信息化、自动化在油田的应用不仅可以大大降低采油工人的劳动强度,提高工作效率,而且通过对油井和采油设备的及时了解,让油井和采油设备工作在最佳状态来达到增产节能的效果。 在没有安装油井监控系统时,了解油井的情况靠工作人员去现场测量和读取数据,对于一些偏僻的地方,往返困难,读取的数据准确率不高;在GPRS普及以前,大多通过数传电台来传输数据,数传电台有距离限制,当超出一个基站传输距离时需要建中继站,设备成本昂贵,安装复杂,维护工作量大,数传电台是多个终端共用一个信道,当终端多时,带宽不够,会导致错误率增加。 蓝迪通信科技有限公司和华北油田采油研究院经过多年的共同努力,攻克了一个又一个技术难关,研发了一套让人耳目一新的油井监控系统LD油井监控系统,该系统技术先进、功能齐全,在现场的应用中,表现了优良的稳定性、可靠性和准确性,从而使采油信息化成为可以依赖的、必不可少的、提高企业管理水平和竞争力的手段,为使用单位带来了良好的效益。 低功耗电路设计让设备健康长寿 油井监控设备安装在环境恶劣的野外,设备的稳定性和可靠性是油井监控应用成败的关键,如果监控设备本身故障频繁,不仅不能很好地实现监控,反而会给工作带来负担和麻烦,浪费人力、物力、财力,监控设备的微功耗设计是提高产品质量的有效方法。 LD油井监控系统电路按照微功耗设计,选择微功耗的器件,器件只在很短的唤醒时间内工作,大部分时间处于休眠状态,这样的设计可以使设备使用电池供电,大大提高了产品的可靠性和使用寿命,也很好地解决了气举井、自喷井井场没有电源的问题。
传感器的无线设计 油井井场的监控参数一般有功图、三相电流电压、油压、套压、回压、温度,有的还有水套炉的压力和温度,水套炉离井口还有一定距离。在传统的油井监控系统中使用有线传感器连接,这样会导致安装施工麻烦,影响美观,时间长了电线老化,故障难以处理,而且容易将雷电等引向主机,影响主机的稳定性。LD油井监控系统将所有的传感器以无线短传的方式和监控主机通信,很好地解决了这些问题。 压力传感器、温度传感器、载荷传感器采用微功耗设计,电池供电,一节电池可以用到2-5年,电池在传感器标定时更换即可。无线传感器不仅可以和RTU通信,通过RTU将数据发送到互联网或者手机,也可以直接通过GPRS发送到互联网或手机。 一体化示功仪 示功图是机采井需要测量的一个重要指标,示功图反应的是承受在光杆上的力,通过一个冲程内力的变化,可以了解到抽油机和油井底下的情况,也可以通过示功图对产油量和动液面进行分析。 示功图的获取需要获取光杆上的载荷和位移数据,很多厂家是采用在抽油机支架的支点处安装角位移传感器,在方卡子和悬绳器之间的光杆上安装载荷传感器,用信号线将角位移和载荷传感器连接,这样由于驴头的不断运动,风沙等自然条件的影响,可靠性难以得到保障,采用加速度传感器测量载荷在一个冲程内对应的位移,计算出一个功图数据后将数据以无线方式发送到监控主机,或者直接将数据通过GPRS发送到监控中心,设备采用微功耗设计、电池供电,所有设备集成在一个小盒内,跟着驴头上下运动。 与现代通信科技完美结合 油井监控系统一般分为三大部分,现场终端设备、数据传输设备、监控中心。LD油井监控系统可以采用GPRS、CDMA、数传电台和光端机和上位机通信,采用最多的是GPRS,GPRS或者CDMA作为数据传输手段,让油井监控系统的用户完全不考虑数据传输环节。 GPRS和CDMA是电信运营商提供的无线数据通信业务,信号已经覆盖到了绝大部分油区,在监控系统的现场设备上,安装一张从电信运营商办理的SIM卡,就可以实现现场设备到监控中心的无线的、无距离限制的数据通信。采用GPRS/CDMA传输具有传输距离不受限制、每个终端带宽固定、时时在线、稳定可靠、费用低廉等优点,是数据传输理想的通信手段。 互联网让世界变得越来越小,让人们的工作越来越高效轻松,LD油井监控系统将采集到的数据发布到互联网上,管理人员可以在世界的任何地方,只要能上网就可以了解油井的情况,也可以通过点击鼠标实现抽油机的启停以及调速控制,对于一些重要的数据和报警,可以发送到手机上。 算出来的动液面 功图和动液面是油井测量的两个重要指标,功图的测量可以通过载荷位移传感器来获取,环空动液面都是使用回声仪测试的,发声介质使用无弹头火药子弹或氮气瓶声弹。测试方法是人工定期进行操作,使用的设备比较危险、笨重,而且也很难长时间连续测试,获取动液面有没有更好的办法呢?通过功图、功率等方法可以估算出动液面。 对于抽油机而言,安装在光杆上的示功仪就像一杆秤,在不停地称作用在光杆上的力,抽油机在运动过程中受到的力很多,而且很不规则,如果抽油机在运动过程中停下来,在刚停下的一段时间,作用在光杆上的力是基本固定的,在上冲程,作用在示功仪上的力有抽油杆在空气中的重力、动液面以上液柱的重力、油压和套压之差对柱塞面积形成的力,在下冲程,作用在示功仪上的力主要就是抽油杆在油中的重量,通过对这些力的计算以及一些经验值,可以比较准确地计算出动液面。对于电潜泵井,可以根据测量的电机功率来反应动液面。 功能强大 LD油井监控系统可以无线采集示功图,冲次范围1-12冲/分(高冲次可以单独选定),位移量程不受限制,载荷量程3T、5T、10T、12T、15T、25T可选;可以无线采集6路模拟量;可以无线采集4路开关(曲柄销子)报警量;可以无线采集一路电磁流量的瞬时值及累计值;可以无线采集一路翻斗
流量计或其他计数脉冲计数;可以有线采集电参量瞬时值(三相电压、三相电流、三相功率、总功率、功率因数、有功电度);可以与示功图同步采集总功率、无功功率、功率因数曲线;可以与示功图同步采集3相电流曲线(144点);可以采集一个机器周期的压力曲线等。 目前该系统已在华北油田近900口油水井、70多座计量站,以及27座联合、接转站投入运行,不但有效减轻员工劳动强度,而且为开发生产及研究决策提供可靠生产数据和技术支撑,每年创直接经济效益4千多万元,并获得多项国家实用新型专利,获得了使用部门的广泛好评。 来源:石油与装备 作者:夏正安
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