采油厂自动化实施方案

井组油井生产信息自动化系统 XX欧北井组油井生产信息自动化系统 实 施 方 案2015年01月03日目 录1编制依据及编制原则11.1 编制依据11.2 编制原则11.3 遵循的主要标准、规范11.3.1 国际标准11.3.2 国家标准11.3.3 行业标准22 工程概况32.1 工程简介32.1.1 工程范围32.1.2 施工条件32.2 系统功能概述42.3 系统工作量52.4 系统技术要求53 欧北区块油井功图计量系统工程实施方案73.1 系统基本构成73.1.1 欧北井组井位图73.1.2 通讯部署73.2 欧北区块油井功图计量实施方案83.3 系统通讯实施方案93.4 对技术文件要求的响应103.5 系统主要功能113.6 系统特点133.7 软件功能及特点133.7.1 WEB数据监测系统143.7.2 油井无线数据采集终端模块143.7.3 油井工况智能诊断模块143.7.4 实时自动量油模块143.7.5 生产效率分析计算模块153.7.6 油井工况智能报警模块153.7.7 管理与维护模块153.7.8 智能手机客户端153.7.9 与局信息中心勘探一体化平台无缝对接163.8 主要硬件设备及特点163.8.1 无线示功仪163.8.2 无线测温仪173.8.3 无线测压仪173.8.4 电参数仪183.8.5 油井无线通讯终端184 产品技术服务及售后服务194.1 质量保证194.1.1 质量保证程序194.1.2 功能测试194.1.3 测试合格证书194.2 安装调试和技术服务194.2.1 厂内验收194.2.2 开箱验收194.2.3 现场安装194.2.4 现场调试204.2.5 技术现场培训204.2.6 项目进度204.3 售后服务204.4 项目经理简介225 环境保护225.1 设计依据225.2 主要污染源及污染物225.3 污染控制236 安全工程与健康卫生236.1 编制依据及标准236.2 职业危害分析236.3 职业危害防护247 工程投资估算24附件1 ISO 9001、14001、28001质量、环境与职业健康体系认证25附件2 专业资质28第 19 页 共 24 页1 编制依据及编制原则1.1 编制依据1、欧北井组油井功图自动采集信息系统工程技术要求；2、与XX采油厂有关部门结合意见。1.2 编制原则1、在充分理解技术要求的基础上，以设计文件和有关规范为依据，紧密结合现场实际情况，编制经济合理、切实可行的施工方案。2、采用合理及先进的施工技术，施工工艺流程，选择高效施工设备，组织严密，严格管理，确保工程质量目标。3、施工进度安排高效合理，施工区段划分科学，符合施工现场实际情况。1.3 遵循的主要标准、规范1.3.1 国际标准ANSI/ISA S5.1 仪表符号和说明ISA S5.4 仪表回路图ANSIMC8.1/RP55.1 数字过程计算机的硬件检测EIA RS-232-C 数据终端设备与使用串行数据交换的通信设备之间的接口ISA IPIS 90 热电偶换算表ISA RP55.1 数字处理计算机硬件测试1.3.2 国家标准B/T 4796-1984 电工电子产品环境参数分类及其严酷程度分级GB/T 4798.1-1986 电工电子产品应用环境条件贮存GB/T 4798.2-1996 电工电子产品应用环境条件运输GB 4208-1993 外壳防护等级（IP代码）-安全GB/T 12501.2-1997 电工电子设备按电击防护分类第2部分：对电击防护要求的导则GB/T 16679-1996 信号与连接线的代号GB/T 5080.5-1985 设备可靠性试验成功率的验证试验方案GB/T 6993-1986 系统和设备研制生产中的可靠性程序GB/T 14394-1993 计算机软件可靠性和可维修性管理GB/T 5080.7-1986 设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效与平均无故障时间的验证试验方案GB/T 17626 电磁兼容 试验和测量技术 GB/T 15629.3-1995 信息处理系统局域网 第3部分：带碰撞侦听多址访问（CSMA/CD）的访问方法和物理层规范GB/T 15464-1995 仪器仪表包装通用技术条件GB/T 2625-1981 过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号GB/T 4439-1984 工业自动化工作条件振动GB/T 15479-1995 工业自动化仪表绝缘电阻、绝缘强度技术要求和试验方法GB/T 17214.1-1998 工业过程测量和控制装置工作条件 GB/T 13423-1992 工业控制用软件评定准则HG/T 20505-2000 过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号SY/T 0090-2006 油气田及管道仪表控制系统设计规范SY/T 0091-2006 油气田及管道计算机控制系统设计规范HG/T 20509-2000 仪表供电设计规定SH/T 3081-2003 石油化工仪表接地设计规范GB 50183-2004 石油天然气工程设计防火规范SH/T 3521-2007 石油化工仪表工程施工技术规程1.3.3 行业标准JB/T 6808-93 模拟量输入输出通道模板通用技术条件JB/T 6809-93 数字量输入输出通道模板通用技术条件DL/T 659-1998 分散控制系统在线验收测试规程DL/T 657-1998 模拟量控制系统在线验收测试规程DL/T 658-1998 顺序控制系统在线验收测试规程2 工程概况2.1 工程简介2.1.1 工程范围欧北井组油井生产信息自动化系统项目XX采油厂工作内容涵盖欧北油区13口油井功图信息自动化系统的施工、调试工作。工程包括电控设备安装，自动化仪表安装。为高质量、高效率地完成自动化设备安装及调试任务，达到设计要求，特制定此技术方案。2.1.2 施工条件目前在采油二队队部已经建成生产管理信息系统，目前有欧庄等5口油井数据进入了该系统，实现了功图的自动采集、远程传输、功图发布、电子巡井、油井工况预警等功能，从而实现对整个油田生产过程实时管控和决策指挥。本次项目以此为平台，将欧北油井的功图数据进入该系统，实现功图自动化采集、传输及发布、24h远程在线监测油井工况，提高油井管理水平。现有生产管理信息系统特点：1. 油井功图信息数据实时监控，便于决策；2. 系统自动采集生产数据、24小时远程在线监测油井工况，提高油井管理水平；3. 及时提供完善的功图数据，满足生产管理的需求，减少人力资源浪费；4. 为生产管理、生产运行过程优化、生产数据的合理使用、生产设备的经济、安全运行提供技术保证；5. 自动化生产程度高。图2-1 欧庄等油井网络拓扑结构2.2 系统功能概述生产管理信息系统主要是通过对油井生产数据的实时监测，采用轮询-应答等通信方式，将检测到的油井、水井等设备工作参数、状态及电量参数，传送队部控制室的生产管理信息系统平台上，分析处理这些信息数据，同时向局域网进行WEB发布，生产管理的相关部门能及时掌握油井、水井等设备工作状态与运行参数，指导经济运行。生产管理信息平台具有足够的开放性和可拓展性，可实现子系统的拓展和功能扩充，满足生产、管理、科研等用户对数据的需求。同时，系统起到了保障安全生产、降低生产成本、缩短决策时间、提高管理水平的作用，充分体现“实用、可靠、先进”的原则，实现“数字化油田”。2.3 系统工作量系统安装所需工作量如下表：序号名称数量单位安装位置备注1油井示功仪13台各单井2油井通讯模块13台各单井按每口井配置1台预算4手操器1台班组5通讯主站1台欧北站接收欧北站周围油井数据6工作量说明：1、井场设备需求：每口油井安装油井示功仪、通讯模块各一台，油井示功仪13台，通讯模块13台。2、通讯设备需求：在欧北站安装通讯主站一台及配套通讯设施，接收欧北站附近油井的功图数据，以补充离队部较远的油井功图数据不能以433无线方式直接传输到队部的不足，满足油井数据到队部的通讯要求，3、手操器需求：配置1台手操器，交由欧北采油班组使用，当油井到队部的通讯中断时，可采用手操器，在油井现场接受示功图等数据。4、后台需求：利用原欧庄井组的后台，用于收集、处理及发布功图数据。需在软件系统里增加新的油井信息。同时按照油田信息中心要求调整数据格式或做数据标准输出接口。5、安装后调试：逐一调试各设备，正常后再整体调试，尤其重视调试后台等软件，保正系统运行稳定、可靠，通过试运行，找出由于安装疏忽等原因造成的故障，并及时排除故障，交付使用时，合格率达100%。2.4 系统技术要求系统技术要求详见技术协议XX采油厂XX采油厂XX采油厂XX采油厂XX采油厂XX采油厂3 欧北井组油井生产信息自动化系统工程实施方案3.1 系统基本构成3.1.1 欧北井组井位图图3-1 欧北井组井位图欧北井组有油井13口，序号表示井场：序号油井欧北11欧北4、6欧北17、18、19、欧北水2欧北21、22天45欧北101欧北13、143.1.2 通讯部署靠近采油二队队部的油井通过原有433无线通讯方式将数据传到信息系统平台，在欧北站安装一台433无线通讯主站来接收站附近的油井，通讯主站需200米光纤接入欧北站内网络（欧北站以有光线网络到采油二队队部）。图3-2 通讯部署3.2 欧北区块油井功图计量实施方案（1）油井现场设备油井数据采集终端模块（无线示功仪）：l 采用最新的无线传感器网络技术，采集油井示功图、压力、温度和电参数等现场数据l 以无线方式传输数据给上位机l 太阳能电池供电l 可遥控现场的可控制设备l 支持无线联网、自动组网、自动路由与多跳通讯技术XX采油厂（2）实施方案：欧北井组13口油井，每口油井现场安装无线示功仪，用于采集油井示功图数据。XX采油厂3.3 通讯设备（1）主要设备通讯主站（2）实施方案3.5 系统实现的功能(放在技术协议内)（1）管理信息系统主要监控内容每口采油井数据采集内容为：l 冲程、冲次；l 示功图；l 后台功图诊断、功图计量；l 报表系统生成；l 各区块配置手抄器一台，实现离线应急测量；（2）系统平台软件生产管理信息平台基于Windows NT，提供平台数据的处理、存储与监测控制等服务和生产管理服务。平台的基础为标准数据库，现场采集的数据进入标准数据库进行存储，平台软件包含基于该数据库开发的不同需求的管理、控制与分析等功能软件。平台软件基于开放式源码设计，具有很好的可扩展性。扩展系统功能时，只需在相应层中的相应服务中增加内容即可，不需改变系统的总体结构，方便后期新井及新区块的数据接入。生产管理信息平台软件主要实现的功能有： 修改对象静态参数； 实时显示并记录动态参数； 根据地面功图反算泵功图计算单井产量； 故障报警及日志； 系统参数定义； 监测参量超限报警； 数据处理 生成客户终端画面； 控制与智能分析。通过分析载荷等数据自动判断抽油机异常，如卡杆或断杆等，分析出故障时自动给出报警信息并自动停井，防止电机和其它机械部分的损坏。通过综合分析示功图和抽油机电参数判断抽油机的空抽等情况。油井等设备远程启停；根据电热器出口温度，控制电加热器工作。 报警系统 报表系统 权限控制 增/删/修改对象（油井、设备）及设置属性； 实时/历史数据库维护 数据管理 系统资源监测 WEB发布 网络安全3.6 系统特点l 无线、无源、抗震、防雷设计l 实时功图计量与智能故障诊断l 报表与效率计算、数据分析挖掘l 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l 油井生产状态24小时可视化监控，实现队、厂、局三级说是查看数据l 可实现数据推送，与局信息中心“勘探一体化”平台无缝对接l 可扩展性，后期可增加油井温度、压力、电参数以及视频语音等数据采集，实现油井无人值守3.7 软件功能及特点ND油田生产信息系统是一个模块式处理系统，采用分层软件架构设计。系统网络上的每一台终端设备是一个节点，每个节点独立执行分配给它的任务。这种结构的优点是不会因为一个节点的离线影响整个网络的运行。ND油田生产信息系统包括如下功能模块：3.7.1 WEB数据监测系统l 集成了最新的AJAX 和FLASH 技术，优化了网络流量，实现了基于Web的实时报警通知和数据更新，操作便利，易于维护和扩展l 提供功图叠图、多图、液位曲线、功图载荷曲线查询等多种图形方式查询，便利了生产决策l 通过厂部Internet浏览生产数据l 提供了不同用户分级分权限管理l 用户自由配置监测数据l 自动生成各类生产报表l 基于Web提供井位图、功图查询、功图叠图、数据曲线分析、报表等，操作便利l 输出报警信息3.7.3 油井工况智能诊断模块l 采用人工神经网络识别、专家诊断技术，系统在使用过程中具有自完善、自优化功能l 工况动态分析与预测l 故障诊断并给出操作建议l 故障识别3.7.4 实时自动量油模块l 在功图计量上，综合了多种方法进行量油计算，通过多个数学模型之间的相互参考并用实测泵功图验证，解决了数学模型中系数设置的难题，使计算的泵功图与真实的泵功图一致，提高了功图计量精度l 实时测取每口井的地面功图计算小时间段产量并通过累加，得出每口井的日产量，保证了产量不稳定井及间歇出油井的计量精度。l 功图数据自动测取，产量自动计算、报表自动生成。3.7.5 生产效率分析计算模块l 结合油田生产实际，以模板化的方式扩充生产信息汇总3.7.6 油井工况智能报警模块l 采用多媒体技术报警l 报警历史信息查询l 监控实时报警l 管理员消警功能3.7.7 管理与维护模块l 井况管理系统l 设备参数维护、生产信息录入系统l 报警管理系统l 安全管理系统3.7.8 智能手机客户端l 支持最新智能手机l 移动数据配置、采集与监控l 现场采集，无线网络3.7.9 与局信息中心勘探一体化平台无缝对接l 无缝数据实时推送l 远程数据维护管理l 推送功能模块化设计l 数据推送失败报警及自诊断处理l 数据安全管理系统3.8 主要硬件设备及特点（建议此部分放在技术协议里）图 井口硬件设备安装示意图3.8.1 无线示功仪无线示功仪包含载荷传感器、太阳能电池板、数据收发天线及高集成度电路盒，其中电路盒内集成了信号调理电路、加速度传感器、大容量存储器、微功耗通讯模块、锂电池等部件。无线示功仪数据接收和传送采用短距离ZigBee模块（IEEE 802.15.4标准），使用免费频段2.4G、高抗干扰、高保密性、自动动态组网，数据传送速率250KBps。功能内容：(1) 测量功能：无线示功仪具有定时自动和命令指定的测量功能。定时自动方式是按设定的时间间隔定时采集抽油机在运行过程中的载荷、位移数据；命令指定方式是按手持数据抄录器（单井模式）或生产信息系统（组网模式）所发命令实时采集测量抽油机在运行过程中的载荷、位移数据。(2) 无线通讯：无线示功仪与数据集中控制器进行短距离ZigBee交换数据，数据集中控制器按油田单井和油田生产信息系统组网两种模式实现手持数据抄录器和生产信息系统的远距离网络接收命令和数据传输。(3) 有线接口：无线示功仪设有 RS232 接口，可与笔记本计算机通讯，可通过接口将存储在示功仪内部的图形数据上传到计算机，进行图形浏览及分析。此接口严禁在危险场合使用。(4) 测量周期设置：无线示功仪定时测量示功图时间间隔可在 10min24h 时间内任意设置。3.8.5 油井无线通讯终端无线通讯终端是ZigBee 网与433网连接的桥梁，它解决了ZigBee 网因功率限制传送距离有限的问题，它是由ZigBee 无线模块、433模块、网络协议数据处理单元及电源模块构成。无线通讯终端（数据集中控制器）与无线示功仪、温压仪等终端设备进行短距离ZigBee交换数据，RS485与电测仪相连接，无线通讯终端与主站组网实现油田生产信息系统的远距离网络命令接收和数据传输。(1). 无线通讯终端内置大容量存储器，能记录至少两千张功图信息；(2). 具备RS232调试通信接口；多种通信方式：无线433MHz、RS485；4 产品技术服务及售后服务（此部分中关于质量、技术服务的内容建议放在技术协议里）4.1 质量保证4.1.1 质量保证程序我方有完整的质量管理体系，公司严格按照质量管理体系程序执行。4.1.2 功能测试要求所有设备在安装之前都经过90%的功能测试，并对测试作详细的说明和记录。安装完成一个对整体做功能性测试，要求100%达到设计要求。4.1.3 测试合格证书在工程最后完工验收之前，我方向甲方提供一份完整的清单，列出所有设备的安装部位和测试合格证书。4.2 安装调试和技术服务4.2.1 厂内验收我公司对自产设备进行100%厂内初步验收，验收合格后方可运达现场。4.2.2 开箱验收设备到现场后，我方指派工程师会同甲方或监理方一起开箱验收，核对设备数量，若有漏缺，我方负责补齐，准确无误后，甲方出具验收单。4.2.3 现场安装现场安装工作界面的划分按照合同进行，安装过程严格规定报验工序并做好相应记录。4.2.4 现场调试1. 按照合同规定，在完成所有设备和系统的安装、调试和启动调试及投运期间，本公司派出工程师提供现场服务。公司派出的工程师，在设备和系统的安装、接线、启动期间，负责监督和指导。2. 本公司派出的工程师负责对甲方的维护和运行人员进行现场培训，教会如何区分和安装设备，如何启动、操作和维护设备和系统。3. 本公司负责将系统的投入运行。4. 本公司现场服务时间限于完成合同中所规定的任务而定。5. 本公司的工程师在现场工作期间遵守现场工作的规定。6. 现场工作为完成合同工作内容的一系列工作量，包括现场接线检查、通电、系统软件加载、现场调试、验收等。7. 如用户现场需要我方技术服务，我公司承诺24小时内赶到现场服务。4.2.5 技术现场培训现场培训由我公司工程技术人员进行培训，现场培训包括操作人员和施工技术人员的培训。培训内容主要如下：l 系统结构和特点l 软件功能以及使用说明l 硬件维护、检查测试、查找故障的方法l 数据通讯系统的基本原理、通讯协议和接口4.2.6 项目进度项目进度经甲乙双方讨论后确定。我方保证按照甲方工程进度进行系统交货和系统投运。4.3 售后服务如在运行中出现一般问题，我方提供免费远程技术支持服务，如有必要现场处理的，我方在接到甲方通知后24小时内到达现场处理。运行中如出现严重问题，我方在接到甲方通知4小时内响应，24小时内到达现场处理。项目验收合格后一年内为质保期，质保期内我方对系统自身原因导致的故障进行免费维护。质保期之外我方将依据维护合同对系统进行有偿维护。4.4 项目经理简介（作为附件）姓 名XXX性别男学校和专业河海大学 自动化职务项目部经理工作简历1. 气浮污水处理系统安装调试2. 盐城气站门站系统改造工程控制系统设计、开发、安装、调试3. 计量房自动计量控制系统开发调试4. 邵14站站控系统设计开发安装调试5. 方巷产能项目组自动化系统项目经理6. 高集系统优化工程自动化系统项目经理7. 高扬产能项目组自动化系统项目经理8. 韦庄产能项目组自动化系统项目经理9. 高集产能项目组自动化系统项目经理10. 黄珏切滩项目自动化系统项目经理单位评价遵守法纪，遵守现场的各项规章和制度；有较强的责任感和事业心，按时到位；了解合同设备的设计，熟悉其结构，有丰富的相同（相近）工艺的现场工作经验，正确地进行现场指导；身体健康，能适应现场工作的条件。5 环境保护5.1 设计依据依据安全生产法、环境保护法、环境影响评价法及建设项目环境保护管理条例等国家法律法规。5.2 主要污染源及污染物（1）.固体废弃物（废复印、墨粉、废色带、废磁盘、废纸）；（2）.功耗能耗使用5.3 污染控制施工期间对环境进行保护是业主对承包商的要求，也是承包商的自身职责。我公司已通过ISO 14001环境管理体系认证，并将根据公司管理标推、国家省市规定、业主要求，结合工程的具体情况制定本工程环境保护实施细