沙埝油田信息化建设工程系统方案v3.1.ppt

沙埝油田信息化建设工程,南京南大数字科技有限责任公司 2009年4月,系统方案,汇 报 内 容,一、系统概述 二、系统构成与通讯网络设计 三、硬件设备及特点 四、软件特点 五、针对多气、复杂井况的油井功图计量算法 六、系统特点及技术创新,一、系统概述,沙埝油田自动化系统的目的是利用现场监控系统，实现数据源头自动采集，自动分析数据并统一保存所有数据到一个综合平台上，为各部门应用提供开放的数据平台，使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态，从而实现整个生产过程的自动化；并可以对取得的实时数据进行统计、分析、优化，从而为保证生产设备正常运转、降低生产成本提供重要依据。,系统主要包括：油水井远程监控、计量房远程监控、中控室软硬件系统三个部分，具有数据采集、实时自动量油、实时油井工况智能诊断、报警、WEB信息查询、报表、生产效率分析计算等功能。 系统特点： 针对多气与复杂井况的功图量油、诊断算法改进 针对分布式多井特点的分布式通讯网络设计 无线、无源、抗震、防雷设计 实时功图计量与智能故障诊断专家系统 报表与效率计算、数据分析挖掘 综合了AJAX/Flash为基础的B/S发布系统，和基于C/S的配置管理工具集合,1.设计原则,实用性：针对沙埝分布式、多气等特点 可靠性 先进性：先进硬件、软件架构 易维护,2.设计难点及解决方法,油井分散，通讯网络复杂 无线传感器网络（WSN），多跳扩展功能，能有效覆盖所有的油井 采集点众多 基于无线传感器网络（WSN）的硬件产品，分层分级网络，井群（限制为250个节点，井群数目不限）设计，分区块分组进行数据采集，写入统一的数据库 井况复杂，计量困难 功图计量，自动修正，油井工况诊断,3. 系统主要功能,中控室 数据库管理 WEB监控操作界面，信息查询 操作管理：用户的口令、授权管理 报表管理 数据分析：功图量油、智能诊断、综合报警、能耗计算与效率计算、报表处理、数据采集处理与后台控制、数据分析处理即WEB发布等,抽油井 抽油井：示功图、冲程、冲次、计算光杆功率、井口回压、井口油温、抽油机电参数数据 注水系统 注水井：测取注水井油压、套压、流量 视频监控,汇 报 内 容,一、系统概述 二、系统构成与通讯网络设计 三、硬件设备及特点 四、软件特点 五、针对多气、复杂井况的油井功图计量算法 六、系统特点及技术创新,二、系统构成与通讯网络设计 1.系统结构,2.逻辑层次,3.油田信息化软件功能模块,4.通讯网络配置,根据沙埝油田井位分布，系统采用分组、分布实施的方式进行。,油井通讯设计,汇 报 内 容,一、系统概述 二、系统构成与通讯网络设计 三、硬件设备及特点 四、软件特点 五、针对多气、复杂井况的油井功图计量算法 六、系统特点及技术创新,三、硬件设备及特点,本公司根据油田应用开发的系列产品都已安装WSN无线通讯模块，所有设备可以共享WSN通讯网络。耗电量极低（空闲时耗电电流小于1mA）太阳能供电，寿命长，频率稳定可靠性高。通讯距离大于km，在WSN网信号覆盖范围内各种设备都具有自动上网功能，后台软件能够自动识别设备类型自动将设备归类，无需人为添加设备及设置设备类型。设备能够上传自身的电池电量，通讯信号强度等信息，及时反应设备工作状况，降低设备维护难度。各设备间亦可互相转发数据，网络结构灵活方便。,1.ND系列无线监测示功仪 无绳位移测试技术，无需接近开关，施工方便 低能耗、太阳能供电，防震设计 防雷设计 2.ND温度压力监测仪 太阳能供电 WSN 接入方式 3 ND无线电量测控模块 测取电压、电流、功率、能耗； 具有控制功能,4.无线传感器网络中转节点 信号覆盖半径：2公里 5.站内监控系统 基于PLC开发，稳定可靠 6.数字视频监控 提供WEB方式浏览 镜头变焦、旋转 视频内容保存、查询,汇 报 内 容,一、系统概述 二、系统构成与通讯网络设计 三、硬件设备及特点 四、软件特点 五、针对多气、复杂井况的油井功图计量算法 六、系统特点及技术创新,四、软件特点,软件功能 1 油水井、集转站数据采集与监控 2 实时自动量油与油井工况智能诊断 3 综合故障报警 4 WEB 信息查询 5 自动生产效率分析计算、报表生成,1 油水井、集转站数据采集与监控 通过无线采集油水井数据并写入数据库 可遥控油井现场的控制设备 采集集转站内多种数据源,2 实时自动量油与油井工况智能诊断,利用实测的示功图和井下泵功图，层层验证了示功图到泵功图的数学推算方法 实时计算量油，累加出日产量，提高精度 采用人工神经网络、专家系统等智能诊断技术，使系统在使用过程中具有自完善、自优化功能 动态的故障分析与预测,3 综合故障报警,记录数据超限故障、通讯故障、软件模块故障、用户操作等多种信息 使用最新的Flash, AJAX技术，实现了国内领先的基于Web的实时报警功能 报警历史信息查询 采用多媒体技术报警 管理员消警功能,4 WEB 信息查询 结合卫星地图，提供相应井位图，监测油井实时状态 集成最新的AJAX 和 FLASH 技术，响应速度快，操作便利，易于维护和扩展 提供功图叠图、液位曲线、载荷曲线等多种图形方式查询，便于生产决策 通过厂部Intranet 实现数据共享,采用Excel模板机制，以模板化的方式，自动生成报表，并可以灵活扩充新报表 实现信息汇总，自动计算能耗 根据生产需要可进行二次开发，为节能优化提供决策支持,5 自动生产效率分析计算、报表生成,软件特点,高扩展性 灵活、先进的平台扩展 系统具有跨操作系统特性，兼容Windows，Linux/Unix 在Linux/Unix系统上，可以实现多机并行、多机热备、云计算、集群等高性能、高可靠性目标 Web 查询统计可基于模板方式灵活扩展 高可维护性 自动诊断系统运行状态、软件模块状态、设备状态 自动备份,汇 报 内 容,一、系统概述 二、系统构成与通讯网络设计 三、硬件设备及特点 四、软件特点 五、针对多气、复杂井况的油井功图计量算法 六、系统特点及技术创新,五、针对多气、复杂井况的油井功图计量算法,1. 技术指标： 实现工况在线分析、产量计算，产量计算准确率85%； 实现故障在线诊断、报警，常见故障诊断准确率85%;,功图量油算法创新点,概述 思路1：PIP推算测定 思路2：结合井上流量检测设备,改进算法概述,液体冲程,概述,测量压力满足eq.a时，进入油管的气液量 -单位面积上的沉没压力 -单位面积上的泵出口压力 -液体载荷 -活塞面积,Nolen correlation 经验曲线,算法创新点,算法创新点,沉没压力方程求解,思路1：PIP推算测定,1.假定一个很小的起始值Pistart。 2.从经验曲线计算求解溶解气和石油收缩。 3.计算游离气体积。 4.计算油管气液比。 5.考虑多相流、泵挂深度等因素，确定对应的Pa。 6.如(Pistart, Pa)不满足eq.a，增加Pi，回到步骤2，直至找到真实的Pitrue。 7.由Pitrue从经验曲线中确定气体影响和石油收缩效应。,思路2：结合井上流量检测设备,井上流量设备测出的三相体积流量和泵功图算出的产量体积对比，之后可以从该曲线中确定对应压力Pi，如该Pi和预设值差距较大，重新选取Pi，重复上述过程，直至找到真实Pi。,汇 报 内 容,一、系统概述 二、系统构成与通讯网络设计 三、硬件设备及特点 四、软件特点 五、针对多气、复杂井况的油井功图计量算法 六、系统特点及技术创新,六、系统特点及技术创新,针对多气与复杂井况的功图量油、诊断算法改进 针对分布式多井特点的分布式通讯网络设计 无线、无源、抗震 无线传感器网络设计 实时功图计量与智能故障诊断专家系统 数据分析挖掘 先进软件架构,无线、无源、抗震、防雷 基于国内领先的无线（无线传感器网络）技术 采用无源（太阳能供电） 抗震设计 维护便利,网络自组织、自愈能力强、通讯可靠 使用免执照、免费频段，频道灵活，费用低 网络容量大 功耗低 维护便利 数据安全,无线传感器网络(WSN)设计,根据实测功图给出量油结果，解决了传统计量房量液方式无法提供实时工况的问题 利用井下测试功图数据修正计算泵功图，提高了计算产量结果的准确性；利用大罐超声波液位测量与功图计量相结合的方式，提高了功图量油的可信度和精度 实现了油井工况在线诊断，及时报警 采用人工神经网络、专家系统等智能诊断技术，使系统在使用过程中具有自