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试论油井监控技术在油田自动化系统中的应用

时间:2013-11-02 11:53 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:刘志彬 张红侠 张清胧 点击次数:

  【摘要】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。本文详细说明了油井自动化系统中,油井各个阶段监控系统情况,有针对性的进行监控油井、远程开关油井及安全保护油井,进而为更好的应用油井监控技术创造了优越的发展空间。

  【关键词】油田;油田自动化;油井监控;监控技术

  油井监控系统是油田自动化系统中一个重要的组成部分,也是其系统的关键点,油井监控技术与系统内各个部分都有着紧密的联系,其直接影响着油田的开采方式。对于有着不同的自动化需求和工艺需求的油田,在运用油井监控技术方面也有着不同的要求。油井监控系统进行设计时,需紧密结合相对应的自动化系统软件。一般情况下,油井自动检测、设备检测与维护、优化生产与自动化管理等各个系统,是油井的监控系统重点结合对象。以油井的采集数据及动态资料为参考,较为准确的预测油藏特性模型,并选用最佳手段进行油藏开采,确定生产能力。整合生产设备,尽可能提升采收率,更好的管理油田自动化系统。

  1.监控油井的各个阶段

  1.1监控自喷井

  自喷井的监控包括油嘴阀位数据及开度控制的同时,主要负责的是套压、油压、油温以及回压四方面的数据采集。通过相关控制采集到的数据,进行油井系统测试,合理估算油井的具体产量,为油田的合理开采及配产提高相对可靠的参考性数据。此外,油井远程终端装置传输的模拟信号,主要由电动可调的油嘴接收,使油井原油的产量得以合理的控制。同时,建立于油田生产需求指标及优化系统需求之上,主终端装置对远程终端装置发出一定的控制命令,合理控制油嘴的开度,进而油田的产量可得到相应控制。

  1.2监控电潜泵油井

  主要由电潜泵远程终端装置及电潜泵变速驱动器构成的电潜泵油井,可进行适当的油井监控。同时,主要由变速驱动器来完成控制电潜泵工作,依据生产的相关需求指标,无需远程控制,在油井底部设置电潜泵和井下压力传感器,并将电潜泵变速驱动器利用电缆进行连接,井底压力可利用井下压力传感器来进行适度测量,利用潜泵驱动器的良好控制,保持相对稳定的井底压力。远程终端装置来完成采集电潜泵的数据系统,并产生一定的采集信号,此信号经由远程终端装置的对应通讯系统传输给MTU,进而远程监测电潜泵油井。

  1.3监控抽油机油井

  国内大多数油田,一般使用人工举升手段进行抽油机抽油,部分抽油设备一定情况下易造成泵抽空,主要是因为抽油设备对比油层供油能力,抽油能力较大。针对泵抽空情况,下冲程时,游动凡尔可冲击液面,产生一定的增压或冲击波,损坏油泵、抽油杆及地面抽油等基础性设备,增加油井能耗,降低生产率。因此,利用自动化系统进行合理有效的远程监控和判断,可最大限度的满足生产需求指标。

  抽油机电机的运行主要由电机控制柜来控制,井场RTU接受相关的电机数据。在光杆卡子与载杆间或游梁上,可配置具备一定温度补偿的抽油杆负荷传感器,尽可能瞬时负载两倍的额定载荷。自动化系统运行之后,抽油机可在泵的吸入口处控制油井的液位,最大限度提高油田的产量,并尽可能降低抽油杆断裂或其他抽油泵故障的发生率,从而提高泵的使用率,降低能耗,巡井次数减少,缩短作业人员的操作时间,减轻作业强度,有效的提高油田生产效率。

  2.开关油井及安全设施

  远程开关和保护油井安全,是有效规避油井作业过程中各种意外事故或故障的重要监控环节。针对远程油井开关控制系统,主要是由井下安全阀、地面安全阀以及地面安全控制油井、井场RTU构成。同时,通过油田自动化系统中的ESD系统与控制中心主要负责人发出相应的油井远程开关信号,并借助一定的通讯系统传输给对应的RTU,然后向地面安全控制系统发出数据信息信号,使地面安全阀开关得以更好的控制。并非独自分开的油井开关与安全保护,而是直接关联着油田整体安全保护系统与紧急关断系统。针对联合站原油外输系统、油气处理系统以及输油管线发生问题时,主终端装置需及时发出关井信号,按序关闭相关的部分或全部油井。

  3.油田中央监控自动化控制系统

  也叫油田监控SCADA系统。该系统要使用稳定的、可靠性的计算机和不间断UPS电源,掉市电后能够持续供电,保证计算机系统2个小时内能够正常工作。该系统由现场测控单元和测控中心组成。现场测控单元是实现SCADA功能的基本要素,由多个RTU或PLC组成,每个RTU都是一个独立的子系统,负责对本地I/O点进行数据采集和控制。测控中心是SCADA系统的核心,负责现场测控单元的集中监控和系统的配置、管理、维护、报警处理。中央监控系统主要对计量站RTU、油井RTU的数据进行检测和存储,通过系统的查询功能,获得相关的数据,也可以手动或自动生成各种报表,根据需要打印报表,系统的报警提示监控工作人员,及时安排作业层人员去现场排查故障。


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