井口數(shù)字化解決方案

建設(shè)意義

   井口數(shù)字化建設(shè)是油田地面工程數(shù)字化建設(shè)最底層、范圍最廣、最關(guān)鍵的現(xiàn)場部分，主要完成對現(xiàn)場井口的數(shù)據(jù)采集和控制。包括：抽油機油井、螺桿泵油井、電潛泵油井、注水井等。建立起覆蓋整個油田的、技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、便于使用維護(hù)的基于物聯(lián)網(wǎng)的油田數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)字化油田的建設(shè)目標(biāo)。

   在實時監(jiān)控方面，實現(xiàn)對油井的遠(yuǎn)程示功圖、電流圖、功率圖采集，三相電參數(shù)采集以及中控室遠(yuǎn)程啟?？刂啤⒖粘榭刂?、間抽控制、變頻控制等節(jié)能控制；在生產(chǎn)管理方面，通過抽油機示功圖對油井工況進(jìn)行診斷分析，通過電量數(shù)據(jù)掌握油井耗電情況和采取節(jié)能措施，通過功圖計產(chǎn)分析功能制定油井管理措施；在生產(chǎn)信息方面，在鉆采院室設(shè)置數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB發(fā)布服務(wù)器，實現(xiàn)油田生產(chǎn)信息在油田范圍內(nèi)的信息共享。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

   在高標(biāo)準(zhǔn)、高性能、高穩(wěn)定性的原則指導(dǎo)下，數(shù)字化油田系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示，包括數(shù)據(jù)采集部分、網(wǎng)絡(luò)通訊部分和采集驅(qū)動WEB發(fā)布三大部分：

• 系統(tǒng)功能

• 系統(tǒng)特點

• 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

• 典型業(yè)績

功圖法量油

   在井場，井場配套功圖傳感器，實現(xiàn)油井功圖全天候采集。在作業(yè)區(qū)監(jiān)控中心則安裝專門的示功圖量油診斷軟件，及時掌握油井產(chǎn)量情況和分析故障原因。

   所有監(jiān)測數(shù)據(jù)都是各井口RTU通過無線網(wǎng)絡(luò)與主RTU進(jìn)行通訊，無線網(wǎng)絡(luò)采用的是ZigBee技術(shù)。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)

電參采集、油井壓力、溫度采集

   在抽油機控制箱配套電量模塊，監(jiān)測抽油機上下行過程中三相電流和三相電壓的變化情況；監(jiān)視抽油機運行狀態(tài)，對電機缺相、過載、空轉(zhuǎn)等故障實現(xiàn)自動報警，并能根據(jù)控制中心命令實現(xiàn)啟停控制。

井口視頻監(jiān)控

   根據(jù)每個井場的井口數(shù)量的不同，設(shè)置1至2套視頻監(jiān)控設(shè)備（8口井以內(nèi)含8口井用1套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，9-15口井用2套視頻監(jiān)控系統(tǒng)），實現(xiàn)對整個井場的實時監(jiān)控。每套視頻監(jiān)控設(shè)備支持云臺、鏡頭預(yù)置位功能，可以實現(xiàn)對多個固定位置的預(yù)置拍攝或取證拍攝。每套視頻監(jiān)控設(shè)備設(shè)具備智能物體行為分析功能的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器1臺，實現(xiàn)對井場的周界報警、非法闖入等事件進(jìn)行報警并進(jìn)行廣播提示，同時在視頻操作站實時提醒操作人員，操作人員可以根據(jù)報警的情況通過手動操作攝像機進(jìn)行近距離，高清晰取證錄像，同時也可以實現(xiàn)自動觸發(fā)遠(yuǎn)程錄像功能。通過電子巡井功能，用戶可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動/手動巡井功能，并實時記錄生產(chǎn)現(xiàn)場的情況和各種生產(chǎn)參數(shù)，從而實現(xiàn)快速巡井，加快巡井周期，降低巡井工作量和生產(chǎn)成本。

螺桿泵井

   在螺桿泵井井口安裝無線扭矩傳感器，實時采集光桿的扭矩、負(fù)荷、轉(zhuǎn)速。在作業(yè)區(qū)監(jiān)控中心則安裝專門的螺桿泵量油診斷軟件，及時掌握螺桿泵井產(chǎn)品情況。

   RTU 提供了標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口，能夠與螺桿泵控制變頻進(jìn)行通訊。采集變頻實時數(shù)據(jù)，了解三相電壓、三相電流、電功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù)，并據(jù)此制定節(jié)能降耗措施。

電潛泵井

   在電潛泵井控制箱內(nèi)配套電量模塊，通過電流互感器對電泵井的三相電流進(jìn)行實時監(jiān)控。

注水井

   在注水井安裝壓力傳感器，實時監(jiān)測注水井壓力的變化。

先進(jìn)性

   采用具有標(biāo)準(zhǔn)功能的組態(tài)軟件和擁有先進(jìn)工業(yè)技術(shù)的 SCADA系統(tǒng)。充分利用現(xiàn)有高新技術(shù)，確保系統(tǒng)投資取得最佳效益，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。 

可靠性

   選用高品質(zhì)的設(shè)備完成系統(tǒng)的架構(gòu)，不僅可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運行，也可大大減少投運后的維護(hù)工作量、節(jié)約二次投入的資金，同時避免因系統(tǒng)故障導(dǎo)致的損失。

開放性

   系統(tǒng)必須具有靈活的結(jié)構(gòu)和良好的開放性，對信息化管理軟件和現(xiàn)場智能設(shè)備提供良好的通訊兼容。  

安全性

   系統(tǒng)具有強大的維護(hù)和診斷功能，保證系統(tǒng)安全、可靠的運行。系統(tǒng)具有對主要環(huán)節(jié)的監(jiān)視和控制功能，并能防止非法用戶的越權(quán)操作。 

經(jīng)濟(jì)性 

   以高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備構(gòu)成本系統(tǒng)，大大減少系統(tǒng)運行時的維護(hù)及維護(hù)費用；能夠為將來系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大和功能擴(kuò)展提供良好的接口，保護(hù)用戶的投資。

《油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)定》

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