油田机采井监控系统解决方案.docx

油田机采井监控系统解决方案目录1.背景介绍22.方案设计思想32.1.方案设计原则32.2.方案设计依据43.总体架构44.网络架构45.系统功能55.1.采集监测55.2.统计分析65.3.灵动控制75.4.高效节能75.5.分权管理71. 背景介绍油田的一个采油厂由多口油井、计量站、管汇阀组，转油站，联合站、原油外输系统、油罐以及油田的其它分散设施组成，那么整个采油厂的各种设施的工作状态及采出油品的数据（主要有温度、压力、流量等）就直接关系到油田生产的稳定及原油质量。目前大多由人工每日定时检查设备运行情况并测量、统计采油数据。由于油井数量多且分布范围为几百平方公里，必然使工人劳动强度加重，并且影响了设备监控与采油数据的实时性，甚至准确性。也同时存在笔误，作假等隐患。这样会导致上层无法及时了解到现场情况，并且不能根据生产所消耗的实际劳动力、电力及原料消耗等数据，制定较有效、灵活处理方案。所以提高采油厂的自动化、信息化水平就显得极为突出。机采井系统效率作为油田生产的重要技术指标之一, 属于最重要的经济指标，不仅反映了其生产运行及节能降耗状况, 而且也反映了油田整体的技术装备和管理水平。通过远程自动管理模式取代人工管理，可以提高工作效率跟节约成本，同时摒弃人工管理模式存在的弊端，大幅度提高机采系统效率，增加企业经济效益。2. 方案设计思想2.1. 方案设计原则任何一个设计方案的最根本前提是用户的需求，而先进、成熟的技术，可靠、灵活的用，技术发展的趋势和良好的性能/价格比是设计方案的最基本依据。该在不失先进性、成熟性、可靠性、可扩展性的基础上，充分考虑用户的需求，照顾长远利益，最大限度地保护用户投资。1、 先进性原则实时远程采集机采井数据，大大降低工人的劳动强度，同时可减少冗余人员，利于降低成本增加效益2、 灵活性原则根据生成的各类平衡图、示工图分析，对平衡、冲次等进行自动调整，提高抽油机的工作效率，降低其电耗量。3、 实时性原则实现油井的远程实时监控，管理人员通过系统的对数据的科学分析和统计判断抽油机的运行状况，及时作出决策。4、 稳定性原则可以及时发现油井停电、不正常停机、油管泄漏、凡尔漏失、液面过低、配重不平衡等情况，从而有效地防止设备损坏，减少停机时间，避免设备故障扩大和二册损坏减少经济损失和避免人身伤害5、 实用性原则系统架构和建设应根据政策和发展需要建设，与业务能够良好互动，实用性强，以完全满足当前业务需要为主要目标，兼顾今后三年的业务发展需求，适当超前设计，分步实现目标。6、 扩展性原则对信息系统的建设应着眼于发展的眼光，充分考虑到未来的发展趋势。7、 易用性原则基于优良的操作平台；采用模块化设计，操作简便；采用人机交互界面8、 安全性原则严格遵守国家信息安全的要求，加强自身的安全体系建设，充分保证系统、网络和数据的安全。2.2. 方案设计依据安全防范工程技术规范 （GB 50348-2004）；安全防范工程程序与要求 （GA/T75-94）；安全防范系统验收规则 （GA308-2001）；安全防范系统通用图形符号 （GA/T74-2000）；安全防范系统（DB33/T334-2001）；工业电视系统工程设计规范 （GBJ115-87）；中华人民共和国通信行业标准（YD/T926）测量、控制和试验室用电气设备的安全要求 (GB4793-2001)；信息技术设备的安全 （GB4943-2001）；3. 总体架构4. 网络架构可靠的云端数据安全系统，智能控制柜的监控数据使用3G网络备份系统，备份数据直接存储在长森公司云端处理中心，数据服务器位于国家级五星IDC机房，强大的数据安全和极高的访问效率为智能系统提供保障。5. 系统功能5.1. 采集监测系统能够实时监测油田抽油机的三相电流、电压、功率等电能参数及平衡状况，从而生成各采集参数的时间曲线并提出相应的解决方案。下图即为系统对某油田的实时监测的结果。系统通过示功图能够实时分析工作情况，如某油田新149-50井投产后，示功图在上死点位置突然下切，系统分析结论是由于活塞上行脱出工作筒后造成的。 技术人员确认诊断结果后，之后通知采油六厂下调防冲距30-50cm，次日砖井作业区出下调防冲距50cm方案，第二日上午10点，井区大班执行调整方案，证实了上述结论是正确的，该井措施前后电能及示功图曲线见下图。系统通过实时监测油井示功图和井场压力数据对抽油机、井场及电机故障进行报警，并且自动发出报警信息。并且能够运用电能参数曲线进行示功图反演，从而校核示功图传感器的漂移情况。也能诊断分析抽油杆、皮带、减速器、深井泵的工况，从而实现设备监测功能。5.2. 统计分析抽油机电能的自动计量、机采井系统效率的计算，系统效率潜力评估，优化运行方案的生成，对监控井的示功图数据进行迭加和并列对比分析对历史数据进行综合查询并自动生成报表等。系统通过结合地理位置图显示区块监控信息，统计主要运行数据。同时还能够对油井的用电量进行相应的统计分析。系统通过在采油控制区能效测控图上按红绿灯模式进行管理，正常井显示绿色，停止井显示红色，故障井显示黄色，鼠标向的井就会显示该井电能、功图等信息和图形，一目了然，十分方便。5.3. 灵动控制系统能够实现远程启停井、软启动、远程冲次调整或自动间抽控制。冲次和平衡，可以在现场和因特网上调整，可以手动也可以自动调整。当选择了智能人机界面单元后，或者开启了本地智能功能，就算是没有建设通信网络和服务器系统，也可以依据油机和油井数据，以及示功图和电能参数，自动计算冲次及变频器频率，自主进行冲次和平衡调整。当网络不通，与上位计算机失去联系的情况下，智能人机界面单元能依据油机和油井数据，以及示功图和电能参数，自动计算冲次及变频器频率。我们可以根据负载的大小自动调整电机电压，实际降压节能。跟踪电机转速，无需回馈单元或制动单元可消除抽油机的倒发电现象，能效更高，发热更少，更安全。5.4. 高效节能通过该系统能够实现变冲次节能、间抽节能、降压节能和消除无功节能等。通过供液状况自动调整冲次，使抽油机保持在较优的工作制度下运行，提高系统效率。应用“冲次自动调整功能”的之后机采井的平均冲次从3.1次降到2.1次，降低了三分之一。这意味着抽油机及井下工具的寿命至少延长三分之一；抽油机的平均输入功率从3.57kW降到2.92kW，有功节能18.2%。抽油机每日可节电15.6kW.h，每年节电5694 kW.h，如果考虑间接节能量，效果更为可观。5.5. 分权管理系统通过以网页方式查询各种数据报表和历史曲线，分级的用户管理模式，方便的操作权限设置。系统采用智