翻转;智能分析:支持不少于 10 场景,每场景不少于 8 规则的智能行为分析;智能分析类型:至少提供区域入侵报警、跨线报警、徘徊报警等多种智能行为分析功能,支持智能跟踪;音频接口:至少提供音频输入/输出接口各 1 路;报警接口:至少提供开关量报警输入/输出接口各 2 路;防护等级:不低于 IP66。3.2.6.2 网络高清红外枪机像素/分辨率:130 万像素,720P 分辨率;镜头:定焦或可调焦镜头,100 米距离内可辨识人脸;码流:720P 全帧率条件下码流不高于 2Mb/s;红外性能:红外照射距离不低于 50 米;防护等级:不低于 IP66。3.2.6.3 网络高清红外半球摄像机像素/分辨率:130 万像素,720P 分辨率;镜头:定焦或可调焦镜头,50 米距离内可辨识人脸;码流:720P 全帧率条件下码流不高于 2Mb/s;红外性能:红外照射距离不低于 20 米。113.2.6.4 网络高清防爆红外云台一体化摄像机分辨率:130 万像素,720P 分辨率;码流:720P 全帧率状态下码流不超过 2M;镜头:光学变焦不低于 18 倍;红外性能:自带红外灯,红外照射距离不低于 80 米;云台:水平方向 360°连续旋转;垂直方向±90°旋转;音频接
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