基于物联网的油井智能间抽控制系统
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油气开采智能化监测系统设计与实现作为一种重要的能源资源,石油、天然气开采已经成为国际社会关注的热点之一。
随着技术的进步和工业化程度的提高,人们对于石油、天然气的需求量也在逐年增加,但是同时也给环境带来了更大的压力和负担。
为了更好地保护环境和监控生产过程,油气开采智能化监测系统应运而生。
一、系统设计理念油气开采智能化监测主要是利用现代互联网技术,结合传感器、数据采样器和自动控制等技术手段,实现对于油气开采过程的监测、数据采集、分析处理和实时控制。
该系统通过实时监控的方式,可以掌握油气生产过程的关键参数,如油气产量、流速、温度、湿度、压力等等,同时可以对于生产环境的温度、湿度等气象因素进行监测,以改善生产过程中的环境问题。
在实现对于生产数据的监测与控制的同时,该系统还能够通过精准的数据分析和运算,实现对于生产过程中出现的异常状况的诊断和预测,以及对于异常情况的处理。
二、系统框架油气开采智能化监测系统包括三大模块:数据采集模块、数据处理模块和控制模块。
1.数据采集模块该模块主要包括传感器、数据采集器和机器学习算法等组成,用于对于生产过程中关键参数的采集和记录。
(1)传感器:传感器是系统的重要组成部分,主要用于对于各项生产参数的实时监测和采集。
传感器类型多种多样,包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器、流量传感器等等。
(2)数据采集器:数据采集器用于对于传感器采集到的数据进行统计和处理,并通过网络将数据上传到数据处理模块。
现阶段,数据采集器通常是以工业计算机或微型机为核心,再通过RS-232/RS-485串口、CAN总线、TCP/IP等方式将采集器与传感器连接。
(3)机器学习算法:机器学习算法可以有效地对于采集的大量数据进行分析和挖掘,从而实现对于生产过程的异常情况的诊断和预测。
机器学习算法分类多种,常见的有支持向量机(SVM)、神经网络(NN)、贝叶斯网络(BN)等。
2.数据处理模块数据处理模块主要是通过对于采集到的数据进行实时分析和处理,以提供对于生产环节的有效监测和服务保障。
基于物联网的智能油气田管理系统研究随着经济的快速发展和人口的持续增长,国家能源消耗量也在不断增加。
为满足国家经济的需求和保障国家能源安全,石油工业发展迅速。
同时,由于油气田地处偏远、环境恶劣、工作条件苛刻等特殊原因,对油气田的管理存在一定的困难。
在这样的情况下,为了提高油气田管理的效率和精度,基于物联网的智能油气田管理系统应运而生。
一、智能油气田管理系统的发展历程传统的油气田管理方式以人工为主,存在着工作效率低下、信息共享不畅、监测数据准确度不足、安全风险高等诸多问题。
为了解决这些问题,科研人员开始探索基于物联网技术的智能油气田管理系统。
该系统通过传感器、通信、云计算等技术,将油气开采的各个环节进行综合管理,实现了数据自动采集、自动化操作、远程监测等功能,大大提高了油气田的管理精度和效率。
二、智能油气田管理系统的基本组成智能油气田管理系统主要由传感器、数据处理系统、通信网络、应用平台构成,具体包括以下几个方面:1. 传感器:传感器是该系统的重要组成部分。
通过传感器采集油气井、输送管道、车辆等设备的环境数据,实现对油气田的实时监测和预警,从而提高管理效率和安全性。
2. 数据处理系统:数据处理系统是将传感器采集到的数据进行处理和分析的核心系统。
该系统能够实现数据的实时存储、分析、处理和管理,为管理员决策提供数据支持。
3. 通信网络:通信网络是智能油气田管理系统的另一个必要组成部分。
基于物联网的智能油气田管理系统需要使用一定的通信网络,才能实现各设备之间数据的互通。
而且,该系统还需要具备稳定性、可靠性、安全性等特点。
4. 应用平台:应用平台是该系统的软件部分,它包括各种管理应用模块和数据展现模块。
通过应用平台,管理员能够实现对油气田各个应用模块(如油气开采、管道输送、车辆管理等)的远程控制和监测,同时还能实现对油气田各种数据的可视化展现,以便管理员更好地进行运营管理。
三、智能油气田管理系统的优势智能油气田管理系统的好处是显而易见的。
抽油机井智能间抽控制技术及其方案北京金时公司单项技术介绍1.间抽控制的优点●缩短抽油时间,减少能量消耗。
通常平均可节约能量20-30%。
●保持了较低的平均液面,意味着较低的井底流压,可使较多的液体流人井底。
通常可增加产量1-4%。
●井下和地面设备的维修费用减少25-30%。
主要是消除了液击现象(此现象可大大增加起油管作业量)。
●最后,使用抽空控制大大增加了系统性能信息的数量和可靠性。
每口井的效率提高了,从而有杆抽油系统的总经济效益也就大大提高了。
(摘自石油工业出版社,“当代有杆泵抽油系统”,刘合/王广昀)2.间抽控制方式●人工控制方式;●自动功图控制方式;●自动液面控制方式;●冲次调节的变频控制:在抽油井间抽控制的基础上,增加变频控制器,然后根据示功图或液面深度得到的油井供液状况,自动调节油井的冲次,实现地层供液能力与抽出能力的最佳匹配。
3.自动功图间抽控制器●原理:•通过示功图的变化判断油井供液情况,决定抽油机的启停。
•自学习功能。
在设定的初始间抽时间的基础上,根据示功图判断得到的油井供液情况,自动学习、逐步逼近油井的最佳间抽时间。
油井供能力发生变化,也将及时自动调整间抽时间。
•可以预设最短抽油时间、最长停抽时间,防止稠油停抽时间长难以再次启动的问题。
并且由于采用角位移传感器,可以判断抽油机平衡块位置,使得抽油机的启动更加顺利。
●设备组成:•井场RTU机柜,主要由RTU集成模块、开关电源、端子、机柜等构成。
•示功图采集一次仪表,主要由固定载荷变送器与角位移变送器构成。
•电机启停模块,检测1-3路电流、并且具有DI/DO端口,控制电机的启停。
●扩展功能:• PDA手操器,读取数据与设置RTU。
•增加数传电台或GPRS模块,即可实现数据的实时远程传输,并可实现远程启停控制与间抽方案调整,以及通过控制中心设定间抽参数,监控间抽状况,实现控制中心人工干预。
4.自动液面间抽控制器●原理:•直接检测套管空间液面的高度,并根据设定允许液面的最高与最低高度,控制抽油机的启停,实现间抽。
智能油水井管理系统设计与实现分析1. 引言1.1 背景介绍智能油水井管理系统是一种利用先进的传感技术、物联网技术和数据分析技术,实现油水井实时监控、智能控制和数据分析的系统。
随着油田勘探开发技术的不断发展,油井开采也日益进入了智能化、自动化阶段。
传统的油井管理模式存在许多问题,例如实时监控不足、生产数据反馈不及时、人工干预过多等,制约了油田生产效率和安全生产水平的提高。
智能油水井管理系统的出现,为解决这些问题提供了新的思路和解决方案。
通过在油井井底安装传感器,实时监测井下参数,将数据传输到远程监控系统,实现对油井的远程监控。
同时利用数据分析技术对传感器采集的数据进行分析和反馈,帮助管理者及时发现问题,调整生产策略。
智能油水井管理系统还可以根据数据分析的结果,制定智能控制策略,使油水井的生产运行更加高效和稳定。
在这样的背景下,设计和实现智能油水井管理系统具有重要的研究意义和实际应用价值。
通过对系统的设计与实现分析,可以为油田生产管理提供新思路和技术支持,促进油田生产效率的提升和安全生产水平的提高。
1.2 研究意义石油是国民经济的重要支柱产业,油井的开采对于能源供应具有至关重要的意义。
传统的油井管理模式存在许多问题,例如人工监测不及时、数据获取困难等,这些问题导致了效率低下和生产安全隐患。
智能油水井管理系统的设计与实现对于提高油井生产效率、保障生产安全具有重要的研究意义。
智能油水井管理系统可以通过监测井底传感器实时获取油井状态参数,实现对油井生产过程的精准监控,及时发现问题并进行处理,提高生产效率。
远程监控系统可以实现对油井的远程监控和操作,减少人力成本,同时提升油井管理的便利性和效率。
数据分析与反馈则可以通过对油井生产数据的分析,实现对油井生产情况的精准判断和优化调整,提高生产效率和降低生产成本。
智能控制策略的引入可以根据实时监测数据进行智能化的控制决策,实现对油井生产的智能化管理。
系统实现与效果评估可以通过系统实际运行情况的评估,验证智能油水井管理系统的效果,并为智能油井管理技术的推广应用提供数据支撑。
物联网技术在油田数字建设中的应用摘要:在石油行业整体进步发展的过程中,油田建设的速度不断提升。
为更好的适应信息社会的建设要求,加强数字油田的建设成为油田建设发展的主要方向。
本文对物联网技术在数字油田建设中的应用,进行了全面的分析。
希望为实际工作的开展,提供参考。
关键词:物联网技术;数字油田;建设应用前言:物联网技术主要是指在约定的信息技术协议条件下,通过对信息技术与通信技术融合应用,搭建现实世界与虚拟世界之间的数据通道,进而达到对应用对象的数据化管理。
作为一种新型网络技术,兼具了实时跟踪与动态监管功能。
从目前的应用经验看,在数字油田建设中通过对该技术的运用,可以较好地实现对油田产品生产制造产业链条诸环节的数据采集、传输、存储、抽取、分析、利用等。
1、物联网技术与数字油田的概述1.1物联网技术概述物联网信息技术是在传统网络的基础上对信息进行连接与传输的一种新型网络技术,通过物联网的应用对企业起到定位、跟踪、管理和监督等作用。
从物联网的结构上来看,物联网分为信息感知、网络连接和实际应用三个层次。
物联网的感知系统主要是对信息的识别和数据采集,然后把感知到的信息进行传送。
网络连接是通过网络设备对信息进行连接,把接收到的信心进行传输或者连接传递的信息作用。
物联网的实际应用则是通过网络技术对信息的收接进行数字化和资源化的统计与应用。
1.2数字化油田概述数字化油田也就是指信息化油田,也就是利用信息化技术对油田进行网络的数字化统计与管理。
数字化油田建业就是以油田作为具体管理对象,通过数字化技术把各种数据想成规模的统计进行智能化管理。
数字化油田是在石油企业中通过数字化信息对油田的信息作出有效地整合,在信息共享的基础上,制作出一套完整的数字化信息管理体系,以达到石油企业对石油的勘探、开发、运输和储存等环节的运营与管理。
运用物联网技术不仅可以实现不同地区对数字化油田的协同合作关系,还能汇集油田开采过程中的环境信息,通过物联网的信息传输对这些信息进行数字化的整合,加强企业内部的信息沟通。
2021年 / 第7期 物联网技术智能处理与应用Intelligent Processing and Application590 引 言在低渗超低渗油田的开发过程中,由于油井供液不足,导致活塞在泵筒干磨,不仅降低了抽油机效率,并且损坏了活塞和泵筒,造成了资源的严重浪费,增加了采油成本。
因此,需要根据油井的开采状态,合理调整抽油制度[1-3]。
目前,国内外各大油田主要采用单闭环控制系统对抽油机进行启停控制。
早在20世纪90年代,大庆油田就研制出了基于抽油杆载荷量的抽油机自动控制系统,这种方法实际应用时误差大、停井时间过长,并没有实质性地提升抽油效率[4];中国石油大学在2011年研究了基于综合诊断的抽油机变频控制技术,通过对抽油机的温度、载荷、电压、电流、位移等数据进行综合分析,得到最佳运行频率,实现抽油机的自动变频控制,该方法新颖,但算法过于复杂,并未实际推广使用[5]。
辽河油田于2012年研制了基于动液面的自动抽油机控制系统,现场使用效果不太理想[6]。
此外,现场大多数抽油机控制系统采用无线WiFi 的通信方式进行抽油机井口设备和远程监控平台之间数据传输,WiFi 信号覆盖范围小,并不适合远距离传输数据[7]。
本文通过对物联网技术进行研究,提出了一种基于物联网的油井智能间抽控制系统。
该控制系统主要包括动液面监测仪、示功图采集模块、间抽控制柜和间抽监控后台,形成双闭环控制系统,基于无线4G 网络进行数据传输,实现了对抽油机工作状态的实时采集、可靠传输、智能控制和动态监测等。
现场运行结果表明:该系统实用可靠、整机性能良好,解决了低渗井能耗高、泵效低的问题,获得了良好的经济效益。
1 基于物联网的智能间抽双闭环控制系统原理基于物联网的智能间抽双闭环控制系统原理如图1所示。
外环控制抽油机启停,内环控制抽油机工作频率,进而控制采油速度。
图1 双闭环控制系统原理动液面监测仪实时监测油井动液面,并根据给定沉没度,结合预置的抽油机启停控制算法,得到启动或者停止抽油机的指令,使得抽油机在给定沉没度附近的某个误差范围内工作,形成外环闭环。
物联网技术 2023年 / 第10期1120 引 言油气生产已进入“全数、全息、全智”的时代,物联网、大数据、人工智能技术和采油工程深度融合形成新型的智能化采油技术,使采油气生产全流程可监测(能够监测所有主要设备的状态)、可控制(能够控制所有主要设备的状态)和智能化(可自适应并实现智能分析决策),从而打造更加安全、节能、低碳、经济的采油气生产智能管理系统,提升油气产量和效益[1-2]。
针对传统的油气生产监控系统依托SCADA 系统进行建设,该系统偏向于自动化监视与控制,拓展性相对较差、集成能力偏低,与其他系统无法进行集成交互,导致形成众多系统孤岛,数据之间无法实现联动控制[3]。
当前,油气物联网、云计算和边缘计算的快速发展促进了油气生产数字化转型和智能化发展建设。
针对油田现场生产监控中网络连接时常发生中断的情况、现场生产数据无法回传和实时控制等问题[4],本文构建了“云-边-端”协同的油气生产物联网系统。
1 “云-边-端”协同的系统平台架构基于“云-端”架构的油气生产物联网系统主要由感知控制层、数据传输层和业务应用层组成[5],如图1所示。
端侧基于统一的数据模型实现全面感知和信息传递,云端计算负责数据存储、分析和信息反馈。
感知控制层由安装在油气水井、管网、站库等工艺流程上的各种感知设备和控制设备组成,实现对井场前端的全面感知和各种设备的自动控制;传输层由无线传输、光纤等组成的异构网络构成,可实现数据的精准可靠传输;应用层实现油气生产监控、油气集输监控、远程自动计量、生产动态分析、实时工况诊断、生产故障预警、运行参数优化、生产调度指挥等生产过程“实时分析、优化决策、智能控制、主动预警”的智能化 应用。
随着油田数字化转型和智能化建设的不断发展,“云-端”架构也面临如下突出问题:(1)缺乏单井自治和数据缓存机制:油田现场地理位置偏远,生产环境恶劣,导致网络信号时常中断,现场数据不能及时回传和控制;(2)无法实现有效的数据过滤:油气井生产长期处于稳定状态,数据几乎不变,不仅浪费有限的传输链路,同时也会挤占有限的存储空间;(3)无法实现边缘快速计算和实时响应:针对现场数据采集、数据解析、格式转换、治理分析、数据传输、参数调控的业务逻辑要求实时性较高,特别是异常状况下的保护性停机等,很难满足实时性需求。
物联网技术在油田现场有效运用和展望分析【摘要】物联网技术在油田现场的应用已经取得了显著成果,包括生产监测、设备状态监测、安全管理、环境监测和效率优化等方面。
通过物联网技术,可以实现远程监测和智能化管理,提高油田生产效率和安全性。
未来,随着技术的不断进步和应用场景的扩大,物联网技术在油田领域的前景更加广阔。
物联网技术的应用为油田现场带来了巨大的便利和效益,也为油田行业的可持续发展提供了新的思路和解决方案。
【关键词】物联网技术,油田,生产监测,设备运行状态监测,安全管理,环境监测,效率优化,便利,效益,前景广阔1. 引言1.1 物联网技术在油田现场有效运用和展望分析物联网技术在油田现场的有效运用已经成为油田行业的重要趋势。
通过物联网技术的应用,油田现场可以实现对生产监测、设备运行状态、安全管理、环境监测和效率优化等方面的实时监控和数据采集,从而提升油田生产效率、降低运营成本,提高安全性和可靠性。
随着物联网技术不断发展和普及,油田现场的管理和运营将会更加智能化和自动化。
物联网技术可以实现油田设备的远程监控和远程控制,实现设备状态的实时反馈和预警,避免设备故障造成的生产中断和损失。
物联网技术还可以帮助油田进行生产数据的智能分析和预测,优化生产计划,提高产量和降低成本。
未来,随着物联网技术的进一步应用和发展,油田现场将迎来更多的创新和变革。
物联网技术将会进一步提升油田生产的智能化水平,推动油田现场向数字化、智能化、绿色化方向发展。
物联网技术的应用将为油田现场带来更大的便利和效益,推动整个行业迎来新的发展机遇。
2. 正文2.1 物联网技术在油田生产监测中的应用物联网技术在油田生产监测中扮演着至关重要的角色,它通过连接各种传感器和设备,实时监测和收集油田生产过程中的数据,为油田管理者提供全面的信息支持。
物联网技术可以实现对油井生产参数的实时监测。
通过安装各种传感器在井口、管道和设备上,可以实时监测油井的产量、压力、温度等重要参数,帮助管理者及时发现问题并采取相应措施,提高油井生产效率。
物联网技术在石油气田管理中的应用一、引言近年来,随着物联网技术的不断发展,越来越多的领域开始应用物联网技术,其中石油气田管理也是其中之一。
物联网技术为石油气田管理带来了许多优势,不仅提高了管理效率,还提高了安全性和经济效益。
本文将重点讨论物联网技术在石油气田管理中的应用。
二、石油气田管理中的物联网技术1、物联网技术概述物联网是指通过互联网技术将物理设备、传感器、执行器等物理实体连接起来,使它们能相互协同工作,将设备产生的数据传输到云端,并进行处理和分析,从而实现远程控制和管理。
物联网技术可以为石油气田管理带来许多优势。
2、物联网技术在石油气田管理中的应用2.1、智能化采油物联网技术可以在石油气田的油井中安装传感器和智能控制设备,从而实现远程监控和控制,无需人工干预。
传感器可以监测油井温度、压力和流量等参数,通过数据传输到云端,并进行处理和分析,提供有效的决策支持。
智能控制设备可以根据实时数据自动调整工作状态,保证油井运行的稳定性,从而提高采油效率。
2.2、设备状态监测物联网技术可以实现对石油气田的设备进行实时监测,通过传感器采集设备的运行状态数据,送回云端进行处理和分析,可以及时发现设备的故障并进行修复,从而保障石油气田的正常生产和工作。
2.3、能效管理物联网技术可以通过传感器采集石油气田的用能数据,分析能源的使用情况,提供有效的能源管理方案,从而实现能效的优化和节约,达到降低成本的效果。
2.4、环保监控石油气田生产过程中,会产生大量的废水和废气,而物联网技术可以通过传感器采集废水和废气的排放数据,实现对环境的监控和控制,保障石油气田的环保安全。
三、总结物联网技术在石油气田管理中的应用,主要集中在智能化采油、设备状态监测、能效管理和环保监控等方面。
这些应用使石油气田的运行更加智能化、高效化和安全化,同时也为石油气田管理带来了诸多的好处。
将来物联网技术在石油气田管理中的应用将会越来越广泛,拓展更多的应用场景。
物联网环境下的智能油田管理技术研究物联网技术的应用,正在为各行各业带来改变。
其中,在石油工业领域,智能油田管理技术已经成为了当下的热点问题。
物联网环境下,智能油田管理技术的发展面临的挑战和机遇,值得探究。
一、智能油田管理技术概述智能油田管理技术是一种集成了感知、互联、处理、控制和优化等多种技术手段的现代化用于油田管理的技术,其目的是在能耗、生产效率、安全和环境保护等方面实现优化协调。
智能油田管理技术应用于油田生产,可达到能源节约、环境保护、工作效率提高的效果。
二、物联网技术在智能油田管理技术中的应用物联网技术允许通过传感器对生产过程进行实时监控,对生产过程进行追踪和控制。
随着物联网技术的逐渐发展,与之相关的产业和技术也在快速发展,油田管理技术不断更新换代。
物联网感知、信息处理、智能控制应用在油田管理中,实现了知识管理、实时安全防护和数据挖掘等功能。
物联网技术的应用,可以有效改善油田生产过程的效率和安全性能。
三、模块化智能油田管理系统物联网智能油田管理系统,由物联网智能油井系统、物联网油田安全监测系统、物联网油田环保监测系统等构成。
1.物联网智能油井系统物联网智能油井系统会通过传感器,实时的对油井的多种参数进行监测,如压力、温度、流量、油品含量、水位信息等等,并且通过无线传输传送给控制中心,中心由此可以对所有油井进行追踪、监测与控制。
2.物联网油田安全监测系统安全监测系统包括了避难监视子系统、安全监管子系统、安全预警响应子系统。
它可以通过监测装置从油井设备整体、环境数据、作业人员的安全记录等数据,以综合评估油田安全状况,在保证二次灾害不发生的同时,能够在第一时间向油田管理人员发出预警信号。
3.物联网环保监测系统环保监测系统主要通过传感器对油田环境的空气、水质、泥浆等参数实现实时监测和传输,实现对环境的实时、动态监测和管理。
在发现环境异常情况时,监测系统会及时发出警报消息,通知人员进行处置,有效的保障了油田周边环境的安全和健康。
《智慧工厂》Smart factoryJuly-August2020基于工业亘联网的油气生产物联网解决方案•北京力控元通科技有限公司摘要:力控科技油气田生产物联网解决方案是利用物联网技术,通过传感、射频、通讯等手段,对油气水井、计量间、油气站库及相关集输管网等生产对象进行全面感知,推动油气田企业两化深度融合,信息全面共享,实现监控可视化、控制自动化、数据知识共享化、系统应用一体化、管理流程化、分析智能化,从而帮助企业提升油气田经营管理水平,提高生产决策的及时性和准确性。
方案ME述随着油气田信息化与工业化的深度融合,以及大数据、物联网、云计算等先进信息技术的发展,力控科技基于多年油气田的行业经验,并结合油气田生产物联网的特点,推出油气田生产物联网解决方案,实现油气田生产管理、过程监控、管理调度、设备运维、流程优化及节能降耗等,确保装置在“安稳长满优”运转的基础上,降低能耗和生产成本,最大限度地提高企业的经济效益。
1设计目标(1)优化组织架构与生产管理模式,提高工作效率、降低劳动强度。
优化组织架构、变革管理模式,实现业务的集中管理、设备的集中管控、数据的集中处理;实现电子巡检和设备的远程操控,优化用工数量,降低员工劳动强度;实现油气田的精细化管理,提升油气田生产综合管理能力和水平。
(2)实时监控生产设施,保障油田生产能够安全、环保、平稳运行。
通过现场完善的监视、检测设备,实时监测井、间、站场、管网、电力系统设备工况及故障,及时发现异常情况,进行多级预警与报警,并进行及时、有效地处理,保障生产过程的安全性、稳定性。
(3)优化生产工艺流程,实现节能降耗与科学决策。
对实时采集的生产数据和生产过程产生的业务数据进行汇总、统计、挖掘、分析,为远程生产指挥、生产应急调度、生产工艺流程模拟仿真及优化运行、节能降耗等提供科学的决策依据。
便捷的移动APP应用。
满足企业经营管理人员、现场生产人员、设备维护人员、安全管理人员随时随地了解重要信息。
智能化油气田监测与管理系统设计近年来,随着技术的不断进步与人们对环保的日益重视,油气田监测与管理的技术也在不断发展。
其中,智能化油气田监测与管理系统的设计越来越受到人们的重视和关注。
一、智能化油气田监测与管理系统的意义智能化油气田监测与管理系统是基于物联网、云计算等技术的一种设备监控与管理方式。
与传统的监控方式相比,它具有以下优点:1. 实时监控,准确预测智能化油气田监测与管理系统可以实时采集油气田的各项数据,如井口压力、温度、油水比、沉积物等。
通过对这些数据进行分析,可以准确地预测油气田后期的产量变化、注水量、采油方案等。
因此,对油气田的管理和调整具有重要意义。
2. 远程监控,减少工作风险智能化油气田监测与管理系统可以实现对远程油气井的监控。
这样可以减少工作人员进入油气井进行现场监测的风险,大大提高了安全性。
3. 自动化控制,降低成本智能化油气田监测与管理系统可以实现对油气井的自动化控制。
通过对油气井进行远程控制,可以及时调整油气井的工况,改变采油方案,从而降低运营成本。
二、智能化油气田监测与管理系统的设计智能化油气田监测与管理系统的设计需要考虑以下几个方面:1. 数据的采集智能化油气田监测与管理系统需要采集油气田的各种数据。
这些数据包括井口压力、温度、油水比、注水量、采油量、沉积物等。
为了确保采集数据的准确性,可以使用传感器进行数据采集。
2. 数据的传输采集到的数据需要通过互联网等渠道传输到云端服务器或数据中心。
目前,常用的传输方式有无线传输、有线传输、卫星传输等。
3. 数据的处理在云端服务器或数据中心,需要对采集到的数据进行处理、分析和计算。
可以利用机器学习等技术对油气田的运行状态进行预测和评估,从而提供决策支持。
4. 系统的控制基于采集到的数据和经过处理后的数据,智能化油气田监测与管理系统可以实现对油气井的自动控制。
可以通过控制油井的注水量、采油量等参数,来实现自动调整油气井的工况和采油方案。
重庆科技学院智能油田解决方案建议书作者:罗欢、王源波、黄举、程丹、许文物联网在智能油田的核心应用是油井生产远程监控系统,该系统包括油井生产数据远程采集传输系统、油井生产远程分析管理系统、油井生产远程控制系统三个子系统。
系统通过传感器、摄像头等设备对油气井生产数据进行采集.通过CDMA传输终端把信息发送至生产管理部门,以便其对信息进行分析管理,以掌握油井生产状况,并进行必要的远程控制。
油井生产远程监控系统为油田高效开发、降低消耗、安全生产、减轻员工劳动强度、提高工作效率和管理水平提供了可靠的保障。
本方案中整个智能油田系统网络主要采用无线局域网技术,以物联网技术为主体。
应用到无线温度监测、无线震动监测、无线腐蚀监测、无线压力监控、无线感应阀位、无线视频等等。
从而随时都能监测到油田温度,震动,设备的被腐蚀度、受压力程度,以及阀位的安全性。
关键词:智能油田、物联网、油井生产监控20世纪80年代掀起的第一次提高采收率研究和应用的热潮,推动了各种EOR技术的进步和成熟,那么斯塔特福约尔得(Sta~ord)等油田以油藏模拟、油藏监测、水平井和油藏管理相结合的提高采收率技术,在21世纪初已经掀起了以智能油田为标志的第二次提高采收率技术研究和应用的热潮。
智能油田展示了油气田开发将进入智能化、自动化、可视化、实时化的闭环新阶段。
智能油田的基本概念和发展方向就是将涉及油气经营的各种资产(油气藏等实物资产、数据资产、各种模型和计划与决策等),通过各种行动(数据采集、数据解释与模拟、提出并评价各种选项、实施等),有机地统一在一个价值链中,形成虚拟现实表征的智能油田系统。
人们可以实时观察到油田的自然和人文信息,并与之互动。
智能油田的基础与核心建立智能油田是一个系统工程,而建立数据银行和信息平台是建立智能油田的基础。
智能油田的核心是将油气发现与开发工作从历史性分类资料的顺序处理改变成实时资料的并行处理,利用实时数据流结合创新型软件的应用和高速计算机系统,建立快速反馈的动态油藏模型,并将这些模型配合遥测传感器、智能井和自动控制功能,让经营者更直接地观察到地下生产动态和更准确地预测未来动态变化,以便提高产量和进行有效的油田管理,实现各种层次的闭环优化管理,最终实现全油田范围的实时闭环资产经营管理(图1)。
基于物联网的油井智能间抽控制系统
摘要:随着经济和化工行业的快速发展,我国信息技术发展也十分快速。
抽油机井机采效率泛指将地下油层液体抽取到地面制定位置的运转过程中,有效做功能量与抽油机井机采系统输入能量的比值,其可直接反映抽油机井机采系统运转状态及石油企业生产能力、管理能力等,同样也是石油企业提升石油产能及企业效益的重点优化方向。
抽油机井机采效率不仅是综合性评价指标,其还受抽油机井机采系统自身因素、环境因素等多方面的制约影响,因此石油生产企业将抽油机井机采效率的优化提升,细化至油井生产日常管理中,通过系统参数优化、强化生产管理等方式,最大限度的提升抽油机井机采效率。
进而推动石油企业的生产能力、盈利能力及管理能力的持续性提升。
关键词:智慧油田;物联网;间抽;4G;智能控制
引言
合理的间歇采油控制和数据传输方式对于降低低渗油田的开采成本、提高抽油机效率和油井产量具有重要意义。
针对低渗超低渗油井智慧油田建设,实现了对抽油机工作状态的实时采集、可靠传输、智能控制和动态监测,对智慧油田的建设具有重要的应用价值。
特别是对于当前出现的有杆泵抽油机成绩不佳的情况进行研究,找到问题的根源所在,并提出具有针对性的措施逐一解决,将工作成本降到最低的同时将工期尽可能地缩短,实现工程项目的利益最大化。
1基于物联网的智能间抽双闭环控制系统原理
外环控制抽油机启停,内环控制抽油机工作频率,进而控制采油速度。
动液面监测仪实时监测油井动液面,并根据给定沉没度,结合预置的抽油机启停控制算法,得到启动或者停止抽油机的指令,使得抽油机在给定沉没度附近的某个误差范围内工作,形成外环闭环。
示功图采集模块实时采集抽油杆的功图,并根据给定功图,采用传统的PID控制算法控制抽油机工作频率,从而根据当前出油快慢控制抽油机冲次,进而控制抽油速度,形成内环闭环。
2抽油机系统效率影响因素分析
2.1油井沉没度偏低
调查现场后发现,被调查的场地中存在的机采井沉没度深度差别程度不明显,其中大多数深度在200m左右,整体数据在此周围进行幅度较小的波动。
整理数
据后,我们将不同深度的深度进行分类,其中分类的标准一方面是机采深度,另
一方面是产液量。
对于小于100m的数据,可以将其归类为是低效率类型,其产
液量情况也相应存在一定的不足。
相反的当数据超过100m时,我们可以将其认
定为是效率相对较高的一部分,产液量也稳定在一个较好的水平。
通常情况下理
想的沉没深度在200一300m,若严重超过300m,则机器在运作时将会承受较大
的压力,容易出现较大的损耗;若严重低于200m,就容易出现效率低下的问题。
2.2抽油泵泵效因素
抽油机井机采效率受抽油泵泵效的制约影响较为明显。
抽油机井机采作业时,大多处于热采井运转状态,因此机采的产液量及其温度都处于动态变化中,这就
导致原油粘度也随着温度变化而变化,进而影响抽油泵充满程度的稳定性,致使
抽油泵泵效不断发生变化,对抽油机井机采效率产生直接影响。
在稠油井机采作
业过程中,机采产油温度随着生产周期的推进出现下降趋势,而井采原油粘度却
呈现上升趋势,在该过程中,抽油泵泵效及机采作业效率都处于下降趋势,而且
二者之间的下降幅度呈正比状态。
例如,抽油泵泵效每下降5%到10%,机采效率
也会随之下降1%~2%。
此外,抽油井中抽油杆构件在作业运转过程中也存在因与
油管摩擦而导致功率消耗损失的情况,而且油井斜度、冲程等都会对中抽油杆滑
动功率造成直接影响,一旦滑动损功率损失过大时,机采效率也会出现大幅度降
低效用。
3基于物联网的智能间抽控制系统构成
3.1间抽监控平台硬件设计
间抽监控平台硬件部分主要包括服务器、显示屏、键盘、鼠标等。
服务器选
用DELL的PoweredgeR740架式服务器,利用独有的动液面计算模型、功图计算
模型、间抽采油控制模型、大数据模型等,对接收的远程井口数据进行解析、计算,得到抽油机启停和工作频率,并对数据进行封包、加密,传输给智能控制器。
另外,服务器还将计算结果存入SQLServer数据库,以供用户或者工作人员通过PC管理平台以网页的形式查看数据与波形,设置参数等。
3.2优化抽油机井机采系统
提高抽油机井机采效率须优化抽油机井机采系统,根据抽油机井实际运行条
件及井采要求设置相匹配的电机,确保电机负载率可达到最佳负载率。
例如,抽
油机井电机负载率低于25%时,须及时更换容量更小的永磁同步电机。
抽油机井
机采系统尽可能的应用新型高效电机,这样可以有效降低电机内部构件损耗程度
及其轴功率波动,相应的提高电机效率及运转稳定性,同样利于保持抽油机运转
平衡。
抽油机井机采可应用皮带或双驴头抽油机等高能高效设备,以此提升抽油
机井机采系统地面设备的运转效率,同时还应对注重加强抽油机井机采设备的维
护保养,保障抽油机井机采系统以最佳状态开展井采作业。
石油企业应尤为注重
供液不足的油井产能提升工作,可在保障其产能的前提下,通过降低生产参数、
加深泵挂等措施,最大限度提高泵效及抽油机井机采效率。
3.3抽油机变频调速器变频调速工艺
变频调速器能够控制连接机器的运行速度,其基本原理是:利用半导体材料
的零件与电源相连,期间不断进行连通与断开的重复过程,改变传输的电力大小
与频率,从而达到改变电能频率的效果,进而控制机器的运转情况。
该机器的构
成大致可分为整体、中间直流等四部分,应用后能够提高机器的灵活度,依据现
场实际情况进行适当的整改,且操作流程简单,难度低,不容易出现人为失误,
能够对于成本的消耗起到一定的缓冲作用,节省不必要的浪费,并提高机器的工
作效率,做到机器的灵活运作。
3.4软件设计
该智能化抽油节能测控装置的软件设计主要包括:①主程序设计,完成系统
初始化,调用各子程序;②读取并处理抽油机驱动电机的电气参数,测量并计算
抽油机驱动电机工作时的电流、电压、有功功率等参数;③间抽控制程序和间抽
时间修正子程序判断电流信号和有功功率信号特征是否出现,并根据自适应修正
算法修正间抽时间,从而确定最佳间抽时间,最终输出控制信号给电机;④抽油
机电机保护程序,完成启动保护、速断保护、过流保护、过高或过低电压保护等
功能。
通过开启初始化程序和封面显示程序进入主界面,通过调用电气参数读取
和处理子程序实现对抽油机驱动电机电气参数的采集和处理功能,之后遥控信号
和遥信控制处理程序实现开关量的采集和控制输出,空抽时发出抽油机控制信号,故障时发出报警信号。
结语
石油企业应根据抽油机井实际运行条件及井采要求设置相匹配的电机,强化
抽油机井机采现场的管理工作提升抽油机井机采作业的规范性,注重井下作业管
理持续性保障抽油泵具有充足的供液能力,科学合理的调整生产参数保持抽油机
井机采系统的良好运转状态,实现优化抽油机井机采效率的理想化提升。
基于物
联网的油井智能间抽控制系统采用动液面闭环和抽油机泵效闭环的双闭环控制系统,利用4G作为传输方式,该系统经济可行,运行可靠,节能效果良好,较好
地解决了传统抽油机系统泵效低、数据传输距离短等问题,对油田持续稳产和发
展具有现实意义。
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