油田单井计量站自动化监控模式研究
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油田自动化系统中的油井监控技术应用[摘要]:近年来,随着我国油田开采技术的不断进步,各种先进的技术逐渐应用到油田开采过程中,有效的提升了油田开采的效率。
尤其是油田自动化系统的广泛运用,更为油田的开采提供了有效的技术支撑。
在油田自动化系统中合理的使用油井监控系统,则能够对自动化系统起到良好的控制作用。
本文就主要针对油田自动化系统中油井监控技术的应用进行就简单的探讨。
[关键词]:油田自动化系统油井监控技术油田开采中图分类号:te133+.2 文献标识码:te 文章编号:1009-914x(2012)26- 0608 -01油井监控水平是影响油田自动化系统水平的一个关键因素,技术的不断进步,促进了油田自动化趋势的不断增强,油井监控技术的运用在提高油田生产值效率、优化需求指标方面有着重要的促进作用。
油井工艺以及自动化水平的提升,对油井控制质量提出了更高的要求,而且油井控制质量对于油田自动化系统的需要的油井数据的可靠性有着直接的影响,为此,我们应当不断的提高油田自动化水平,合理的运用油井监控技术,在提高油田开采效率的同时,实现能源和资源的节约,降低工作人员的作业难度。
一、对油井不同阶段的监控1.自喷井的监控。
自喷井的监控主要是针对油嘴阀位数以及开度进行控制,同时对套压、油压、油温等数据进行采集,通过对采集到的数据进行总结和分析,对油井系统进行测试,进而获得石油产量等相关的评估数据,以此来为油田的开发提供一定的数据支持。
油井远程终端装置通过无线或有线等通讯方式传输数据到中央监控,中央监控根据产能需要,可以远程调节油嘴阀位开度,有效合理得控制单井原油的产量。
对油嘴开度进行合理控制也是控制油田石油产量的一个途径。
2.电潜泵油井的监控。
电潜泵油井的控制机构是由电潜泵远程装置和变速驱动器构成,变速驱动器完成对电潜泵的控制工作,远程装置负责采集相关数据,控制变速驱动器。
远程装置通过终端mtu 与中央监控进行通讯,根据相关的生产需求指标,中央监控对电潜泵进行有效控制。
关于石油开采单井计量系统的分析摘要:油田计量工作意义重要,对精细化的要求越高,使得在计量方面提出的要求越应该不断在实践中加以完善。
将油田的精准计量与工作方法的有机结合,使得在单井计量方面能够按照系统集成,分析数据,得出数据。
从而为单井计量系统分析提供更多的实践参考。
关键词:不连续量油计算中心服务器几何特征法油田最基本的生产单元是油井,其生产管理措施需要基于对油井日产量和含水率等动态数据的掌握分析之上的。
计量站连接其下属的各个油井,完成对站内各个油井的液、油、气三相计量,需要准确、及时地为油田地质部门提供油藏工程资料。
传统的计量站生产管理采用人工计量方式和工人三班工作制,人工计量是间歇不连续的,计量次数少、时间短,再加上部分油井间歇出油、原油含水较高,往往造成计量结果代表性差,不能为油藏工程提供真实可靠的资料;人工计量劳动强度大、效率低,也容易导致人为假数据。
另外,传统的人工巡检计量无法适应特殊的现场环境,从而对计量系统的设计提出了更高的要求。
采油生产管理系统归纳为主要节点和支持节点。
主要节点包括地质分析与注采调整、原油开采、油水井作业、根据作业区发展战略目标以单井产量监控为支撑的采油生产管理以效益为纽带进行管理链的优化与整合形成各个节点相互协作。
一、计量方式单井计量车量油方式采用小型重力沉降式油气分离器将井口原油分离成气、液两相,分别计量。
单井计量车的优点是采用车载分离计量方式,应用灵活,适合于单井产量较低,油井分散、间隔较远的油区使用。
其缺点是适用的单井产量范围小,还是不连续量油,产气量不计量或气路计量正确度较低。
软件量油主要有示功图法和液面恢复法。
示功图是通过示功仪记录抽油机每完成一次抽油过程(上冲程和下冲程)电流变化,从而计算出抽油机井载荷变化的图示。
载荷的变化反映了抽油泵抽吸油量的变化。
液面恢复法的原理是停止抽油,油井内液面上升,通过回声测井仪丈量油井内液面的上升速度即可计算出相应的产液量。
分析油田联合站自动化监测技术及设备油田联合站主要工作是实现原油中油、水、气三相分离,为提高油田联合站工作效率,需使用自动控制系统,以此保证生产高效运行。
基于此,本文对油田联合站自动化监测技术使用分析,并且提出油田联合站设备自动化改造措施,希望能帮助油田联合站自动化控制系统建设。
标签:油田联合站;自动化监测技术;设备前言石油生产关系我国能源安全,促进石油生产自动化建设非常重要。
特别是我国进入信息化时代,构建油田联合站设备自动化管理同时,還需向着智能化方面研究,以此适应未来生产需要。
1.自动化监测技术使用1.1油田联合站自动化监测系统构成监测系统构建主要包括两个方面内容,一个是可编程控制器;另一个是工控计算机。
监测系统主要采用工作原理是远程监控为主,开展系统远程监测时,需终端设备对生产运行参数采集,并且实施监测工作。
生产参数收集后上传中央控制室,根据中央计算机控制系统操作实现远程操作启动或者是关闭电动阀门,以此实现远程控制技术。
远程终端控制可使用压力变送器、流量计、液面仪等硬件设备。
控制系统软件设备,在目前远程操作市场有许多软件,选择软件方面时,可根据油田联合站实际需要选择使用。
油田联合站整体系统运行实现自动化,减少人工操作。
实时控制系统能对生产状态监测,并且把检测数据收集、传输管理系统数据库,采用系统数据分析获得操作指令,根据指令要求系统终端硬件自动化操作,以此保证油田联合站生产自动化开展[1]。
1.2自动化控制系统的下位机控制系统设计采用抗干扰性强的OM RONPLC系统进行现场控制,其PLC系统为SY SM ACC200Ha系列,主要包括CPU200HG、电源模块PowerPA204、通讯模块CLK21及I/0模块等组成。
该控制系统中,对关键部位的自动化控制主要采用的是PID闭环控制技术,采用PID闭环控制技术为保证控制量,可根据系统中的比例运算、运行误差等计算来获得控制量。
控制系统实现的频率调节,主要是根据注水泵调频系统完成。
油田自动化仪表的应用和维护研究房永宽(大庆油田有限责任公司 天然气分公司 黑龙江 大庆 163457)摘 要: 自动化仪表是油田系统中的重要指示测量设备,为检测和控制生产过程提供重要的数据。
智能化技术的引入,提高对仪表数据的处理分析效率,提高生产力。
对几种典型的自动化仪表的性能和应用进行描述,并对维护工作提出几点建议。
关键词: 油田自动化仪表;应用;维护;研究中图分类号:TE83 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1210093-02仪表是测量压力、温度、流量、电量等方面数据的仪器,弹簧管压力表中灌入隔离液。
当测量的介质中是炔、烯、氨或它能够反映设备的运转情况。
在油田生产中,尤其在压力和流介质中部分含氨时,要使用专门的乙炔压力表和氨用压力表;量测量上发挥重要作用。
随着油田设备的升级换代,油田的地当介质为硫化氢或介质中含有硫化氢时,要使用抗硫压力表。
面、地下工程中出现了越来越多的自动化仪表,这些仪表被安遇到有剧烈运动的介质时,要选用耐震压力表或数字式压力装在联合站、注水站、集输站等位置,用来测量这些站的功能表。
对于腐蚀性强、粘稠度高的固体颗粒状介质,要使用防腐参数,并进行控制。
油田的自动化仪表是一个相互联系的系型膜片式压力表。
统,随着电子技术和网络技术的发展,自动化仪表正在朝着系2)远传压力仪表性能和应用统化、集成化、智能化的方向发展,在整个油田的数据控制、压力变送器适合传送标准的信号。
当温度不高于200℃信息采集和数据分析、转换等方面起着关键性的作用。
时,可以使用法兰膜片式压力变送器来测量高粘度、含有固体颗粒、易堵、易结晶、腐蚀性强的介质,如果使用一般的压力1 智能化趋势在油田仪表中的发展变送器,需要采取隔离措施。
对于温度低于120度的工艺管线智能化技术具有可靠性高、精确度高,其良好的性能使人内的介质,应使用短连接式压力变送器,如果温度高于120机对话功能得到很好地发挥,所以它具有很高的可开发性,在度,则需要设置隔离容器,延长引压管的长度。
1引言为了实现油田快速发展和高效运行管理,长庆油田进行了油田数字化建设,目前的数字油田已从单用户的站控系统发展成为网络化、智能化、规模化的大型SCADA系统,具备了油田开发过程中的生产数据自动采集、过程自动化控制、故障自动预警报警、电子巡井、场景视频监控识别、大数据分析、油藏精细管理和决策支持等功能[1]。
构建的以数字化管理为核心的新型劳动组织架构,使业务流程和管理流程相统一,降低了操作成本,精减了机构和人员,提高了工作效率。
配套使用自动化远程控制设备和无人值守的劳动组织架构、生产运行方式,进一步减少了管理层级、操作人员相对集中、员工工作生活环境得到改善,降低了生产安全风险。
2油田数字化系统概述油田数字化系统是针对油气勘探开发和油田管理决策的信息系统,它依托完善的物联网设备和统一的生产指挥平台,已从简单的油井功图计量、电子巡井、井站参数采集发展成为大型的油田SCADA系统[2]。
油田SCADA系统,即Supervisory Control And Data Acquisition System,是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统的油田数据采集与监视控制系统,它利用了自动化控制、互联网和数据共享技术,以油田开发过程数字化管理为中心,开发完善了生产运行、原油集输、油田注水、管网运行、预警报警、曲线报表等模块,建立了覆盖井站的生产数据采集、规范统一的应用和管理生产运行信息管理平台,实现了对分布距离远、生产单位分散的生产数据自动采集、过程自动控制、自动预警报警、场景视频监控识别、数据分析和决策支持等功能,达到了生产指挥决策扁平化、降低开发成本、降低劳动强度、提高生产效率、消减安全风险等综合效能。
3油田无人值守劳动组织架构3.1数字化井站无人值守建设内容无人值守井站是指通过生产流程自动化再升级,达到油田生产远程监控、定期巡检、应急联动的目标,实现井场、站点生产运行的远程管理模式,促进劳动组织架构优化配置,以缓解劳动用工压力[3]。
油田单井计量站自动化监控模式研究
摘要:针对现有油田生产自动化模式不清晰,生产决策者无法决断,通过对油田生产过程中集中监控系统模式的研究,提出了单井计量站监控模式,给出此模式的适用范围、系统功能以及对管理运作水平的提高,并进行了了成本经济效益分析。
关键词油田生产集中监控系统模式
引言
自动控制理论的发展是伴随着被控制对象的复杂性、不确定性等因素的研究成果而发展的,它由经典控制理论(频域方法)和现代控制理论(时域方法)发展到第二代控制理论一一智能控制理论。
在现代油田的生产和管理中,大量的物理量、工艺数据、特性参数需要进行实时检测、监督管理和自动控制(简称“监测控制”)。
随着Internet 网络技术、面向对象技术、神经网络技术以及JA V A 技术和自动控制技术的融合,以及自动控制系统网络通信功能的增强,高性能工业控制机系统、智能控制系统和具有网络功能的企业自动化系统将是未来工业企业自动化的重要发展方向。
随着计算机硬软件技术迅速发展,监测控制系统的应用也已经发展到相当高的水平。
监测控制系统向智能化发展,是工业现代化的必然要求,也是近年来工业企业自动化的一个新方向。
油田自动化监控系统可根据油田生产管理的需要,在油田生产的几个重要环节:单井、计量站、联合站,分别建立自动化系统,形成单井监控系统、计量站监控系统、联合站监控系统。
本文将研究油田自动化监控系统的模式及其特点。
[1]
1 单井计量站模式
单井计量站联合站模式除了包括单井监控模式和单井计量站监控模式的内容外,还包括对联合站内若干子系统的监控。
将联合站划分为油区、水区等子系统,根据现场需要在联合站各子系统所辖要害、关键岗位设置监控点,并将联合站控制室作为系统中心控制室。
联合站控制室对大站内部所辖对象进行实时采集和监控,此部分构成一个两级监控的SCADA 系统(联合站内子系统之间通过现场有线通讯方式进行实时数据交换)。
整个系统通过中控室对联合站、计量站和单井进行自动化监控管理,从联合站到计量站再到单井之间的逐级监控构成的则是一个三级监控的SCADA 系统(联合站与计量站间通过无线局域网方式,进行一点对多点分时、分址数据交换;计量站和单井采用实时采集,分时通讯,无线数传电台传输的方式进行数据交换)。
2 系统结构
系统组成为单井监测控子系统+计量站监控子系统+图像监控子系统+联合站监控子系统;控制室:联合站内中心控制室;管理范围:计量(配)站所管辖采油井+计量(配)站内设备+联合站内设备装置;数据通讯:单井监测控子系统中单井与上位机通讯:(1)单井有图像监视:可微波或无线数传电台,推荐使用微波;(2)单井无图像监视:可微波或GPRS,GPRS 网络覆盖好,推荐使用GPRS;网络覆盖较差,推荐使用无线数传电台。
计量站监控子系统中PLC/RTU 器与上位机通讯:(1)二者在同一站内,距离近:推荐采用有线方式(RS485)(2)二者
不在同一站内,距离远:无图像监视,推荐采用无线数传电台;有图像监视,推荐使用微波。
联合站监控子系统中PLC/RTU 器与上位机通讯:(1)二者在同一站内,距离近:推荐采用有线方式(RS485);(2)二者不在同一站内,距离远:无图像监视,推荐采用无线数传电台;有图像监视,推荐使用微波。
3 计量站远程监控系统的特点
该系统以远程控制功能为主,对联合站的生产参数、设运行情况进行采集并实施监测。
可实现生产流程的自动切换、泵阀的远程控制等。
3.1 数据监测
联合站应实现油区、水区、加热炉区等站内各岗位及工序的压力、温度、流量、液位、油水界面、可燃气体浓度、电机电流、电压等生产参数,以及主要设备运行状态等信号的自动监测。
3.2 报警
可燃性气体、参量超限报警等。
3.3 控制
联合站实现对站内各主要设备及工序的人工远程控制,对一些特别重要工序可实现PID 闭环控制,所有闭环控制回路均用软件实现手动/自动无扰动切换,并可在线修改控制参数。
3.4 数据通讯功能
联合站采用有线方式与上位机通讯;中控室与厂区采用微波通讯方式实现联网。
以上采用无线数传方式通讯使:通讯数据传输速率不小于1200bps,误码率在20dB 信噪比下优于10-6,通讯成功率不低于90%;采用微波通讯时通讯带宽不小于10Mb;采用有线联网方式时组网应符合Intranet规范。
[2,3]
4 结论
单井计量站联合站监控系统的应用,是一个标准的三级SCADA 系统应用,提高了油田生产中对单井、计量站、联合站三个环节的管理水平,原来联合站各个岗位,定点定时巡查、记录数据,现在无须频繁巡检,数据资料录取完全自动化,各岗的数据实时显示,对于关键岗的数据可通过曲线显示其变化趋势。
对于突发性事件能及时响应报警,并能迅速指出问题地点。
因为对于联合站这种油气重地、高温、高压工作环境,“安全平稳”的生产是最重要的。
及时排除各种不安全因素非常必要的。
联合站各种流程实现了自动切换,取消了人工手动切换模式。
减轻了劳动强度,保证了切换时间。
对高压注水泵通过闭环调节频率,实现了稳定压力控制,达到了稳定生产的目的。
设备的运行中发生故障,能提前给出警告,然后如果人工不干预,将自动停运。
对于三相分离器实现了自动控制,保证分离质量、平稳分离压力、液面等,是一个相对复杂的控制。
可有效保证了外输原油的质量。
参考文献
[1] 陆德民主编.石油化工自动控制设计手册.北京:化工工业出版社,2001:505-508.
[2] 范毅,李成伟,戴景民等.组态软件在原油集输监控系统中的应用自动化技术与应用.2001;(4).
[3] 王海盛,郑立群.区域创新系统创新绩效测度研究[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2005:(06).
致谢
虽然只有短短几个小时的接触,但梁老师严谨的治学态度、锐意创新的科学研究精神,谦虚勤奋的求学风格,使我深受教诲,谨在此向辛勤培养、教育和关心学生的梁老师致以崇高的敬意和衷心的感谢。
最后,感谢给予我支持和帮助的所有老师、同学和朋友们。