郜知勉，廖維平，陳啟明，陳方飛

(中海石油(中國)有限公司天津分公司遼東作業(yè)公司 天津300452)

0 引 言

電潛泵井動態(tài)分析和故障診斷是電潛泵井管理的重要環(huán)節(jié)。電潛泵井通過安裝井下工況儀，可以實現(xiàn)電潛泵機組運行參數(shù)的實時記錄，為動態(tài)分析和故障診斷提供更多、更直接的數(shù)據(jù)，從而全面準(zhǔn)確地進行工況分析，判斷故障原因，挖掘油井潛力。通過對電潛泵工況儀記錄參數(shù)進行深入分析，并根據(jù)參數(shù)變化所表現(xiàn)出的特征繪制成趨勢圖，對電潛泵井的故障類型可以進行分析總結(jié)。

由于海上采油平臺大多數(shù)油井泵工況為后期增加，泵工況記錄參數(shù)只能通過安裝在電潛泵變壓器間的泵工況儀控制屏查看。若需要歷史數(shù)據(jù)分析時，只能通過數(shù)據(jù)線連接筆記本電腦或插拔存儲卡的形式下載、備份，操作繁瑣且經(jīng)常因數(shù)據(jù)線、存儲卡故障造成數(shù)據(jù)丟失。

1 改造目的

為了減少因頻繁操作泵工況儀控制屏造成設(shè)備故障，減輕現(xiàn)場操作人員工作量，實現(xiàn)所有油井泵工況參數(shù)在中控系統(tǒng)的整合顯示，通過中控崗對泵工況參數(shù)的實時監(jiān)控實現(xiàn)及早發(fā)現(xiàn)油井電潛泵運行過程中可能出現(xiàn)的異常情況，從而及時采取措施避免進一步惡化造成電潛泵故障。同時，可利用計算機軟件對存儲的泵工況數(shù)據(jù)進行趨勢分析，發(fā)現(xiàn)故障特征點，有助于準(zhǔn)確判斷油井故障原因，有針對性的制定故障解決方案。

2 改造方案

首先著手對平臺已安裝的4 口油井的泵工況進行改造，預(yù)留扼流器的安裝位置，并統(tǒng)一對泵工況的位置進行整合，預(yù)留好19 臺泵工況的安裝位置；為滿足泵工況電纜走向規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，減少每臺泵工況安裝鋪設(shè)電纜帶來的高風(fēng)險高空作業(yè)，將19 臺油井變壓器至每口油井泵工況的通信電纜一次全部鋪設(shè)完成；同時通過配盤，完成19 臺泵工況電源線的規(guī)整，后期增加的油田泵工況，只需將其電源線直接接入配柜預(yù)留接線端子即可。

將每臺泵工況數(shù)據(jù)通過通信線輸送至相對應(yīng)的變頻器內(nèi)部PLC 預(yù)留點位上，再通過每臺變頻器將變頻器數(shù)據(jù)及泵工況數(shù)據(jù)傳輸至中央控制器，最后通過485 通信，將泵工況數(shù)據(jù)傳輸至中控系統(tǒng)。利用中控系統(tǒng)計算機軟件實現(xiàn)泵工況監(jiān)測參數(shù)異常報警功能、自動存儲功能、趨勢監(jiān)測功能。

3 改造過程

3.1 泵工況及扼流器安裝

平臺變頻器為低壓變頻器，新增泵工況系統(tǒng)采樣點位安裝在油井變壓器出口。泵工況的扼流器固定放置在相對應(yīng)油井變壓器頂部，泵工況扼流器至泵工況顯示器的通信線通過穿甲板布線，接至同一房間內(nèi)集中整合排布后的泵工況顯示器，以滿足泵工況及扼流器安裝和通信線走向符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

同時利用平臺備件，自主配置電源盤柜，對泵工況外接的220 V 電源進行整合，用電源盤柜代替插排，規(guī)范泵工況電源線的走向及標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 變頻器中央控制器數(shù)據(jù)顯示

每臺泵工況顯示器到變頻器的通信線通過穿甲板布線至相對應(yīng)的變頻器PLC 上，以滿足泵工況通訊線走向符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

每臺變頻器的數(shù)據(jù)集中傳至變頻器的中央控制柜，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的整合。對中央控制柜的界面進行優(yōu)化，在中央控制柜的程序中添加泵工況數(shù)據(jù)顯示。

3.3 中控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)顯示

泵工況數(shù)據(jù)通過485 通信系統(tǒng)遠傳至平臺中控系統(tǒng)，并對中控系統(tǒng)的界面進行優(yōu)化，在中控系統(tǒng)程序添加泵工況數(shù)據(jù)顯示功能。

3.4 中控系統(tǒng)泵工況數(shù)據(jù)優(yōu)化

對改造后在中控系統(tǒng)呈現(xiàn)的泵工況數(shù)據(jù)制作趨勢圖，便于觀察油井電潛泵的運行情況；并根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對數(shù)據(jù)設(shè)定報警提示點，輔助工作人員更好地對油井電潛泵工況進行實時監(jiān)控。

4 效果評價

4.1 泵工況安裝情況

改造后的泵工況，避免了后期逐一增加后泵工況顯示器及相關(guān)電纜雜亂無章的不規(guī)范現(xiàn)象(圖1)。

圖1 泵工況顯示器安裝Fig.1 Installation of pump condition display

4.2 變頻器中央控制柜及中控系統(tǒng)泵工況數(shù)據(jù)顯示

泵工況系統(tǒng)改造前，工作人員只能前往電潛泵變壓器間對單臺油井的泵工況數(shù)據(jù)進行查看或下載，且泵工況顯示器顯示的數(shù)據(jù)為英文縮寫，對于新員工在觀察和記錄相關(guān)油井井下數(shù)據(jù)時，可能造成相關(guān)數(shù)據(jù)記錄的不準(zhǔn)確。

經(jīng)過泵工況系統(tǒng)改造后，工作人員可在變頻器中央控制柜和中控系統(tǒng)的界面對所有油井電潛泵運行情況進行實時監(jiān)控(圖2、圖3)。

4.3 中控系統(tǒng)泵工況數(shù)據(jù)優(yōu)化

泵工況系統(tǒng)未改造前，對油井電潛泵運行趨勢的觀察，只能通過人員定期到現(xiàn)場對單臺泵工況數(shù)據(jù)進行下載，再通過對下載數(shù)據(jù)的分析進行判斷。

圖2 泵工況顯示器顯示數(shù)據(jù)Fig 2 Pump condition display data

圖3 中央控制柜泵工況數(shù)據(jù)(左)及中控系統(tǒng)泵工況數(shù)據(jù)(右)Fig.3 Pump working condition data of central control cabinet(left)and pump working condition data of central control system(right)

圖4 單臺油井泵工況的下載數(shù)據(jù)Fig.4 Download data of working condition of single oil well pump

改造后，中控系統(tǒng)泵工況數(shù)據(jù)優(yōu)化升級，操作人員可通過中控系統(tǒng)隨時查看所有油井電潛泵參數(shù)的變化趨勢，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對數(shù)據(jù)設(shè)定報警提示點(圖4、圖5)。

圖5 中控系統(tǒng)單井泵工況趨勢圖Fig.5 Working condition trend diagram of single well pump in central control system

5 結(jié) 語

某平臺油井泵工況智能化改造后，有效避免了泵工況系統(tǒng)安裝的不規(guī)范性，降低了現(xiàn)場操作人員工作量，實現(xiàn)了泵工況數(shù)據(jù)的自動存儲、實時監(jiān)控、自動預(yù)警等智能化功能，可及時發(fā)現(xiàn)油井電潛泵運行過程中可能出現(xiàn)的異常情況，降低油井電潛泵故障率、增強電潛泵井管理水平，實現(xiàn)海上平臺原油產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的雙豐收?！?/p>