湖南民族職業(yè)學(xué)院

采油作業(yè)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)*

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采油作業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)需要通過自動化、信息化等手段，實(shí)現(xiàn)井口數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示流程清晰化及標(biāo)準(zhǔn)化，電泵井井口數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與數(shù)據(jù)共享。加強(qiáng)電泵井安全生產(chǎn)的管理，可降低電泵井的巡井和維護(hù)成本，緩解在現(xiàn)場生產(chǎn)管理中點(diǎn)多井散、戰(zhàn)線長、電潛泵躺井率高等一系列的突出矛盾，保障現(xiàn)場生產(chǎn)管理的實(shí)時性和安全性?，F(xiàn)場RTU采集油井各項(xiàng)數(shù)據(jù)和井口功圖數(shù)據(jù)并打包上發(fā)到中心，中心監(jiān)控管理軟件對油井現(xiàn)場進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)油井故障或其他狀況會立即解決。油田開發(fā)將進(jìn)入智能化、自動化、可視化、實(shí)時化的閉環(huán)新階段，在數(shù)字油田建設(shè)中，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)將發(fā)揮出越來越重要的作用。

油田；采油；計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)；流程；效益

油田采油作業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)需要通過自動化、信息化等手段，實(shí)現(xiàn)井口數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示流程清晰化及標(biāo)準(zhǔn)化，電泵井井口數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與數(shù)據(jù)共享。加強(qiáng)對于電泵井安全生產(chǎn)的管理，可降低電泵井的巡井和維護(hù)成本，緩解在現(xiàn)場生產(chǎn)管理中點(diǎn)多井散、戰(zhàn)線長、電潛泵躺井率高等一系列的突出矛盾，保障現(xiàn)場生產(chǎn)管理的實(shí)時性和安全性[1]。

1 遠(yuǎn)程監(jiān)控的作用

1.1 提高作業(yè)現(xiàn)場管理水平

在應(yīng)用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)后，利用各種現(xiàn)代化的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)和手段，可以實(shí)現(xiàn)對采油作業(yè)現(xiàn)場的實(shí)時監(jiān)控。工作人員不需要親自來到作業(yè)現(xiàn)場，只需要通過系統(tǒng)所提供的畫面和相關(guān)數(shù)據(jù)等，即可以隨時觀測到采油作業(yè)的實(shí)際狀況。以往在采油作業(yè)的過程中，往往需要工作人員定時進(jìn)行巡查，以及時發(fā)現(xiàn)各種技術(shù)故障和安全故障等，保證作業(yè)的順利、高效開展。但是，在應(yīng)用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)之后，這一現(xiàn)象得到了徹底的扭轉(zhuǎn)。系統(tǒng)會對作業(yè)現(xiàn)場予以全天不間斷的實(shí)時監(jiān)測，出現(xiàn)故障會及時進(jìn)行報(bào)警，提醒工作人員。維護(hù)人員可以及時趕赴作業(yè)現(xiàn)場排除故障，保證采油作業(yè)的順利進(jìn)行。另外，應(yīng)用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，還可以提高作業(yè)現(xiàn)場的安全生產(chǎn)管理水平。例如，應(yīng)用遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以利用無線橋接技術(shù)，通過無線網(wǎng)橋把連接的電腦設(shè)備接入同一局域網(wǎng)進(jìn)行視頻影像傳輸。這樣，在局域網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)設(shè)備可隨時隨地接收作業(yè)現(xiàn)場實(shí)時傳遞回來的視頻圖像，掌握和了解施工作業(yè)情況，對安全生產(chǎn)與作業(yè)現(xiàn)場違章等現(xiàn)象進(jìn)行有效監(jiān)控。

1.2 提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

采油作業(yè)是油田生產(chǎn)體系的重要組成部分，提高采油的作業(yè)效率，可以為石油企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。而通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了采油作業(yè)的壓力、溫度、電流等數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程錄取，優(yōu)化了巡檢方式，由日巡檢改變?yōu)楣收涎矙z，降低了員工勞動強(qiáng)度，精簡了用工人數(shù)，工作人員的工作負(fù)擔(dān)顯著減輕，工作效率得到了有效的提高；同時可以有效提升油田產(chǎn)量，促進(jìn)企業(yè)多方面綜合效益的穩(wěn)定提高，維持油田企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的局面。

2 遠(yuǎn)程監(jiān)控的應(yīng)用

油田采油遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是通過自動化、信息化手段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示流程清晰化及標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與數(shù)據(jù)共享[2]?，F(xiàn)以某石油企業(yè)的采油作業(yè)為例，分析油田采油作業(yè)中計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控的具體應(yīng)用方法和效果。

2.1 對監(jiān)控系統(tǒng)的需求

在應(yīng)用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)時，需要滿足實(shí)際采油作業(yè)需求?，F(xiàn)場RTU采集油井各項(xiàng)數(shù)據(jù)和井口功圖數(shù)據(jù)并打包上發(fā)到中心，中心監(jiān)控管理軟件對油井現(xiàn)場進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)油井故障或其他狀況會立即解決。

2.2 系統(tǒng)描述

監(jiān)控系統(tǒng)包括：①ADAM—4117，采集油井現(xiàn)場的溫度，流量和壓力數(shù)據(jù)；②ADAM—4501，作為現(xiàn)場控制器（RTU），負(fù)責(zé)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和上傳，并負(fù)責(zé)對示功儀的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行打包上發(fā)；③EKI—2525，連接現(xiàn)場RTU、IP攝像頭和無線AP，中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)；④WebAccess，通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場油井上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析和顯示，并把所有數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，同時WebAccess還連接客戶的專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，針對不同的工況給出問題分析和解決方案[3]。

基金論文：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“面向過時信息自動發(fā)現(xiàn)的Web時態(tài)一致性研究”（61272109，2013—2016）。

2.3 系統(tǒng)實(shí)施框架

系統(tǒng)實(shí)施的具體流程如圖1所示。

圖1 采油遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)流程

在實(shí)際的應(yīng)用過程中，要注意實(shí)現(xiàn)多個實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，通過現(xiàn)場RTU模塊（ADAM—4501）可以實(shí)現(xiàn)對作業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和打包，然后，利用遠(yuǎn)程的WebAccess軟件對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析[4]，從而滿足工作人員監(jiān)控的實(shí)際需要，尤其是在遠(yuǎn)程管理和維護(hù)方面，利用WebAccess軟件可以達(dá)到滿意的效果。

2.4 應(yīng)用效果分析

經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，并與之前未應(yīng)用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)自安裝運(yùn)行后，電泵異常故障停機(jī)的反應(yīng)時間由前期的平均2.5h下降到目前的0.5h，平均處理時效由原來的7h縮短至現(xiàn)在5.1h，電泵故障停機(jī)單井平均處理時間縮短1.9h。之前，該油田巡井線路中總共有22口井，線路總長約110km，正常巡檢約需3.5～4.5h，電泵異常故障停機(jī)的平均發(fā)現(xiàn)時間約3h。由于發(fā)現(xiàn)時間晚，必須采取正注稀油措施，正注15m3稀油平均約需5h，單次故障停機(jī)處理需8h。安裝遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)后，故障發(fā)現(xiàn)和處理措施緩慢、影響產(chǎn)量等情況得到改善[5]。一次，遠(yuǎn)程監(jiān)控顯示TH12212井異常停機(jī)，1mm內(nèi)發(fā)現(xiàn)并通知巡井班到現(xiàn)場落實(shí)查看，巡井班30min內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)電泵顯示EOH1（散熱片過熱）停機(jī)，檢查發(fā)現(xiàn)有風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，倒正注，并通知電泵廠家上井檢查更換風(fēng)扇，與前期故障處理時間對比減少6h，節(jié)約稀油10m3，提高電泵生產(chǎn)時間6h。

遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的投入使用實(shí)現(xiàn)了油井的連續(xù)性檢測，提升了電泵的生產(chǎn)動態(tài)分析及管理水平。電泵躺井?dāng)?shù)由之前的15口下降至6口，躺井率由15.5%下降至6.1%。連續(xù)性監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)電泵存在電流尖峰狀上升后快速下降情況后，技術(shù)人員結(jié)合摻稀電泵生產(chǎn)特性及電機(jī)、電纜過流能力，在確保對電機(jī)及電纜無傷害前提下，將過載保護(hù)電流由前期的48A上調(diào)至60A，將過載延時由10s下調(diào)至3s，降低了故障停機(jī)次數(shù)。連續(xù)性監(jiān)測發(fā)現(xiàn)電泵異常變化后，可以及時了解流量計(jì)及集中摻稀計(jì)轉(zhuǎn)站內(nèi)的摻稀異常變化，便于及時進(jìn)行處理，提升摻稀管理水平[6]。另外，油氣井遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)不僅能及時確定故障點(diǎn)，縮短故障處理時間，避免事態(tài)惡化，節(jié)省大量人力、物力，還杜絕了其他油井因注入量不夠被迫關(guān)井或故障停機(jī)情況。

3 結(jié)語

隨著時代的發(fā)展，各種現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等開始不斷地融入油田企業(yè)的日常生產(chǎn)和作業(yè)之中。其中，將遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于油田采油作業(yè)可以獲得良好監(jiān)控的效果。今后，油田開發(fā)將進(jìn)入智能化、自動化、可視化、實(shí)時化的閉環(huán)新階段，在數(shù)字油田建設(shè)中，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)將發(fā)揮出越來越重要的作用。

[1]張少軒，劉甜．Zigbee技術(shù)在油田遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．油氣田地面工程，2014，33（4）：46-47.

[2]宋瓊，劉勝濤．WB系列Zigbee無線傳感器在油田數(shù)字開采監(jiān)測中的應(yīng)用[J]．兵工自動化，2013（8）：88-90.

[3]孫鐵生．注水井遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)在八面河油田的應(yīng)用[J]．石油天然氣學(xué)報(bào)，2013，35（6）：139-141.

[4]張玉杰，張文龍．Zigbee在油田遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．自動化與儀表，2013，28（4）：21-25.

[5]張玉蕾，江玉發(fā)，楊剛，等．井口遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在雅克拉氣田的應(yīng)用[J]．工業(yè)儀表與自動化裝置，2013（1）：93-96.

[6]李鑫，楊超，趙立寧，等．樊莊區(qū)塊水平井自動化集散監(jiān)控系統(tǒng)[J]．油氣田地面工程，2012，31（12）：59-60．

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.11.043