CN209821633U - 油田控制系统的CCR-FARs结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油田控制系统的CCR‑FARs结构，包括：CCR系统，设置的区域为中心处理站；多个FAR系统，分布的区域包括中心处理站、集油站、井口和外输管线截断阀室；CCR系统和多个FAR系统分别设有：通信系统，用于CCR系统与多个FAR系统之间和多个FAR系统之间的通信连接，以及与所在区域的数据监测装置和受控系统通信连接；故障检测设备，用于检测所在区域系统自身的故障；存储设备，用于存储所在区域的数据监测装置采集的多项数据，发生故障的系统所在区域的所述多项数据，以及各个区域的控制逻辑；控制系统，用于执行所在区域的控制逻辑，以及执行发生故障的区域的控制逻辑。通过本实用新型，实现了油田控制系统并且保证了油田控制系统的可靠性和安全性。

Description

油田控制系统的CCR-FARs结构

技术领域

本实用新型涉及油田项目中的自动化控制技术领域，尤其涉及一种油田控制系统的CCR-FARs结构。

背景技术

相关技术中，为了实现大型油气田项目地面工程的自动化控制，设置中央控制室(Central Control Room，简称为CCR)系统，以及辅助控制室(Field Assemble Rack Room，简称为FAR)系统，由CCR系统和FAR系统组成CCR-FARs结构。并且CCR系统和FAR系统可设置在同一站场内，FAR系统负责收集数据，有CCR系统负责存储FAR系统收集到的数据和远程控制FAR系统。

相关技术中的CCR-FARs由于数据存储和处理在CCR系统中执行，一旦CCR系统或者FAR系统出现故障，将导致系统无法自动控制或者无法采集到相关数据，因此存在可靠性和安全性差的技术问题。并且，由于油田涉及多个区域以及各种各样的设备，炼油或石化项目中的CCR-FARs结构无法应用到油田的自动控制系统中。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种油田控制系统的CCR-FARs结构，用于至少解决相关技术中控制系统存在可靠性和安全性差的技术问题。

根据本实用新型，提供了一种油田控制系统的CCR-FARs结构，该油田控制系统的CCR-FARs结构包括：CCR系统，设置的区域为中心处理站；多个辅助控制室FAR系统，分布的区域包括中心处理站、集油站、井口和外输管线截断阀室；中心处理站的区域被划分为多个子区域，其中，CCR系统设置在多个子区域中的一个子区域，以及FAR系统还分设在多个子区域中的其他子区域；其中，CCR系统和多个FAR系统分别设有：通信系统，用于CCR系统与多个FAR系统之间和多个FAR系统之间的通信连接，以及与所在区域的数据监测装置和受控系统通信连接；故障检测设备，用于检测所在区域系统自身的故障；存储设备，用于存储所在区域的数据监测装置采集的多项数据，存储发生故障的系统所在区域的多项数据，以及存储各个区域的控制逻辑；控制系统，与故障检测设备、存储设备和通信系统连接，用于执行所在区域的控制逻辑以控制所在区域的受控系统，以及执行发生故障的区域的控制逻辑以控制发生故障的区域的受控系统。

可选地，控制系统，还用于执行总控制逻辑以控制所有区域的受控系统。

可选地，存储设备，还用于存储所有区域中除所在区域之外的其他区域的数据监测装置采集的多项数据。

可选地，控制系统包括但不限于以下至少之一或者任意组合：过程控制系统(Process Control System，简称为PCS)、应急关断系统(Emergency shutdown system，简称为ESD)和火气监控系统(Fire Alarm and Gas Detector System，简称为FGS)。

可选地，存储设备还用于存储总控制逻辑，其中，总控制逻辑用于控制所有区域的受控系统。

可选地，CCR系统和多个FAR系统分别设置有电缆夹层，该电缆夹层用于布置从室外进入CCR系统或多个FAR系统的通信线缆。

可选地，受控系统包括但不限于以下至少之一或者任意组合：门禁系统(AccessControl System，简称为ACS)、水灭火系统(WES)、气体灭火系统(GES)和泡沫灭火系统(FES)。

可选地，CCR系统与多个FAR系统之间和多个FAR系统之间互为热备份。

本实用新型提供的油田控制系统的CCR-FARs结构，通过在中心处理站设置CCR系统，在中心处理站、集油站、井口和外输管线截断阀室等区域设置多个FAR系统，实现了对油田的全面自动控制，并将中心处理站分为多个子区域，在其中一个子区域设置CCR系统，在其他子区域分别设置FAR系统，降低了CCR系统的负荷。CCR系统与多个FAR之间和多个FAR之间通信连接，CCR系统与多个FAR控制自身所在区域的受控设备，并且通过故障检测设备检测CCR系统与多个FAR系统的故障，由CCR系统与多个FAR之一的控制系统控制故障的系统所在的区域，不仅分担了CCR系统的工作负荷，而且在发生故障时由其他系统实现在故障区域的控制，实现了油田控制系统并且保证了油田控制系统的可靠性和安全性。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的油田控制系统的分布示意图；

图2为根据本实用新型实施例的CCR系统和FAR系统的结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为根据本实用新型实施例的油田控制系统的分布示意图，如图1所示，该油田控制系统包括：CCR系统10，设置的区域为中心处理站1；多个FAR系统20，分布的区域包括中心处理站1、集油站2、井口3和外输管线截断阀室4；中心处理站1的区域被划分为多个子区域(如图1所示11至15)，其中，CCR系统设置在多个子区域中的一个子区域(如图1所示为11)，以及FAR系统还分设在多个子区域中的其他子区域(如图1所示为12至15)。

在本实用新型实施例中，油田可包括多个集油站2、多个井口3，以及多个外输管线截断阀室4，图1仅作为示例不是对集油站2、井口3以及外输管线截断阀室4的数量的限制。

在本实用新型实施例中，如图1所示，每个区域中设有多个数据监测装置30，以及受控系统40。不同区域的数据监测装置30和受控系统40可相同，也可部分相同，也可完全不同，本实用新型实施例对此不做限定。数据监测装置30包括监测油田中数据的各种监测传感器、仪表等，可参见公知技术，在此不一一赘述。受控系统40可包括但不限于门禁系统(Access Control System，简称为ACS)、水灭火系统(WES)、气体灭火系统(GES)和泡沫灭火系统(FES)等，可参见公知技术，本实施例对此不一一赘述。

在本实用新型实施实施例中，如图1所示，CCR系统10与多个FAR系统20之间和多个FAR系统20之间通过通信链路50通信连接，CCR系统10或多个FAR系统20与多个数据监测装置30以及受控系统40之间可通过通信链路60通信连接。通信链路50和/或通信链路60,可为同种类型的通信链路或者不同类型的通信链路，包括有线通信链路和无线通信链路。其中，有线通信链路可以通过光纤通信线缆进行信号传输，在某些实施方式中，CCR系统10与多个FAR系统20分别设有电缆夹层(图中未示出)，电缆夹层用于布置从室外进入CCR系统10或多个FAR系统20的通信线缆。应当理解，为了简化附图，图1中并未完全示出通信链路50和/或通信链路60。

在本实用新型实施实施例中，CCR系统10与多个FAR系统20之间和多个FAR系统20之间互为热备份。在未发生故障时，CCR系统和多个FAR系统分别与所在区域的多个数据监测装置30通信，以及控制其所在区域的受控系统40。在CCR系统和多个FAR系统之一出现故障时，由其他(CCR系统或多个FAR系统)系统接管出现故障的区域，与该区域的多个数据监测装置30通信，以及控制该区域的受控系统40。

图2为根据本实用新型实施例的CCR系统和FAR系统的结构示意图，如图2所示，CCR系统10和FAR系统20分别设有：通信系统100，用于CCR系统10与多个FAR系统20之间和多个FAR系统20之间的通信连接，以及与所在区域的数据监测装置30和受控系统40通信连接；故障检测设备200，用于检测所在区域系统自身的故障；存储设备300，用于存储所在区域的数据监测装置30采集的多项数据，以及存储发生故障的CCR系统10或FAR系统20所在区域的多项数据，以及存储各个区域的控制逻辑；控制系统400，与故障检测设备200、存储设备300和通信系统100连接，用于执行所在区域的控制逻辑以控制所在区域的受控系统，以及执行发生故障的区域的控制逻辑以控制所述发生故障的区域的受控系统。

在实用新型实施例中，控制逻辑可参见相关技术中的控制逻辑，作为示例性说明，通过控制逻辑可以实现在数据监测装置30监测到某一个或某些数据时，基于监测到的数据产生控制指令，控制受控系统40以使受控系统执行动作，例如，火灾探测器(数据监测装置30)监测到火情产生火灾报警消息，基于控制逻辑产生控制指令，使能灭火系统(控制受控系统40)以达到灭火的目的。应当理解，此处仅作为示例性说明，控制逻辑可为本申请的申请日之前的控制逻辑，或者本申请的申请日之后的控制逻辑，本实用新型实施例不是对控制逻辑的改进。

在本实用新型实施例中，存储设备300可包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。

在实用新型实施例中，通信系统100可包括各种公知的通信设备或模块(诸如路由器、交换机、网卡、射频信号处理电路等)，本实施例对此不做一一赘述。

在实用新型实施例中，控制系统400包括但不限于以下至少之一或者任意组合：过程控制系统(Process Control System，简称为PCS)、应急关断系统(Emergency shutdownsystem，简称为ESD)和火气监控系统(Fire Alarm and Gas Detector System，简称为FGS)。

在本实用新型实施实施例中，在未发生故障时，CCR系统10的控制系统400和多个FAR系统20的控制系统400分别与所在区域的多个数据监测装置30通信，以及控制其所在区域的受控系统40。在CCR系统和多个FAR系统之一出现故障时，由其他(CCR系统或多个FAR系统)系统的控制系统100接管出现故障的区域，与该区域的多个数据监测装置30通信，以及控制该区域的受控系统40。

在本实用新型实施实施例中，CCR系统10的控制系统100可执行总控制逻辑，以对所有区域(包括中心处理站1、集油站2、井口3以及外输管线截断阀室4等)的受控系统40进行控制，该控制可通过将控制指令传输至多个FAR系统20的控制系统100，由多个FAR系统20的控制系统100对所在区域的受控系统40进行控制。

在本实用新型实施实施例中，多个FAR系统20的存储设备300存储设备还用于存储总控制逻辑，其中，总控制逻辑用于控制所有区域的受控系统。多个FAR系统20的控制系统400，还用于执行总控制逻辑以控制所有区域的受控系统40。具体的，当CCR系统10出现故障时，由多个FAR系统20中的一个FAR系统20接管CCR系统10，其控制系统400执行总控制逻辑以控制所有区域的受控系统40，由此进一步提高油田控制系统的安全性。

应当理解，在本实用新型实施例中，总控制逻辑涉及对多个区域的协调控制，总控制逻辑可参见公知的控制逻辑，总控制逻辑可为本申请的申请日之前的总控制逻辑，或者本申请的申请日之后的总控制逻辑，本实用新型实施例不是对总控制逻辑的改进。

在本实用新型实施实施例中，CCR系统10和多个FAR系统20的存储设备300，还用于存储所有区域中除所在区域之外的其他区域的数据监测装置30采集的多项数据，由此实现数据的备份，提高数据的安全性。

在某些实施方式中，当CCR系统10出现故障时，由中心处理站1其他子区域的FAR系统20接管CCR系统10，实现对CCR系统所在子区域的自动控制，借由就近的FAR系统20接管CCR系统10可以避免远距离数据传输产生的时延。当集油站2、井口3以及外输管线截断阀室4等区域的FAR系统20出现故障时，可以由中心处理站1的CCR系统10和FAR系统20之一接管该出现故障的区域。

本实用新型提供的油田控制系统的CCR-FARs结构，通过在中心处理站设置CCR系统，在集油站、井口和外输管线截断阀室等区域设置多个FAR系统，并将中心处理站分为多个子区域，在其中一个子区域设置CCR系统，在其他子区域分别设置FAR系统。CCR系统与多个FAR系统之间和多个FAR系统之间通信连接，CCR系统与多个FAR控制自身所在区域的受控设备，并且通过故障检测设备检测CCR系统与多个FAR系统的故障，由CCR系统与多个FAR之一的控制系统控制故障的系统所在的区域，不仅分担了CCR系统的工作负荷，而且在发生故障时由其他系统实现在故障区域的控制，实现了油田控制系统并且保证了油田控制系统的可靠性和安全性。

由此可知，本实用新型的油田控制系统，通过对CCR-FARs结构中CCR系统与FAR系统的连接关系，以及CCR系统和FAR系统的内部结构的改进，实现了油田控制系统并且保证了油田控制系统的可靠性和安全性。

本实用新型实施例的控制系统100可通过一个或多个计算机设备实现。计算机设备，包括可以执行程序的智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、机架式服务器、刀片式服务器、塔式服务器或机柜式服务器(包括独立的服务器，或者多个服务器所组成的服务器集群)等。

图3为根据本实用新型实施例的计算机设备的结构示意图，如图3所示，本实施例的计算机设备至少包括但不限于：可通过系统总线相互通信连接的存储器21、处理器22。需要指出的是，图3仅示出了具有组件21-22的计算机设备，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

本实用新型实施例中，存储器21(即可读存储介质)包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，存储器21可以是计算机设备20的内部存储单元，例如该计算机设备20的硬盘或内存。在另一些实施例中，存储器21也可以是计算机设备20的外部存储设备，例如该计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，存储器21还可以既包括计算机设备20的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，存储器21通常用于存储安装于计算机设备20的操作系统和各类软件。此外，存储器21还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。

处理器22在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器22通常用于控制计算机设备20的总体操作。本实施例中，处理器22用于运行存储器21中存储的程序代码或者处理数据，例如执行控制逻辑以实现对受控系统40的控制。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种油田控制系统的CCR-FARs结构，其特征在于，包括：中心控制室CCR系统，设置的区域为中心处理站；多个辅助控制室FAR系统，分布的区域包括中心处理站、集油站、井口和外输管线截断阀室；所述中心处理站的区域被划分为多个子区域，其中，所述CCR系统设置在所述多个子区域中的一个子区域，以及所述FAR系统还分设在所述多个子区域中的其他子区域；其中，所述CCR系统和所述多个FAR系统分别设有：

通信系统，用于所述CCR系统与所述多个FAR系统之间和所述多个FAR系统之间的通信连接，以及与所在区域的数据监测装置和受控系统通信连接；

故障检测设备，用于检测所在区域系统自身的故障；

存储设备，用于存储所在区域的数据监测装置采集的多项数据，存储发生故障的系统所在区域的所述多项数据，以及存储各个区域的控制逻辑；

控制系统，与所述故障检测设备、所述存储设备和所述通信系统连接，用于执行所在区域的控制逻辑以控制所在区域的受控系统，以及执行发生故障的区域的控制逻辑以控制所述发生故障的区域的受控系统。

2.根据权利要求1所述的油田控制系统的CCR-FARs结构，其特征在于，所述控制系统，还用于执行总控制逻辑以控制所有区域的受控系统。

3.根据权利要求1所述的油田控制系统的CCR-FARs结构，其特征在于，所述存储设备，还用于存储所有区域中除所在区域之外的其他区域的数据监测装置采集的多项数据。

4.根据权利要求1所述的油田控制系统的CCR-FARs结构，其特征在于，所述控制系统包括以下至少之一或者任意组合：过程控制系统PCS、应急关断系统ESD和火气监控系统FGS。

5.根据权利要求1所述的油田控制系统的CCR-FARs结构，其特征在于，所述存储设备还用于存储总控制逻辑，其中，所述总控制逻辑用于控制所有区域的受控系统。

6.根据权利要求1所述的油田控制系统的CCR-FARs结构，其特征在于，所述CCR系统和所述多个FAR系统分别设置有电缆夹层，所述电缆夹层用于布置从室外进入所述CCR系统或所述多个FAR系统的通信线缆。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的油田控制系统的CCR-FARs结构，其特征在于，所述受控系统包括以下至少之一或者任意组合：门禁系统ACS、水灭火系统WES、气体灭火系统GES和泡沫灭火系统FES。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的油田控制系统的CCR-FARs结构，其特征在于，所述CCR系统与所述多个FAR系统之间和所述多个FAR系统之间互为热备份。