摘 ? 要： 采用山東力創(chuàng)科技有限公司的寬限高壓免維護(hù)計(jì)量箱、9033電參數(shù)采集模塊、抽油機(jī)測(cè)控終端、GPRS等終端設(shè)備,在勝利采油廠一排東線實(shí)施機(jī)采耗能過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，通過(guò)專家決策系統(tǒng)，找出影響機(jī)采系統(tǒng)效率的主要因素，提出改進(jìn)措施，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，并逐漸完善和優(yōu)化專家決策系統(tǒng)，為機(jī)采系統(tǒng)效率的提高提供切實(shí)可行的辦法。
　　關(guān)鍵詞： 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)； 節(jié)能； 優(yōu)化決策支持

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　　目前，勝利油田進(jìn)入特高含水期，開(kāi)采難度加大，采油成本上升。節(jié)能已成為采油廠成本控制的主要因素，并將成為油田新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，用現(xiàn)代科技提高油田運(yùn)行效益已成為共識(shí)。電耗大約占油田運(yùn)行成本的50%，機(jī)采系統(tǒng)電能消耗占采油廠電能消耗的30%。我國(guó)有桿抽油系統(tǒng)的效率不足20%，在用抽油機(jī)約10萬(wàn)臺(tái)，若每臺(tái)抽油機(jī)實(shí)用功率按20kW計(jì)，每天耗電4 800萬(wàn)度，合人民幣2640萬(wàn)元。若能將有桿抽油系統(tǒng)的效率提高5%，則每天可節(jié)約240萬(wàn)度電，節(jié)約132萬(wàn)元，這不僅節(jié)約了大量能源，還可緩解油田用電緊張狀況，既有經(jīng)濟(jì)效益又有社會(huì)效益。
　　影響機(jī)采系統(tǒng)效率的因素主要是供電線路損耗、變壓器損耗、電機(jī)控制柜損耗、機(jī)械系統(tǒng)損耗等，盡快提高機(jī)采系統(tǒng)管理水平、降低油井能耗是油田開(kāi)發(fā)工作的重要任務(wù)。為此結(jié)合油田現(xiàn)狀，在勝利采油廠一排東線實(shí)施了機(jī)采耗能過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及節(jié)能優(yōu)化決策支持系統(tǒng)，通過(guò)運(yùn)行總結(jié)出了部分提高機(jī)采系統(tǒng)效率的切實(shí)可行的辦法，以此來(lái)降低噸油能耗，提高機(jī)采系統(tǒng)綜合效益。
　　系統(tǒng)構(gòu)架主要由兩部分組成:機(jī)采能耗過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和節(jié)能優(yōu)化決策支持系統(tǒng)。
1 機(jī)采耗能過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
1.1 系統(tǒng)構(gòu)成及功能
　　提高機(jī)采系統(tǒng)效率是一個(gè)系統(tǒng)工程，它涉及地面、油藏、井筒、地層等多個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配合，具體到人工舉油，最關(guān)心的是電耗，自一排東線變壓器出口端測(cè)起，直至各油井出油管為止，各種采集參數(shù)的布置如圖1所示。系統(tǒng)人為地將高壓供電線路進(jìn)行分段，從區(qū)塊總出口處高壓計(jì)量箱G1開(kāi)始到各采油井，電能逐級(jí)損耗，從各測(cè)量控制點(diǎn)測(cè)到的參數(shù)，可計(jì)算出電能損耗的分布情況，及時(shí)掌握系統(tǒng)效率。

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　　機(jī)采耗能過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線監(jiān)控，對(duì)供電線路、變壓器、抽油機(jī)等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、處理和分析。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要分為供電線路自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)和抽油機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分。
供電線路自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)主要功能如下：
　　(1) 根據(jù)計(jì)量箱的功能，實(shí)現(xiàn)電流、電壓、有/無(wú)功功率、功率因數(shù)及有/無(wú)功電量在尖、峰、平、谷各時(shí)段的抄收及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
　　(2) 線路線損及分支線損的計(jì)算：　
　　線路線損=(總電量－各用電點(diǎn)的電量)/總電量
　　分支線路線損＝(分支線路總電量－分支各用電點(diǎn)的電量)/分支線路總電量
　　變壓器損耗＝（高壓計(jì)量箱電量－低壓計(jì)量箱電量）/高壓計(jì)量箱電量
　　(3) 抄表方式可以靈活設(shè)置，可通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)抄收，可以設(shè)置抄表時(shí)間或抄表間隔時(shí)間，可以手工即時(shí)抄表，也可以手工抄收某一臺(tái)表，可以對(duì)某一臺(tái)表實(shí)時(shí)定時(shí)監(jiān)測(cè)，并記錄監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
　　(4) 系統(tǒng)設(shè)有一般用戶、管理員用戶、超級(jí)用戶等多種用戶權(quán)限。一般用戶只可以進(jìn)行一般的數(shù)據(jù)查詢、對(duì)表的簡(jiǎn)單抄收，查詢歷史數(shù)據(jù)等；管理員用戶可以進(jìn)行安裝點(diǎn)的增加及維護(hù)，數(shù)據(jù)庫(kù)的管理、電表的定時(shí)監(jiān)測(cè)及一般用戶的權(quán)限；超級(jí)用戶具有全部的操作權(quán)限，具有對(duì)電表的配置功能。
　　(5) 數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表打印，可以查某一類用戶，某一單位的電表，可以根據(jù)某一段時(shí)間的用電量進(jìn)行分類。根據(jù)查詢結(jié)果，形成報(bào)表打印。
　　(6) 網(wǎng)上數(shù)據(jù)發(fā)布，將每次的抄收數(shù)據(jù)發(fā)布到網(wǎng)上，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)看到的數(shù)據(jù)即為實(shí)際數(shù)據(jù)，不需要再經(jīng)過(guò)計(jì)算。
　　(7) 線路及安裝點(diǎn)示意圖，并且與計(jì)量箱信息相關(guān)聯(lián)。
　　供電線路自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)主要相關(guān)產(chǎn)品如圖2所示。

　　抽油機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要功能如下：
　　(1)多線程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，40秒實(shí)現(xiàn)400口井的參數(shù)采集，定時(shí)磁盤(pán)備份，備份期限為1年。
　　(2) 報(bào)警故障記錄，系統(tǒng)通訊時(shí)進(jìn)行報(bào)警監(jiān)測(cè)，對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警監(jiān)測(cè)，同時(shí)將報(bào)警的參數(shù)項(xiàng)進(jìn)行記錄，以備查詢和報(bào)表打印。
　　(3) 報(bào)表打印功能包括：抽油機(jī)故障報(bào)表打印，示功圖打印，電參數(shù)打印。
　　(4) 歷史數(shù)據(jù)查詢，要求有數(shù)據(jù)，有曲線。
　　(5) Web發(fā)布功能，用戶要求有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的參數(shù)網(wǎng)頁(yè)顯示、歷史數(shù)據(jù)及相應(yīng)曲線的網(wǎng)頁(yè)查詢功能。
　　抽油機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要相關(guān)產(chǎn)品如圖3所示。

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　　1.2 系統(tǒng)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
　　本文所述系統(tǒng)主要有以下創(chuàng)新點(diǎn)：
?　　(1) 實(shí)現(xiàn)變壓器高低壓側(cè)、供電線路出口及分支的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，結(jié)合油井單井用電計(jì)量，實(shí)現(xiàn)油井用電的全方位立體化監(jiān)測(cè)。
　　(2) 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、傳輸和處理。經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換，通過(guò)GPRS將采集的單井及站內(nèi)數(shù)據(jù)傳至信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)，利用監(jiān)控終端程序查看抽油機(jī)的示功圖和提取工況診斷所需參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、傳輸和處理。
　　(3) 實(shí)時(shí)采集示功圖，監(jiān)控終端可及時(shí)監(jiān)測(cè)油井工況。信息中心24小時(shí)全天候采集油井示功圖數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸，終端可直接觀察到每口井的示功圖及油井工況，并能隨時(shí)發(fā)出指令進(jìn)行示功圖遠(yuǎn)程測(cè)量，如發(fā)現(xiàn)異常情況可及時(shí)提醒管理人員采取相應(yīng)措施。
　　(4) 單井故障實(shí)時(shí)報(bào)警。監(jiān)控軟件設(shè)定多項(xiàng)規(guī)則，能實(shí)時(shí)反饋監(jiān)控油井的故障，停機(jī)、缺相、斷皮帶等能自動(dòng)判斷并通過(guò)聲光報(bào)警，及時(shí)通知生產(chǎn)人員解決故障，減少停機(jī)停抽造成的產(chǎn)量損失。
1.3 監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用效果
　　(1) 現(xiàn)場(chǎng)巡檢，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了巡檢效率。原來(lái)油井現(xiàn)場(chǎng)巡檢主要采取例行巡檢制度，通過(guò)看、聽(tīng)、嗅、摸等方式，對(duì)油井進(jìn)行簡(jiǎn)單定性生產(chǎn)狀況分析，即出油與否、設(shè)備是否運(yùn)行正常。油井遠(yuǎn)程監(jiān)控投運(yùn)后，油井工況監(jiān)測(cè)間隔約40s，調(diào)度、作業(yè)區(qū)所設(shè)監(jiān)控終端，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)異常問(wèn)題。目前在人工巡檢的基礎(chǔ)上，根據(jù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果，由調(diào)度安排對(duì)異常井進(jìn)行巡查，巡檢目的性強(qiáng)，效率高，巡檢方式變被動(dòng)為主動(dòng)。
　　(2) 油井資料錄取快捷，查詢方便，故障井發(fā)現(xiàn)及時(shí)、準(zhǔn)確，提高了油井開(kāi)井時(shí)率與工況正常率。通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，連續(xù)監(jiān)測(cè)油井工況變化，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)停井、工況異常井等；通過(guò)新型的油井管理方式，停井時(shí)間與工況異常時(shí)間大量縮短，從而提高了開(kāi)井時(shí)率與工況正常時(shí)間及油井的綜合利用率。油井平均檢泵周期延長(zhǎng)了26天，節(jié)約油井維護(hù)費(fèi)用約40萬(wàn)元。
　　(3) 利用自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連續(xù)性特點(diǎn)，根據(jù)特征參數(shù)變化及時(shí)掌握產(chǎn)狀變化、作業(yè)現(xiàn)狀，適時(shí)采取措施。以勝S3234井為例，7月29日調(diào)整沖次(3.7次/min調(diào)整到5次/min)，7月29日～8月8日各參數(shù)變化情況如圖4所示，日液由32.1噸提高到38.2噸，日油由2.2噸提高到3.2噸，動(dòng)液面相應(yīng)由711m升高到1 098m，因?yàn)橐毫康奶岣?，所以回壓以及日耗電量均有所上升。調(diào)整參數(shù)一個(gè)月后，示功圖開(kāi)始顯示供液不足，可以判斷地層能量欠缺。根據(jù)采集數(shù)據(jù)配合區(qū)塊地層地質(zhì)資料，下一步措施從改善注水效果來(lái)保證產(chǎn)量。

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參考文獻(xiàn)
[1]?關(guān)成堯,檀朝東,余金澤，等.大港油田抽油機(jī)井典型示功圖分析[J]. 中國(guó)石油和化工，2007，（20）：57-62.