《電子技術(shù)應(yīng)用》
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单井数据采集系统
ankong
摘要: 示功图是油田对油井实施管理的重要依据,是油田的一项经常性的检查项目。快速准确方便地获取功图对于及时了解油井产油状态和抽油机的工作状态,及时发现卡杆、断杆等故障,保持采油产量、减少电量消耗都具有非常重要的意义。但采油设备的主要部件(油泵和光杆等)都位于地下,人们无法直观知道它们的工作是否正常。
Abstract:
Key words :

  示功圖是油田對油井實施管理的重要依據(jù),是油田的一項經(jīng)常性的檢查項目??焖贉?zhǔn)確方便地獲取功圖對于及時了解油井產(chǎn)油狀態(tài)和抽油機的工作狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)卡桿、斷桿等故障,保持采油產(chǎn)量、減少電量消耗都具有非常重要的意義。但采油設(shè)備的主要部件(油泵和光桿等)都位于地下,人們無法直觀知道它們的工作是否正常。借助于示功圖(抽油機負(fù)荷與抽油桿位移的關(guān)系曲線),可以判斷出采油設(shè)備工作及供油情況是否正常,以便對非正常油井進(jìn)行及時的停機作業(yè),減少設(shè)備的無效磨損,節(jié)約無效的電能消耗,保證其工作在最佳狀態(tài)。
  "單井數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)" title="數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)">數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)"是安控公司針對油田生產(chǎn)需要,十年精心打造的有桿泵數(shù)據(jù)及功圖采集和處理、單井產(chǎn)液量計算的高性能單井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)。秉承安控"卓越品質(zhì),源于更高要求"的核心理念,系統(tǒng)具有安全可靠、操作簡單、維護方便,可適應(yīng)惡劣環(huán)境等特點。
  系統(tǒng)以油井"功圖法量油技術(shù)"為核心來解決單井產(chǎn)液量計算。油井功圖法量油技術(shù)把有桿泵抽油系統(tǒng)視為一個復(fù)雜的三維振動系統(tǒng),首先采集抽油機井地面示功圖,應(yīng)用桿柱、液柱和油管三維振動數(shù)學(xué)模型求解,得到井下各級桿柱功圖和泵功圖,然后對泵功圖進(jìn)行識別分析并計算油井產(chǎn)液量。
  "單井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)"由單井數(shù)據(jù)采集器" title="數(shù)據(jù)采集器">數(shù)據(jù)采集器、通訊系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)" title="軟件系統(tǒng)">軟件系統(tǒng)三部分組成。系統(tǒng)結(jié)合了采油工程技術(shù)、自動化儀表技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù),具有油井自動檢測、實時示功圖、壓力、溫度等數(shù)據(jù)采集、油井工況診斷、產(chǎn)液量計量計算和查詢等功能。
  系統(tǒng)能夠在無人值守的情況下實現(xiàn)油井的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控,實現(xiàn)完備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,及時掌握油井的動態(tài)變化,提高油田生產(chǎn)效率,保證安全生產(chǎn),提高經(jīng)濟效益。
  單井?dāng)?shù)據(jù)采集器-ECHO5313
  可靠、靈活、簡便
  單井?dāng)?shù)據(jù)采集器既可獨立工作,也可方便地聯(lián)入控制網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測,形成SCADA系統(tǒng),它由RTU、傳感器、手操器等組成。RTU結(jié)合負(fù)荷傳感器、角位移傳感器" title="角位移傳感器">角位移傳感器或位置開關(guān)便可實現(xiàn)示功圖采集。
  主要硬件功能配置如下表:

  產(chǎn)品特點
  ● 配置合理,具有很強的現(xiàn)場適應(yīng)能力,可檢測負(fù)荷、油壓、套壓、油溫、沖次等不同類型的現(xiàn)場參數(shù)。
  ● 采用先進(jìn)的32位芯片,嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)。
  ● 支持Modbus RTU等通信協(xié)議,具有RS232、GPRS/CDMA等通訊接口。
  ● 看門狗及數(shù)據(jù)掉電保護功能,可長期保存設(shè)定參數(shù)及歷史數(shù)據(jù)。
  ● 控制器自帶4M FLASH,可大量存儲歷史數(shù)據(jù)。
  ● 完備的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計及防雨、防曬、防塵保護,可直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。
  ● 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,工作溫度-40~70℃,工作濕度5~95%RH,適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。
  ● 電源、信號入出口均有保護措施,并與主控電路隔離。
  ● 采用無線技術(shù)手操器,可方便讀取數(shù)據(jù)或設(shè)置參數(shù)。
  ● 安裝簡便、不需要復(fù)雜的電纜敷設(shè)工作,減少現(xiàn)場安裝成本,為用戶投資有效性提供了保證。
  ● 采用免維護的設(shè)計理念,減少現(xiàn)場維護工作量,有效節(jié)省客戶的使用成本。
  ● 產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)、檢驗嚴(yán)格按照ISO9001質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
  產(chǎn)品功能
  ● 功圖采集功能:可實時采集" title="實時采集">實時采集油井功圖。
  ● 遠(yuǎn)程通訊功能:抽油機功圖數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送、讀取,工作參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)定。
  ● 現(xiàn)場操作功能:通過手操器或便攜電腦現(xiàn)場顯示功圖,讀取、設(shè)定工作參數(shù)并可存儲,可回放顯示。
  ● 數(shù)據(jù)保護功能:自動記錄保存相關(guān)的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息,存儲歷史記錄。在掉電時,設(shè)定參數(shù)不丟失。
  ● 錯誤判斷功能:自動判斷控制器及現(xiàn)場儀表錯誤,給出錯誤信息。
  ● 自檢功能:具有控制器自檢功能,可檢查控制器的硬件故障。
  附件:
  無線負(fù)荷傳感器:S902型負(fù)荷傳感器是專用于測試抽油機抽油桿所受壓力的專用設(shè)備。通訊協(xié)議符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn),無線芯片采用單片低成本低能耗的RF 收發(fā)芯片。
  角位移傳感器(適用于游梁式抽油機):S901型角位移傳感器是專用于測試游梁式抽油機抽油桿位移的設(shè)備。
  位置傳感器(適用于懸梁式抽油機):SKEY4型位置開關(guān)采用穩(wěn)定可靠的霍爾器件制作,是專用于測試抽油機示功圖時計量抽油桿位移的專用設(shè)備。
  手操器:通過手操器現(xiàn)場顯示示功圖,現(xiàn)場讀取、設(shè)定工作參數(shù),可本地讀取RTU保存的數(shù)據(jù),上傳到軟件系統(tǒng)。

  安裝與施工:
  一切為客戶著想,安裝簡便,配件齊全,設(shè)計細(xì)致入微;
  針對油井作業(yè)頻繁的特點,精心設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及安裝方式,插拔式接線,拆裝方便。做到小修不拆卸,大修不費事。
  模塊式結(jié)構(gòu),安裝、拆卸無須專業(yè)人員,普通工作人員經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可完成,維修方便,為您節(jié)省每一分維護成本。
  無線通訊設(shè)計,無線載荷設(shè)計,減少現(xiàn)場布線,節(jié)省施工成本。

  通訊系統(tǒng)
  永遠(yuǎn)在線
  系統(tǒng)支持GPRS、CDMA通訊,合理設(shè)置通訊流量規(guī)劃,采用先進(jìn)算法,節(jié)省用戶運營費用。
  傳輸流程:現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)-現(xiàn)場RTU(編碼)GPRS發(fā)送-公網(wǎng)-信息中心-轉(zhuǎn)傳未解碼數(shù)據(jù)包-局域網(wǎng)-處理和應(yīng)用服務(wù)器-網(wǎng)絡(luò)終端用戶。
  GPRS網(wǎng)絡(luò)臨時中斷或其它原因造成信息中斷,影響數(shù)據(jù)傳輸時,RTU會對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行臨時存儲,并在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后系統(tǒng)主動讀取RTU的數(shù)據(jù)。存儲空間保證至少3天數(shù)據(jù)采集量。
  系統(tǒng)還支持移動存儲監(jiān)測方式,適用于因條件所限,井口RTU不能與中控室通訊的狀況。工作方式為現(xiàn)場人員用單井?dāng)?shù)據(jù)采集器配套的附件手操器,采用短距離無線技術(shù)在現(xiàn)場將各RTU存儲的數(shù)據(jù)采集到手操器然后轉(zhuǎn)存到中心控制室進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,產(chǎn)液量計算等操作。
  軟件系統(tǒng)             為用戶設(shè)想、合心合意
  "單井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)"是針對油田生產(chǎn)而開發(fā)的集數(shù)據(jù)采集顯示、數(shù)據(jù)分析存儲、輔助管理、WEB發(fā)布功能的專用一體化軟件系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計遵循"簡單實用、經(jīng)濟高效"的原則,軟件自動化程度高,實時采集、實時計算、實時發(fā)布。系統(tǒng)實現(xiàn)了油井產(chǎn)液量的自動計量、油井產(chǎn)液量的查詢和油井運行監(jiān)控,油井生產(chǎn)狀況、功圖、產(chǎn)液量曲線展示,實現(xiàn)單井生產(chǎn)信息的數(shù)字化處理。油井的示功圖、產(chǎn)液量、壓力等生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以隨時提取,管理人員可以及時發(fā)現(xiàn)油井的異常情況并采取措施。
  軟件系統(tǒng)的設(shè)計以簡化地面計量流程和提高系統(tǒng)效率為目標(biāo),是油田自動化和生產(chǎn)分析設(shè)計工作有機的結(jié)合,從而為油田地面工藝系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供強有力的技術(shù)支撐。
  現(xiàn)場工藝仿真:單井量油控制器實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù),監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài),模擬現(xiàn)場工藝流程。

  功圖采集:實時采集地面功圖,可根據(jù)現(xiàn)場要求靈活設(shè)定功圖刷新頻率;與抽油機基本數(shù)據(jù)結(jié)合,計算出井下泵功圖,更真實的反應(yīng)井下實際情況。
  功圖分析:可按時間順序?qū)γ總€井口進(jìn)行功圖疊加對比,直觀得出井口功圖的變化趨勢;可以診斷出供液不足、自噴等井口工況。
  產(chǎn)液量計算:系統(tǒng)以油井"功圖法量油技術(shù)"為核心來解決單井產(chǎn)液量計算,計量算法有很強的適用性,油井生產(chǎn)后期階段的間歇出油、間抽工作和井況變化較大的情況下,同樣能夠適用。
  安全功能:系統(tǒng)根據(jù)功圖可自動判斷斷桿、卡桿等故障;同時監(jiān)測負(fù)荷、壓力等參數(shù),異常時主動產(chǎn)生聲光報警,保證系統(tǒng)生產(chǎn)安全。

  統(tǒng)計、分析功能:生成單井產(chǎn)液量的曲線,方便工作人員觀察單井產(chǎn)液量的變化,可以設(shè)定站、層位、區(qū)塊等的地質(zhì)統(tǒng)計信息。
  定制查詢功能:用戶可定制查詢條件,對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢,如設(shè)定查詢產(chǎn)液量波動比較大的不正常井;油套壓變化較大的井等操作,查詢輸出支持曲線、報表、餅圖等方式,方便打印。

  提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫接口:可方便與其它系統(tǒng)共享數(shù)據(jù);
  海量信息存儲:歷史數(shù)據(jù)長期存儲,油井生產(chǎn)日志支持工程師對日常生產(chǎn)決策分析;
  高效的WEB發(fā)布功能:無論企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)還是互聯(lián)網(wǎng)都可以實時發(fā)布數(shù)據(jù)。
  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

  單井?dāng)?shù)據(jù)采集器既可獨立工作,也可方便地聯(lián)入控制網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測,形成SCADA系統(tǒng)。
  效益分析             用戶看得見
  功圖法計量技術(shù)使油井產(chǎn)液量連續(xù)計量成為現(xiàn)實;
  在線功圖給出的油井診斷結(jié)果,為現(xiàn)場生產(chǎn)工礦分析和管理提供了有力的保證;
  改變了傳統(tǒng)的油井計量方式,能夠簡化地面計量流程,降低油田開發(fā)投資;
  生產(chǎn)現(xiàn)場遠(yuǎn)程自動數(shù)據(jù)采集和分析,減少交通車輛配備數(shù)量和運行時間,降低生產(chǎn)運行費用;
  提高勞動生產(chǎn)率,減少生產(chǎn)管理人員,改善工人的勞動環(huán)境;
  對抽油井進(jìn)行生產(chǎn)分析、優(yōu)化和決策,減少停產(chǎn)時間,提高油井生產(chǎn)時率;
  自動化測控系統(tǒng)與分析優(yōu)化決策系統(tǒng)聯(lián)用,提高油田科學(xué)化管理水平和系統(tǒng)效率。
  應(yīng)用業(yè)績               讓用戶放心
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