油田井場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)分析

孟慶超

摘要 本文敘述了在采油工程技術(shù)基礎(chǔ)上，輔助以通信技術(shù)和計算機技術(shù)，而結(jié)合成的現(xiàn)代井場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有礦井工況數(shù)據(jù)自動檢測、診斷，并自動優(yōu)化。進而提升油田生產(chǎn)率的作用。目前，大慶、新勝、新疆克拉瑪依等油田已經(jīng)實施該系統(tǒng)，經(jīng)過幾年的應(yīng)用，此系統(tǒng)已日臻成熟。

關(guān)鍵詞 采油工程；自動優(yōu)化；油田

中圖分類號TE4 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）43-0042-02

1概述

隨著當(dāng)今世界的發(fā)展，能源的稀缺性的表現(xiàn)愈來愈明顯。所以提高能源采集的效率與安全性也就愈發(fā)重要。這樣，能源采集現(xiàn)場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)也就應(yīng)運而生。油田油井大多都分布在各采油廠邊緣地區(qū)，油井工作狀況的監(jiān)測和控制，直接關(guān)系到原油的產(chǎn)量，關(guān)系到油田的經(jīng)濟效益，一直是一項重要的工作，隨著油田現(xiàn)代化管理水平的不斷提高，早期的人員巡視方式已逐漸被油井自動化所取代。在終端控制應(yīng)用中，僅有一種個模塊可以通過上位機通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)收到上機位的數(shù)據(jù)、警告信息和各種指令，那就是主控板模塊。除了電源模塊，所有功能板全都有各自的控制裝置或者說CPU，這就叫分布式控制。主要控制板控制器,負責(zé)協(xié)調(diào)所有功能模塊的告警信息集中和上傳、任務(wù)分配、狀態(tài)監(jiān)測等工作，另外還需要負責(zé)終端的調(diào)度和任務(wù)管理，這就叫集中式控制。

所以，油井監(jiān)控系統(tǒng)選擇的是分布式功能板集中控制模塊化裝置。此系統(tǒng)集成了現(xiàn)今最現(xiàn)今的計算機基礎(chǔ)、和通信信息技術(shù)，另外還融合了傳感器傳輸技術(shù)和采集信息機電化計劃等，采用無線通信接口將載荷示功圖、電流示功圖、電壓、溫度、壓力、紅外報警等數(shù)據(jù)信息遙傳到監(jiān)控中心，中心實時監(jiān)測異常信息，相關(guān)人員可迅速反應(yīng)，解決了采油設(shè)備的實時監(jiān)控問題。

2 系統(tǒng)功能

井場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)功能有很多，比如油井的自主監(jiān)控和數(shù)據(jù)的自動收集、計量油井的液量、診斷油井的工況、優(yōu)化系統(tǒng)效率、設(shè)計系統(tǒng)等功能。

1）數(shù)據(jù)實時采集與異常情況報警功能 包括電壓、電流、功率、載荷、沖次、沖程、井口壓力、油溫等實時工況數(shù)據(jù)。以及回壓異常、停機、停電、抽油機抽空、防盜紅外監(jiān)控，異常的情況報警缺；

2）具有數(shù)據(jù)網(wǎng)上實時傳輸、查詢功能； 通過OFFICE辦公軟件、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、視頻、音頻播放器等電腦軟件?？梢约磿r的對發(fā)回的數(shù)據(jù)進行編輯、處理。進而達到對礦井進行及時的監(jiān)控與準確的解決；

3）具有各井歷史數(shù)據(jù)及曲線顯示功能 一旦發(fā)現(xiàn)異常，可通過抽調(diào)歷史數(shù)據(jù)斧正分析結(jié)果。而用曲線顯示功能更直觀的顯示數(shù)據(jù)、輔助分析；

4）具有顯示并監(jiān)測水井流量的功能 油井如果正常運行，那么就可以實現(xiàn)在沒有人為監(jiān)測守在油井的時候，第一時間知曉油井生產(chǎn)的一系列動態(tài)變化。而且可以通過電參數(shù)、壓力數(shù)、和轉(zhuǎn)數(shù)以及地面功示意圖等參數(shù)，實現(xiàn)自動錄取遠程測試的數(shù)據(jù)。利用油井產(chǎn)油量的計算公式，計算油井產(chǎn)液量；

5）具有管理數(shù)據(jù)的功能以圖形的方式顯示實時的電壓、電流、壓力、載荷、溫度、扭矩、功率等所有的生產(chǎn)參數(shù)和生產(chǎn)設(shè)備的運行狀況；從而達到如果生產(chǎn)參數(shù)超過限定標準，就會自動報警并預(yù)測故障的位置與可能產(chǎn)生此故障的原因等。另外，系統(tǒng)還具有200口抽油機井的監(jiān)測管理功能，實現(xiàn)了大批量檢測、系統(tǒng)性管理；日報表打印輸出匯總功能，使礦井管理流程更標準、準確、正規(guī)化；各井當(dāng)前示功圖曲線顯示輸出功能，實施即時檢測。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

在大慶油田的現(xiàn)場實際生產(chǎn)中，油田井場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)能夠全天對油井實施計量，實時監(jiān)測、診斷分析、及時準確地反映油井工作情況。其中技術(shù)指標：1）系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)實時采集方式，采集數(shù)據(jù)有示功圖、電流、電壓、溫度、壓力、井場監(jiān)測等參數(shù)；2）載荷測量范圍：0kN~120kN，測量誤差小于5％；3）沖程測量范圍：任選；4）電流測量范圍：0A~100A，測量誤差小于5％；5）壓力測量范圍：0MPa~2MPa，測量誤差小于1％；6）溫度測量范圍：0℃~100℃，測量誤差小于2％；7）報警功能：具有載荷、電流、電壓超上下界報警，電流缺相報警、位移故障、紅外線報警；8）儀器工作電壓：380V+76V，電壓測量誤差小于1%；9）流量誤差小于2%；10）抽油機井監(jiān)控誤動作每月不超過一次

4 結(jié)論

油井工況遠程監(jiān)控在線計量分析系統(tǒng)通過一些知名油田比如大慶油田的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)強有力的證明了它對比傳統(tǒng)的那種人工的斷續(xù)的量油方式更加的適合現(xiàn)今的油田管理與生產(chǎn)。

1）極高的自動化程度、自動報警，提高了勞動生產(chǎn)率解決了采油設(shè)備的實時監(jiān)控問題，油井自動化系統(tǒng)工程不僅節(jié)省了人力物力，而且在準確性、靈活性以及計量頻率上都有明顯提高。所以提高了生產(chǎn)率。同時，它能進行自動報警，方便了員工對抽油機和泵況的分析，減少了停產(chǎn)時間，提高了采油時率，也相當(dāng)于提高了勞動生產(chǎn)率；

2）實現(xiàn)了硬件與軟件的有機結(jié)合，使油田采集更加的科學(xué)化與系統(tǒng)化。該系統(tǒng)將自動化分析控制系統(tǒng)與日常油井的生產(chǎn)控制管理系統(tǒng)相融合，通過控制系統(tǒng)收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端，終端再進行系統(tǒng)優(yōu)化與更進一步的分析。綜合所有，從而得出一份非常具可行并具有實際意義的解決方案。這樣，使監(jiān)控、收集得到的信息不僅起到了信息收集記錄的作用，更能服務(wù)于油井的故障應(yīng)急措施、產(chǎn)油計量動態(tài)分析、生產(chǎn)過程中的節(jié)能減排、提高油井各有機部分的匹配度、提高生產(chǎn)效率和總的經(jīng)濟利益；

3）油井的在線計量，大大的減少了初期所付出的投資成本與后期的運營成本。油井在線計量方法，主要是以井功圖法量油技術(shù)為核心，實現(xiàn)各項功能。即將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油井計量方法。并且能夠保障油井產(chǎn)液量計量的即時性、真實性、非斷續(xù)性，從而達到優(yōu)化地面計量流程，整體上減低油田的投入、增加了油田的產(chǎn)出；

4）減少了人員的參與率，提高了安全性。 眾所周知，人在井場作業(yè)是需要承擔(dān)很大的風(fēng)險的，如果發(fā)生重大安全性事故,如失控起火，那么是有很大可能性是要付出生命代價的。而礦井生產(chǎn)設(shè)備的損壞以及對周邊環(huán)境的災(zāi)難性破壞所產(chǎn)生的損失也是無法彌補的。利用油田井場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)則可以最大程度的減少這些事故的發(fā)生率。

參考文獻

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