電力實時監控系統在勝利油田生產中的應用

王北平　沈諒平　湖北恩施職業技術學院

電力實時監控系統在勝利油田生產中的應用

王北平沈諒平
湖北恩施職業技術學院

為提高電力系統供應能力以及油田生產區安全管理水平，在勝利油田生產區采用電力實時監控系統。該系統主要由數據中心和終端系統構成，監測電參數數據的變化，可實現對抽油機電壓、電流、功率、頻率、用電量進行監測，還可對電動機溫度、井口壓力與溫度、示功圖等擴展項進行實時監測。中心系統通過對數據的記錄、分析與處理，制作各種報表以及功圖，及時下達指令遠程控制油田生產一線井場運行狀況；同時，對于井場盜油、設備被盜、管道堵塞的異常情況進行相應光電感應報警，將報警信號及時傳回監控中心，并可采取維護措施，保障油田生產正常運行。

勝利油田；電力實時監控；報警；監測；數據中心

油田的電力系統是電力能源生產和消耗系統的總稱，主要包括發電、變電、輸電、配電等部分，通過該系統，可一次性把電能輸送至變電站，將變電站的電能經過配電等環節處理后，使電能轉變為各種類型的能量，以充分利用電能。提高電力系統供應能力以及油田生產區安全管理水平具有重要意義，在勝利油田生產區采用電力實時監控系統，可為油田生產順利進行提供保障［1］。

1　勝利油田電力系統現狀

勝利油田電網以中心調度為核心，管轄著河口區、東營區、濱南區、濱海區以及純梁區等5個地區的電力系統，還管轄孤北2個電廠、勝利電廠和變電站150多座，電網的規模非常龐大。勝利油田生產油井所在地偏離市區，環境、交通、通信等方面相對較為落后。電力供應對油田生產非常重要，由于歷史原因，電力系統通信網絡在建設之初，技術水平相對落后，電力系統的各個組織結構相對簡單，例如：油田生產一線電流卡每周只能讀取一次，抽油機功圖測試次數達不到要求，管線被打眼，電力線載波，通訊設備陳舊，造成維護工作量大大提升，使得電力系統運行過程中經常出現傳輸通道不暢，電力故障繁多等問題。因此，需要對電力系統加大升級力度，減小油田生產過程中設備維護次數，以實時監控油田生產運行過程。

2　電力實時監控系統結構

電力實時監控系統由數據中心與終端系統構成，前者主要是對生產數據顯示并對全程電力運行實時控制，后者主要是完成監測和最終控制。

在油田生產中采用電力實時監控系統，該系統摒棄了舊電力系統的缺點，可高覆蓋、全自動跟蹤監控電力運行狀態，可以合理規劃油田生產過程中用電量，實時監控油田在生產用電過程中故障點以及發生時間，保證第一時間找到故障源頭，并及時做出維護措施，使得整個電網能夠更加安全、可靠地運行［2］。

2.1數據中心系統構成

數據中心系統主要包括天線、接收和發射設備、計算機、顯示設備、UPS電源以及蓄電瓶等6大部分。數據中心系統結構見圖1。

圖1　數據中心系統結構

終端站采集的數據信息通過天線傳送到接收發射設備，接收發射設備處理完數據信息后，回傳到中心系統，中心系統會對數據進行CRC校驗，校驗完畢的數據才會進入下一環節，進行計算處理。根據數據信號形成各種圖形、統計與故障報表，處理的信息通過顯示設備界面顯示，方便操作人員查閱檢錯處理。

操作人員遙控操作，選擇啟動終端站，默認計算機處理數據信號，將處理后的結果以指令的形式傳送到接收發射設備；接著進一步對指令進行分析，分析處理結果經由天線傳送到相應終端站，并指導下一步系統運行。

數據中心系統按地址1～地址1 024的次序，一步一步對終端站進行數據信號查詢。終端站的數據傳回中心系統后，中心系統首先將數據進行保存，運行數據將會在界面顯示，同時對下一終端站進行生產數據查詢。生產數據一輪一輪進行查詢，完成對終端數據的實時循環監測。

2.2終端系統構成

終端系統主要包括監測端口、采集端口、控制端口、服務器、控制部分、處理中心以及天線7大部分。終端系統結構見圖2。

圖2　終端系統結構

多路數據采集端口主要負責實時采集多路監測端口的各種運行參數數據，再將數據傳回到中心站服務器；中心站服務器對數據進行再處理，處理后的數據經CRC校驗后，通過液晶顯示屏顯示；同時通過多路控制端口，操作人員可以在終端站進行現場讀值以及手動操作處理。

中心站發出的遙控指令，經過天線傳送，先由發射接收端口將數據運行信息上傳回數據處理中心；回傳的數據信號再進行CRC校驗，校驗后的數據回傳至到多路控制端口，實現對端口數據的控制功能［3］。

通過終端站采集的參數數據，經過接收裝置傳回到處理中心，中心站下達相應處理指令給終端站，終端站依照中心系統指令，進行相應的操作。

3　在油田生產中的應用

3.1系統功能

（1）報警功能。井場電力設施破壞或者被盜可立即啟動報警系統，電力系統會自動匹配接收的運行參數與正常運行狀態下的參數，比較之后，對照故障列表進行排查，對出現的異常情況進行聲光感應報警，指揮中心可根據需求調整故障報警感應。

（2）實時監測功能。通過電力實時監控系統，利用電參數數據變化情況，可對抽油機電壓、電流、功率、頻率、用電量進行監測，還可以對電機溫度、井口壓力與溫度、示功圖等擴展項進行實時監測，實時監控生產運行參數。

（3）遠程控制功能。遠程監測控制距離長，可靠性強。管理人員可以根據電參數變化，來識別故障類型以及聲光報警級別，通過控制中心系統，對油田生產一線的設備進行遠程監測與控制。

（4）輔助功能。通過該功能可以及時監控盜油、液面過低、管道堵塞、電壓不穩等異常情況，同時將異常信號傳回中心進行處理備案。

3.2應用效果

（1）提高原油產量。通過該系統異常情況的處理，能夠及時調整井場工作制度，避免油田生產間斷，提高采油井的工作效率，進而保障原油的生產率。

（2）減少能耗損失。電力遠程監控系統可以對每一口油井進行單井能耗計算，同時對于不合理的用電環節進行調整，減少空抽能耗損失。

（3）減少井場盜竊損失。本系統能夠對井場范圍內的情況通過光電感應進行實時監控，遇到異常情況及時啟動報警機制，及時了解井場運行狀況，有效地避免井場設備被盜。

（4）提升管理質量。系統操作簡單，人機界面對話方便、直觀。改變了以前落伍的人工管理方式，通過電力系統監控各個生產環節，能夠更加全面地掌握油井用電情況，遇到異常能夠及時處理，減少不必要的誤判，提高了油井工作效率。

4　結語

勝利油田油井分布分散，電力供應對油田生產非常重要，采用一套電力實時監控系統，主要是通過電參數變化，實現對現場抽油機生產參數以及井場設備運行狀態進行遠程實時監控。中心系統通過對數據的記錄、分析與處理，制作各種報表以及示功圖，及時下達指令控制遠程井場運行狀況，維護井場的正常運行；同時，對于井場盜油、設備被盜、管道堵塞的異常情況進行相應光電感應報警，將報警信號及時傳回監控中心，并及時采取維護措施，保障油田生產正常運行，提高了井場管理效率，減少了井場不必要的損失。

［1］禇曉銳.油田電力系統自動化控制裝置［J］.油氣田地面工程，2014，33（11）：83-84.

［2］揭福街.淺論電氣自動化在油田化工中的應用［J］.科技創新導報，2010，25（12）：63.

［3］段正忠.電力監控系統用于油井生產管理［J］.油氣田地面工程，2014，33（6）：73-74.

（欄目主持關梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.7.022

2015-04-29