水源井?dāng)?shù)字化建設(shè)在合水油區(qū)的應(yīng)用與優(yōu)化

呂海衛(wèi)，胡璐

長慶油田分公司第一采油技術(shù)服務(wù)處，甘肅慶陽745400

水源井?dāng)?shù)字化建設(shè)在合水油區(qū)的應(yīng)用與優(yōu)化

呂海衛(wèi)，胡璐

長慶油田分公司第一采油技術(shù)服務(wù)處，甘肅慶陽745400

文章介紹了水源井?dāng)?shù)字化建設(shè)的主要設(shè)備及其功能。在合水油區(qū)的應(yīng)用中，水源井的數(shù)字化管理實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場設(shè)備無人值守，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，穩(wěn)定了產(chǎn)水量，降低了水源井的故障率，延長了設(shè)備使用時(shí)間，達(dá)到了節(jié)能節(jié)電效果。針對水源井?dāng)?shù)字化建設(shè)存在不能監(jiān)測到水位的不足之處，安裝了水源井水位監(jiān)測系統(tǒng)，同時(shí)與水源井自動(dòng)控制儀并接起來，并將采集的水源井水位數(shù)據(jù)在站控電腦上顯示，完善了數(shù)字化功能，優(yōu)化了系統(tǒng)。

水源井；數(shù)字化；自動(dòng)控制裝置；水位監(jiān)測；智能保護(hù)

0 引言

合水油區(qū)目前沒有供水站，主要采用“水源井——注水站”直供模式供水，然后由注水站向各個(gè)閥組（注水井）注水。因而要滿足合水油區(qū)的注水要求，水源井的作用尤為重要。合水油區(qū)多處在村莊、耕地保護(hù)區(qū)、林區(qū)和水源保護(hù)區(qū)，水源井分布較為偏遠(yuǎn)且不集中，按照傳統(tǒng)的巡井和人工現(xiàn)場操作、記錄的方式來管理、運(yùn)行水源井較為困難，尤其在雨雪天氣，工作人員根本無法到達(dá)部分水源井現(xiàn)場，給水源井的管理帶來不便。目前合水油區(qū)正在使用的水源井共計(jì)60口，按數(shù)字化建設(shè)要求已配套35口，其余水源井因投產(chǎn)較晚等原因正在進(jìn)行數(shù)字化建設(shè)。

1 水源井?dāng)?shù)字化建設(shè)

1.1 主要設(shè)備

水源井?dāng)?shù)字化建設(shè)配套的主要設(shè)備有：智能流量計(jì)、水源井自動(dòng)控制設(shè)備、通訊設(shè)備。

1.2 功能

（1）井口安裝的智能流量計(jì)可自動(dòng)采集水源井產(chǎn)水量。

（2）水源井自動(dòng)控制設(shè)備可自動(dòng)采集深井泵三相電流、電壓工作參數(shù)，同時(shí)可對水源井深井泵發(fā)生的卡泵、空抽、過載、缺相、短路、卸載等故障進(jìn)行智能判識(shí)并自動(dòng)停泵保護(hù)。

（3）通過通訊設(shè)備可實(shí)現(xiàn)與上游站點(diǎn)站控系統(tǒng)的通訊，上傳產(chǎn)水量、三相電參數(shù)等生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并通過站控系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)水源井遠(yuǎn)程啟、停操作。

2 水源井通訊方式

2.1 數(shù)傳電臺(tái)直傳方式（見圖1）

圖1 數(shù)傳電臺(tái)直傳

站控與各個(gè)水源井通訊采用數(shù)傳電臺(tái)直傳的方式。水源井的數(shù)據(jù)采集與控制通過自動(dòng)控制儀來實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)的傳輸和指令的發(fā)送則通過數(shù)傳電臺(tái)與上游站點(diǎn)完成通訊。合水油區(qū)均采用這種通訊方式來實(shí)現(xiàn)水源井的數(shù)字化，其優(yōu)點(diǎn)在于水源井的數(shù)字化建設(shè)和井場功圖采集、視頻采集等數(shù)字化建設(shè)相隔離，避免了水源井?dāng)?shù)字化建設(shè)和井場其他數(shù)字化建設(shè)相互交叉作業(yè)所帶來的不便和影響，同時(shí)也避免了由于人為破壞井場通訊網(wǎng)絡(luò)等原因?qū)е滤淳臄?shù)據(jù)無法上傳或遠(yuǎn)程操作。

2.2 井場中轉(zhuǎn)方式（見圖2）

圖2 井場中轉(zhuǎn)方式

利用井場已建好的網(wǎng)絡(luò)（光纖或網(wǎng)橋），在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的井場，將水源井自動(dòng)控制儀通過數(shù)傳電臺(tái)或者串口服務(wù)器與井場RTU或井場通訊柜相通，再利用井場已建好的網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)傳到上游站點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)上游站點(diǎn)站控對水源井?dāng)?shù)據(jù)的采集及控制。

3 水源井?dāng)?shù)字化實(shí)施效果及不足

3.1 水源井?dāng)?shù)字化現(xiàn)場建設(shè)

在水源井現(xiàn)場安裝智能流量計(jì)、水源井自動(dòng)控制設(shè)備、數(shù)傳電臺(tái)及天線等設(shè)備，將采集的三相電壓、三相電流、產(chǎn)水量（瞬時(shí)流量、累計(jì)流量）等數(shù)據(jù)通過無線或者有線的方式傳回到上級(jí)站點(diǎn)的控制電腦上。在電腦上通過組態(tài)軟件，將數(shù)據(jù)顯示在站控畫面上，同時(shí)可通過站控對水源井進(jìn)行遠(yuǎn)程啟?？刂?，見圖3。

圖3 水源井?dāng)?shù)字化站控圖

3.2 水源井?dāng)?shù)字化實(shí)施效果

通過在合水油區(qū)水源井配套數(shù)字化建設(shè)，可自動(dòng)采集水源井產(chǎn)水量，深井泵三相電流、電壓等工作參數(shù)；能夠?qū)λ淳罹冒l(fā)生的卡泵、空抽、過載、缺相、短路、卸載等故障進(jìn)行智能判識(shí)并自動(dòng)停泵保護(hù)；能夠遠(yuǎn)程啟、停水源井；實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場設(shè)備無人值守，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；穩(wěn)定了產(chǎn)水量，降低了水源井的故障率；同時(shí)延長了設(shè)備使用時(shí)間，保護(hù)了設(shè)備，達(dá)到了節(jié)能效果。在站控電腦上能直接查看水源井的運(yùn)行狀態(tài)及產(chǎn)水量，水源井的啟停也只需在電腦上控制，尤其對于位置偏僻和交通不便的水源井，數(shù)字化建設(shè)使得水源井的管理更為方便，效率顯著提高。

3.3 水源井?dāng)?shù)字化的不足

現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)當(dāng)多數(shù)水源井停運(yùn)抽不出水時(shí)，很難分析是泵故障還是水位下降導(dǎo)致。不能監(jiān)測水源井的水位致使水源井的故障判斷難度增加，影響水源井的維護(hù)時(shí)效，且水源井水量的下降會(huì)導(dǎo)致油田生產(chǎn)用水的緊缺。

4 水源井?dāng)?shù)字化建設(shè)的優(yōu)化

針對水源井?dāng)?shù)字化建設(shè)不能監(jiān)測到水位的情況，在合水油區(qū)部分高產(chǎn)水井上安裝水源井水位監(jiān)測系統(tǒng)，同時(shí)將水位監(jiān)測系統(tǒng)與水源井自動(dòng)控制儀并接起來，采集水源井的水位，并將此數(shù)據(jù)在站控電腦上顯示，以方便管理。優(yōu)化的水源井?dāng)?shù)字化建設(shè)系統(tǒng)見圖4。

圖4 優(yōu)化的水源井?dāng)?shù)字化建設(shè)系統(tǒng)

水源井水位監(jiān)測系統(tǒng)由專用的深井水位探測儀和智能保護(hù)控制柜組成。

（1）水位探測儀。其核心部件是一個(gè)兩線制接線的液位傳感器。當(dāng)水位淹沒傳感器的一部分時(shí)，探測儀就會(huì)輸出一定的電流，此電流與傳感器被淹沒的程度成正比。探測儀輸出電流信號(hào)（4～20 mA）傳給智能保護(hù)控制柜。

（2）智能保護(hù)控制柜。接收水位探測儀變送器輸出的電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換成物理量顯示在控制柜儀表上，并據(jù)此控制泵的啟停，當(dāng)水位下降到距離水泵抽水口5 m（此值可根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)定），泵將自動(dòng)停止，以防止水泵出現(xiàn)空轉(zhuǎn)、空抽、燒泵的情況；當(dāng)水位上升到該值時(shí)水泵將自動(dòng)啟動(dòng)?？刂乒褫敵龅碾娏餍盘?hào)接入水源井自動(dòng)控制儀并上傳給上游站點(diǎn)站控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了對水源井水位、三項(xiàng)電壓、單相電流、瞬時(shí)流量、累積流量等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)水源井的自動(dòng)啟停及水位控制泵的啟停。

5 結(jié)束語

在莊六注Z9S11號(hào)水源井安裝水位監(jiān)測系統(tǒng)，同時(shí)與水源井自動(dòng)控制儀并接后，在站控上實(shí)現(xiàn)了對水源井液位、產(chǎn)水量、三相電參數(shù)的采集，并能實(shí)現(xiàn)水源井的自動(dòng)啟停泵及水位控制泵的啟停。運(yùn)行效果良好，大大減少了人力資源，降低了設(shè)備的故障率，提高了水源井的管理效率。這一優(yōu)化措施計(jì)劃在合水油區(qū)產(chǎn)水量較高的水源井上推廣。

[1]張海峰，王歡，余輝，等.水源井智能保護(hù)及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在油田數(shù)字化管理中的應(yīng)用——以長慶安塞油田為例[J].合肥學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，22（2）:44-46，84.

[2]見飛龍，梁娜，侍遠(yuǎn)，等.水源井智能保護(hù)以及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，6（3）:108.

[3]解立春，雷占祥，趙金玲，等.水源井自動(dòng)保護(hù)智能控制儀的研制與應(yīng)用[J].石油機(jī)械，2007，35（11）:73-74.

[4]王國柱，薛潔，王莉娜.水源井自動(dòng)保護(hù)裝置在油田中的應(yīng)用[J].工業(yè)用水與廢水，2009，40（3）:68-69.

董家口至東營原油管道工程選址

中國石油化工集團(tuán)股份有限公司管道儲(chǔ)運(yùn)分公司將建設(shè)董家口至東營原油管道工程，現(xiàn)該工程處于選址階段。目前董家口30萬t級(jí)原油接貨碼頭及商儲(chǔ)庫正在規(guī)劃建設(shè)。根據(jù)原油碼頭布局總體規(guī)劃和已批復(fù)的《青島港董家口港區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃（2009.12）》，該作業(yè)區(qū)布置大型原油泊位2個(gè)，接卸能力為3 700萬t/a，接卸原油主要來自非洲和中東等地區(qū)的進(jìn)口原油。董家口至東營原油管道工程起點(diǎn)為董家口輸油站，終點(diǎn)分別為齊魯石化和東營輸油站，管道全長364 km，其中董家口至齊魯石化段設(shè)計(jì)輸量為1 200萬t/a，設(shè)計(jì)壓力6.0 MPa；齊魯至東營段設(shè)計(jì)輸量為500萬t/a，設(shè)計(jì)壓力6.0 MPa；全線設(shè)置站場4座，閥室13座。與管道同溝敷設(shè)光纜一條。

（本刊摘錄）

Application and Optimization of Digital Construction of Water Source Wells in HeshuiOildom

Lyu Haiwei，Hu Lu
First OilProduction TechnicalDivision of Changqing Oilfield，Qingyang 745400，China

This paper introduces the main equipment and its function for the digitalconstruction of water source wells.In Heshui oildom，the digital management of water source wells realizes unattended operation of on-site equipment，greatly reducing the labor intensity of workers，stabilizing the water yield，reducing the failure rate of water source wells and extending the service life of the equipment，which achieves energy saving effect.Aiming at the disadvantage that the digitalconstruction of water source wells does not detect the water level，the water levelmonitoring system is installed and connected with automatic control instrument to collect water level data of water source wells，and display the data on the station controlcomputer.Thus the digitalconstruction of water source wells is optimized.

water source well；digitization；automatic controldevice；water levelmonitoring；intelligent protection

10.3969/j.issn.1001-2206.2014.04.017

呂海衛(wèi)（1978-），男，陜西西安人，工程師，2008年畢業(yè)于西安石油大學(xué)檢測技術(shù)及自動(dòng)化裝置專業(yè)，碩士，現(xiàn)從事數(shù)字化管理工作。

2013-12-09