張冬梅 李永波

（1、黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江 大慶 153319 2、大慶恒通電子有限公司，黑龍江 大慶 153319）

采油現(xiàn)場一般由油井、水井、注入井、計量間、閥組，轉(zhuǎn)油站，聯(lián)合站、外輸系統(tǒng)、油罐及其它分散設(shè)施組成，整個采油現(xiàn)場的各種設(shè)施的工作狀態(tài)及采出油的數(shù)據(jù)直接關(guān)系到油田生產(chǎn)的穩(wěn)定、原油質(zhì)量及注水質(zhì)量。一般來說油田生產(chǎn)設(shè)施數(shù)量多，分布范圍廣，人工巡檢一次只能測一口井，不僅勞動強度大，也影響設(shè)備監(jiān)控與采油數(shù)據(jù)的實時性，甚至準確性。有些參數(shù)由于測試麻煩，一個月甚至更長時間才能測一次，導(dǎo)致有關(guān)信息數(shù)據(jù)量過小，員工的勞動強度增大，難以進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，制約了正確決策的確定。本監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)采集實現(xiàn)遠距離傳輸與監(jiān)測，生產(chǎn)效率及安全性大為提高。

1.油田動態(tài)檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)由中心平臺和現(xiàn)場設(shè)備如油井單元、水井單元、轉(zhuǎn)油站等組成，如需要也可添加其它生產(chǎn)設(shè)施如計量間進入系統(tǒng)。

1.1 中心平臺

對各現(xiàn)場單元傳來的的數(shù)據(jù)進行存儲、分析、處理并動態(tài)顯示，用戶可以實時監(jiān)控有關(guān)生產(chǎn)運行動態(tài)信息，也可以查詢各歷史數(shù)據(jù)、趨勢曲線，進行縱向比較，為更科學(xué)、更優(yōu)化的管理提供前提條件。

中心站計算機提供主畫面及其他畫面，主畫面背景為礦區(qū)井位圖,實時顯示各運行信息，整個生產(chǎn)狀態(tài)一目了然。主畫面是進入子畫面或其它欄目的平臺，在主畫面上點擊油井、水井、轉(zhuǎn)油站圖標可直接進入該單元畫面，顯示更完整的信息。

油井信息包括示功圖曲線、電流曲線、功率曲線、上/下沖程最大電流、平衡度以及各曲線疊加對比；水井信息包括流量、壓力、流量累計、時間累計、霍爾曲線，壓力信息包括油管壓力和套管壓力；轉(zhuǎn)油站信息包括流量、溫度、回壓、摻水壓力、含水率，工藝流程組態(tài)畫面。

圖1 油井信息采集示意圖

中心平臺其它部分功能：生產(chǎn)報表包括日報統(tǒng)計當(dāng)天實時的運行數(shù)據(jù)，月報統(tǒng)計當(dāng)月每天的運行數(shù)據(jù)，年度報表統(tǒng)計一年12個月每月運行數(shù)據(jù)，報表格式可按照用戶要求定制，由軟件直接進行預(yù)覽、打印，無需另行轉(zhuǎn)換。圖表曲線可以針對某一站點、某一用戶或者整個系統(tǒng)自動做出多參數(shù)日運行參數(shù)直方圖趨勢曲線，月運行參數(shù)直方圖趨勢曲線，年運行參數(shù)直方圖趨勢曲線，或某一時間段內(nèi)的運行參數(shù)趨勢曲線,曲線可任意放大、縮小和拖動；故障處理：對于通信故障和參數(shù)數(shù)據(jù)超限、儀表單體故障、市電停電、儀表掉線產(chǎn)生報警，并將產(chǎn)生報警的時間和原因記自動記錄到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，幫助操作員直接處理。報警方式為窗口提示、聲音報警等方式可選；數(shù)據(jù)查詢：通過設(shè)置不同條件如時間范圍、站點、參數(shù)范圍等,可任意獲得各種歷史數(shù)據(jù)?？梢圆樵兡骋粫r刻的壓力、溫度、瞬時流量、累計流量等參數(shù)形成報表，也可查詢報警記錄，獲得產(chǎn)生報警的時間和原因并形成報表。數(shù)據(jù)庫的維護方便簡單，對于數(shù)據(jù)的深挖掘深入淺出，可對各種數(shù)據(jù)進行多種條件分析，并可在權(quán)限范圍內(nèi)實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)共享。充分體現(xiàn)出數(shù)據(jù)庫的巨大優(yōu)勢；通訊兼容：系統(tǒng)中可有不同廠家的儀表，并可根據(jù)用戶要求增加特定的通信協(xié)議；實時在線：系統(tǒng)對所有監(jiān)測子站能夠進行群收；根據(jù)系統(tǒng)要求，對各采集子站設(shè)定不同的采集間隔；安全設(shè)置：可設(shè)置多級權(quán)限，管理員可以使用所有的功。對于一般用戶來說，數(shù)據(jù)庫維護，系統(tǒng)維護等一些涉及系統(tǒng)內(nèi)部安全的設(shè)置功能限制使用；時間同步：中心監(jiān)測軟件對整個系統(tǒng)現(xiàn)場控制器可進行時間同步化處理，保證分站主動上發(fā)時刻和管網(wǎng)主站時間一致性。

1.2 水井單元

水井單元包括控制單元、傳感器、無線通訊及電源部分?？刂茊卧獙⒉杉膲毫鞲衅骱土髁總鞲衅餍盘柛饔嘘P(guān)數(shù)據(jù)進行編組通過無線通訊模塊與中心站進行通訊?，F(xiàn)場配置傳感器均為4～20mA，二線制傳感器?，F(xiàn)場電源如果使用電池供電，弊端在于每月需要給電池沖電一次，更換不方便，價格也貴；使用太陽能電池供電，弊端在于放在暴露的地方容易丟失；根據(jù)實際情況由于每個水井單元距離油井較近，大概在350米左右，所以現(xiàn)場供電采用就近布線取用220V電。

1.3 油井單元

對抽油機井而言，地面生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)無外乎電流、電壓、功率、沖程、沖次、油壓、套壓、懸點載荷、啟停狀態(tài)以及抽油機機型等信息，如圖1。

對這些數(shù)據(jù)實時采集、分析、處理、控制并發(fā)送至中心站進行解讀，那么就全方位立體化的掌握了該井生產(chǎn)狀況。油田用戶習(xí)慣用示功圖解讀有關(guān)信息，實際上電機功率同樣可以，甚至更多更準確，如抽油機發(fā)電狀態(tài)、平衡情況、充不滿等，同時更簡單耐用。

圖2 油井巡檢畫面

井口單元由功率模塊、供電單元、單片機系統(tǒng)、位置傳感器、數(shù)傳電臺、天線饋線、避雷器組成，預(yù)留油壓、套壓、懸點載荷等信號接口。功率模塊提供電機功率、電流、停機停電信號；位置傳感器分辨出上下沖程的死點，否則就不能算出上/下最大電流及平衡度，包括對示功圖的繪制；壓力傳感器采集油壓套壓的信號，載荷傳感器采集懸點載荷信號。采集的數(shù)據(jù)包括功率、電流、油壓、套壓、懸點載荷模擬量，死點和起停開關(guān)量；計算的數(shù)據(jù)有平均功率、電能累計、最大電流、平衡度、沖次累計；發(fā)送的數(shù)據(jù)包括兩個周期的功率和電流、平均功率、電能累計、平衡度、上下沖程最大電流、沖次、油壓、套壓、懸點載荷、運行、停機；控制的數(shù)據(jù)是根據(jù)有關(guān)限值，決定是否就地控制停機。

油井動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)巡檢畫面如圖2左上部為一縮小的主畫面，顯示各油井狀態(tài)；右上部是示功圖曲線；中部為電流/功率曲線；下部為數(shù)據(jù)滾動顯示，可同時出現(xiàn)5口井?dāng)?shù)據(jù)。

單井監(jiān)測畫面顯示某井功圖、電流、功率、沖次、沖程、抽油機型號等單井信息，并提供4幅功圖曲線和功率曲線比對。功率曲線甚至可以解讀出更多的抽油機油井的信息如抽油機正常狀態(tài)、發(fā)電狀態(tài)、平衡情況、充不滿及結(jié)蠟等，同時更簡單耐用。

結(jié)論

本監(jiān)測系統(tǒng)基本實現(xiàn)了油田各生產(chǎn)運行信息進行遠距離監(jiān)控與采集，實現(xiàn)將正確的信息，在適當(dāng)?shù)臅r刻，以合理的方式，傳到需要的地方。對指導(dǎo)油田開發(fā)，提高開發(fā)水平，提高最終采集率都有一定的實際意義。

[1]常彥榮，李允，彭炎等.油田生產(chǎn)產(chǎn)量監(jiān)控體系及預(yù)警系統(tǒng) [J].西南石油學(xué)院學(xué)報，2006，28(3):34-37.

[2]趙智勇，劉道杰，蔣等.動態(tài)監(jiān)測指標在預(yù)判區(qū)塊開發(fā)中的應(yīng)用研究 [J].西南石油大學(xué)學(xué)報，2009(31):116～120

[3]范秋芳，顧光彩，馬揚.石油企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營系統(tǒng)監(jiān)測預(yù)警指標體系和預(yù)警方法研究[J].運籌與管理，2006，15(1):105-110.