鄭　華（長慶油田分公司第五采油廠，陜西　　西安　　710018）

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淺議智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)在油田采油工作中的應(yīng)用

鄭華
（長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安710018）

摘要：隨著油田信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，油田采油工作中智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)納入到了信息化建設(shè)的進(jìn)程之中。油田采油工作中數(shù)字化抽油機(jī)的工作狀況及井場的工況對采油工作的安全性和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生著重大影響。本文通過分析油田采油工作中井場監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建要求及當(dāng)前我國智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分，從而為井場監(jiān)控工作的開展和智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：智能化；井場；監(jiān)控系統(tǒng)；采油工作

我國油田分布較為分散，且所處的環(huán)境十分復(fù)雜，油田井場往往會受到自然環(huán)境和人為因素的破壞，甚至?xí)霈F(xiàn)盜竊的問題，井場監(jiān)控的缺失已經(jīng)威脅到油田采油工作的正常開展。隨著我國石油行業(yè)的不斷發(fā)展，我國油田生產(chǎn)建設(shè)也逐步邁上了數(shù)字化、信息化的發(fā)展道路。油田井場智能化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展為保障油田生產(chǎn)運(yùn)輸安全奠定了基礎(chǔ)。

一、油田采油工作中井場監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建要求分析

我國的油田大部分都分布在交通不便的野外，其所處的自然環(huán)境十分惡劣，再加上盜竊和人為的破壞等問題，油田的生產(chǎn)和運(yùn)輸安全遭受著嚴(yán)重的威脅。井場的油井安全控制工作成為油田采油工作的重要組成部分。要構(gòu)建井場的智能化監(jiān)控系統(tǒng)，首先需要了解井場監(jiān)控的控制需求和系統(tǒng)功能需求。對于監(jiān)控的控制需求來說，從不同的層面來看井場的監(jiān)控控制也會表現(xiàn)出不同的需求。從油藏分析的過程來看，要進(jìn)行油田的井場控制需要對井場的油壓、套壓、油氣比、含水率、井下溫度壓力等參數(shù)進(jìn)行分析，強(qiáng)化油藏的可視化管理。從井場的生產(chǎn)過程來看，油井井口的原油溫度等參數(shù)需要嚴(yán)格控制，以此來合理計(jì)算油井到計(jì)量點(diǎn)的集屬管理；通過對抽油機(jī)的示功圖進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)把握油井的工況；通過核查電動機(jī)的運(yùn)行狀況保證電動機(jī)的正常運(yùn)行；通過對電網(wǎng)和井場周圍環(huán)境的監(jiān)控合理控制井場的供電安全和生產(chǎn)設(shè)施安全。從井場監(jiān)控的系統(tǒng)功能需求發(fā)展角度來看，監(jiān)控系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控等方式檢查抽油機(jī)的工作狀況及井口是否漏油等問題，同時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控還會對井場作業(yè)的規(guī)范操作問題實(shí)施監(jiān)控，監(jiān)控人員能夠通過視頻查看現(xiàn)場作業(yè)的情況，一旦存在問題就需要及時(shí)發(fā)布停止作業(yè)，并做出違規(guī)檢查，從而有效防止井場錯誤操作導(dǎo)致的安全隱患。除此之外，井場監(jiān)控系統(tǒng)還需要具有闖入智能分析功能、井場參數(shù)實(shí)時(shí)審查功能、產(chǎn)液自動計(jì)量功能、工況智能分析功能、電機(jī)遠(yuǎn)程啟停功能等。這些功能能夠通過系統(tǒng)化、智能化的操作及時(shí)監(jiān)控和控制井場的現(xiàn)場狀況，減少井場安全問題的發(fā)生。

二、智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成部分分析

（一）監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控中心

隨著傳統(tǒng)抽油機(jī)與數(shù)字化抽油機(jī)的組合，油田采油數(shù)字化、智能化建設(shè)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。我國多數(shù)井場的智能化監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)字化抽油機(jī)實(shí)現(xiàn)了良好的融合，對井場的信息采集、井場工況監(jiān)視監(jiān)控、抽油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等情況能夠通過智能化的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)全程的監(jiān)控。多數(shù)智能化監(jiān)控系統(tǒng)是由井場信息采集部分和聯(lián)合站監(jiān)控中心兩個(gè)部分組合而成的，數(shù)字化抽油機(jī)通過信息采集軟件將井場的數(shù)據(jù)收集起來，并傳輸?shù)骄畧鐾ㄐ艆f(xié)議箱，再通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將信息反映到聯(lián)合站監(jiān)控中心，經(jīng)過系統(tǒng)化的分析過程，監(jiān)控中心會對井場的工作狀況、抽油機(jī)的工作狀況進(jìn)行評價(jià)，從而做出適當(dāng)?shù)呐袛?。通過這種方式井場的數(shù)據(jù)信息能夠及時(shí)得到反映和處理，并實(shí)現(xiàn)了智能化的控制和監(jiān)督。

（二）監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)字化抽油機(jī)

在智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)字化抽油機(jī)作為智能化監(jiān)控系統(tǒng)的核心組成部分，其工作狀況影響著整個(gè)系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作進(jìn)度。油田采油工作中抽油機(jī)的智能化發(fā)展為智能化監(jiān)控系統(tǒng)的形成和發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。數(shù)字化抽油機(jī)具有采集、傳輸數(shù)據(jù)的功能，還可以運(yùn)用攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，運(yùn)用無線網(wǎng)橋接收到信息模塊，并運(yùn)用軟件對信息進(jìn)行分析和處理，實(shí)現(xiàn)智能操作的即時(shí)性和有效性。

三、智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)軟件組成及其應(yīng)用功能分析

（一）智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)軟件組成部分介紹

智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)可以分為4個(gè)結(jié)構(gòu)層次，一是數(shù)據(jù)采集層，該層以數(shù)字化抽油機(jī)控制軟件為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)油井參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)也可以結(jié)合智能化視頻監(jiān)控軟件對井場現(xiàn)場狀況進(jìn)行視頻采集。二是數(shù)據(jù)傳輸層，該層主要作用是要連接采集層與監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳送。三是數(shù)據(jù)處理層，該層以智能分析軟件為基礎(chǔ)，通過及時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對油井和井場設(shè)備的控制。四是人機(jī)界面層，該層則主要是為了滿足操作人員的查詢、分析、監(jiān)控等需求。

在眾多的軟件中，智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)最重要的3個(gè)軟件是數(shù)字化抽油機(jī)控制軟件、視頻監(jiān)控軟件、智能分析軟件。其中數(shù)字化抽油機(jī)的控制軟件是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，其中最佳沖次判定程序、平衡度調(diào)節(jié)程序、電機(jī)保護(hù)程序、故障自我診斷程序是該部分控制軟件的重要程序，這些程序既能對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，并運(yùn)用控制功能將抽油機(jī)調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)，監(jiān)控軟件能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析后做出控制決定。其作為井場數(shù)據(jù)采集的重要軟件，最大的優(yōu)勢是能夠通過軟件的組態(tài)形式實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)整體的控制，并運(yùn)用各個(gè)模塊的基本功能促成監(jiān)控層系統(tǒng)的集成。另外其與網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的組合能夠在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)集中管理和控制，還可以通過人性化的界面設(shè)置為井場智能分析軟件提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集成分析服務(wù)。

第二個(gè)重要的軟件是視頻監(jiān)控軟件。該軟件通過多元化的視頻硬件級圖像分析程序?qū)⒈O(jiān)控視頻中的畫面進(jìn)行檢測，并對檢測所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而對井場的工作環(huán)境、抽油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行鎖定，將拍攝的視頻畫面?zhèn)鬏數(shù)奖O(jiān)控窗口中，從而保證井場的工作環(huán)境。視頻監(jiān)控軟件與智能控制平臺相聯(lián)系，工作人員可以通過操作控制平臺對監(jiān)控畫面進(jìn)行切換，且現(xiàn)場的監(jiān)控錄像記錄可以隨時(shí)上傳，以供工作人員進(jìn)行查看和取證。而起著重要分析作用的智能分析軟件則是對井場反映的信息進(jìn)行及時(shí)地評測和處理，通過智能化程序?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行控制。智能分析軟件工作的基礎(chǔ)是經(jīng)常數(shù)據(jù)庫存儲的數(shù)據(jù)信息。井場采集的抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)、套壓、油壓等數(shù)據(jù)可以作為處理程序的對比數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)的對比分析，智能分析軟件可以及時(shí)對抽油機(jī)和井場的基本狀況進(jìn)行控制，并及時(shí)對故障和問題進(jìn)行報(bào)警處理，從而保證井場工作環(huán)境的安全性和抽油機(jī)的正常運(yùn)行。智能分析軟件以油井計(jì)量軟件和功圖分析軟件為主，通過分析軟件的識別和分析，能夠?qū)收线M(jìn)行自動診斷，從而實(shí)現(xiàn)動態(tài)分析的目標(biāo)。

（二）智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)在采油過程中的應(yīng)用功能介紹

智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)在采油過程中發(fā)揮著多重功能，其中遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視功能依托于監(jiān)控中心，通過監(jiān)控中心的系統(tǒng)化操作監(jiān)視抽油機(jī)的運(yùn)行狀況及井場作業(yè)狀況，如抽油機(jī)是否漏油、故障修井作業(yè)的情況等，并運(yùn)用抽油井控制系統(tǒng)及智能分析系統(tǒng)進(jìn)行合理控制。闖入分析功能，根據(jù)監(jiān)控視頻檢測車輛及人員進(jìn)出情況，并對可疑情況及時(shí)進(jìn)行警報(bào)以保證井場的生產(chǎn)安全。井參實(shí)時(shí)顯示功能主要是應(yīng)用在抽油機(jī)參數(shù)的顯示和記錄。產(chǎn)液自動計(jì)量功能則能夠及時(shí)對油井的產(chǎn)液量進(jìn)行記載和分析，并及時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控中心。

結(jié)語

隨著智能化、信息化系統(tǒng)的不斷發(fā)展，我國智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍會更加廣泛、應(yīng)用程序也會更加符合油田采油的實(shí)際需求。智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)井場無人值守和智能實(shí)時(shí)監(jiān)控提供了條件，同時(shí)其也有效地提升了油田采油的效率，推進(jìn)了油田生產(chǎn)管理工作的開展。

參考文獻(xiàn)

［1］張乃祿.基于數(shù)字化抽油機(jī)的智能化井場監(jiān)控系統(tǒng)［J］.油氣田地面工程，2014，5 （1）：115-116.

［2］于寧.基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)［J］.電子制作，2014，7（15）：246-247.

［3］李虹.基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)研究［J］.化工管理，2015，3（6）：158-160.

中圖分類號：TN92

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A