油田自動化計量技術應用及故障排除

蘇建斌 李健 黃興鴻

摘 要：近年來集團公司根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)自動化技術的成熟發(fā)展和油氣生產(chǎn)需要，逐步加大力度推進“油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（A11）項目”建設步伐，旨在實現(xiàn)生產(chǎn)操作自動化和優(yōu)化生產(chǎn)管理流程為手段，提高工作效率，進而優(yōu)化勞動組織用工，服務油田生產(chǎn)的精細化管理，最終達到“增產(chǎn)增效不增員、節(jié)能、節(jié)約運行成本”的目的。而本次項目和之前自動計量設備的不同之處在于，更加統(tǒng)一化、完整化、規(guī)范化。例如逐步將現(xiàn)場視頻預警信息傳送到數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺，并且各級人員都可以使用。

關鍵詞：自動化；智能化；監(jiān)控；網(wǎng)絡傳輸；故障；排除

1 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)集先進、成熟的計算機技術、通信技術、數(shù)據(jù)采集及傳感器、采油工程技術于一體，具有油井自動監(jiān)測和控制、實時數(shù)據(jù)采集、油井液量計量、油井工況診斷及優(yōu)化設計等功能，主要由4個子系統(tǒng)組成。

油井無線工況數(shù)據(jù)監(jiān)控。油井無線工況智能遠程監(jiān)控器是對油井進行集中控制和自動管理的專用數(shù)據(jù)采集器，其數(shù)據(jù)傳輸方式為先進可靠的無線數(shù)據(jù)傳輸，可無線監(jiān)測和控制自噴井、游梁機井、螺桿泵井、電泵井工況。數(shù)據(jù)傳輸方式選用GSM/GPRS/CDMA通訊方式。

油水井液量計量及分析優(yōu)化，是集油水井液量計算和優(yōu)化設計、工況診斷和宏觀管理、系統(tǒng)效率分析與評價決策等于一體的綜合軟件，提供了一個優(yōu)秀的集成解決方案。

無線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控，可以在油井場安裝若干臺攝像機，對油水井進行監(jiān)視。目前此項應用在油水井單井生產(chǎn)中應用程度并不高，只要是應用在基站、泵房、班站等設備人員集中安全等級較高的場地。

網(wǎng)絡瀏覽系統(tǒng)為瀏覽器構架。油田局域網(wǎng)內(nèi)的授權用戶可進行實時瀏覽、查詢工況數(shù)據(jù)。一口油井安裝1臺RTU和多種傳感器。傳感器由載荷傳感器、位移傳感器、扭矩-載荷傳感器、轉速傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電流電壓傳感器等組成，這些傳感器均與油井RTU相連接，對油井進行控制和采集各傳感器的數(shù)據(jù)，并反饋給上位監(jiān)控主機，上位機在把各種信息數(shù)據(jù)傳送到計算機上遠程監(jiān)控軟件上，就可以對每一口井進行實時測量控制，得到現(xiàn)場數(shù)據(jù)并進行分析處理。

2 主要系統(tǒng)功能

這套系統(tǒng)主要實現(xiàn)：①油水井工況檢測；②故障報警和控制保護停電、停機、回壓異常、缺相及電流異常、抽油機抽空、防盜紅外監(jiān)控等故障報警；③數(shù)據(jù)通訊；④數(shù)據(jù)管理；⑤攝像監(jiān)視；⑥生產(chǎn)管理及遙控指揮；⑦油水井產(chǎn)量計量；⑧油井生產(chǎn)系統(tǒng)分析與優(yōu)化決策功能。

3 遠程計量設備常見故障分析及處理

3.1 自動化計量設備零配件介紹

主板：在流量計一次表中，將數(shù)據(jù)進行存儲、計算；放大器：鏈接流量計一次表和二次表，將采集到的流量信號轉換成數(shù)值傳輸?shù)街靼謇镞M行存儲和運算；顯示板：在流量計一次表中，顯示主板里的數(shù)據(jù)，通過下面四個按鍵，設置參數(shù)、修改參數(shù)；通訊板：在流量計一次表中，主要負責RTU與流量計表頭的通訊、流量計與執(zhí)行機構之間的通訊；控制板：在流量計執(zhí)行機構中，與通訊板和電機連接。主板命令通過通訊板下發(fā)到控制板，由控制板控制電機轉動，調(diào)節(jié)水量大小。

3.2 常見故障和解決辦法。

3.2.1 屏幕無顯示，解決辦法：

檢查供電情況：檢查市電或者太陽能板供電是否正常；檢查RTU主板供電保險是否燒；檢查RTU系統(tǒng)是否正常；重啟系統(tǒng)。

3.2.2 蓄電池電壓低或無電壓，解決辦法：

①電壓低，斷開L3 L4端子將蓄電池充足電；②無電壓蓄電池壞，更換蓄電池；③顯示屏壞，更換顯示屏；

3.2.3 無流量數(shù)據(jù)，解決辦法：

①信號線斷，連接信號線；②L4供電端子斷開，閉合供電端子；③L4供電保險燒，更換供電保險；④流量計內(nèi)置電池無電壓，更換電池；⑤流量計主板，通訊板燒，更換主板或通訊板；⑥放大器壞，更換放大器。

3.2.4 流量不準（波動大），解決辦法：

①放大器進水，更換放大器；②二次表探針斷，更換探針；③探針有污垢，拆下探針清理探針；④井口壓力為負壓；⑤泵壓不穩(wěn)，穩(wěn)定泵壓；⑥流程與增注泵距離太近導致管線顫動；⑦磨輪磨損，更換磨輪。

3.2.5 不自控，解決辦法：

①自控閥供電斷開，閉合供電保險；②RTU設置成手動，改為0自動；③信號線斷，接信號線；④執(zhí)行機構壞轉不動，更換執(zhí)行機構；⑤表頭與執(zhí)行機構插頭沒插；⑥蓄電池電壓低。

4 簡單現(xiàn)場維護

①對于井口有接線的水井，在作業(yè)前，技術員一定詢問線纜是否影響作業(yè)，若影響，務必控制柜內(nèi)遠程設備斷電后，再拆開井口線纜，收好線纜，做好線間絕緣，防止碾壓破壞。拆線之前，要拍照保存各個線號（不同顏色的線）電線的接線，回接時，不能接錯；②水井rtu箱內(nèi)一般配有四個保險端子，左側兩個為太陽能板、電池供電保險，右側2個為井口執(zhí)行機構供電，若果水井停注，可斷開右側2個保險，左側2個保險沒必要斷開，否則影響電池充電，影響電池質量，還影響水井上線；③現(xiàn)場人員要簡單識別遠程箱體內(nèi)的線路供電情況，做到會斷電，會重啟。

大港油田公司“油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)（A11）項目”