SmartMonitor在連續油管車上的應用

周玉忠

（江蘇油田分公司工程技術服務中心，江蘇揚州 225265）

SmartMonitor在連續油管車上的應用

周玉忠

（江蘇油田分公司工程技術服務中心，江蘇揚州 225265）

概括了江蘇油田工程技術服務中心使用的連續油管作業車整車特點，從硬件構成和軟件介紹兩方面闡述了SmartMonitor 系統。

SmartMonitor；連續油管 ；監控系統

1 連續油管車簡介

工程技術服務中心使用的連續油管作業車為自走式連續油管作業設備，主要由自走式底盤、車上作業機構、防噴器組等部分組成。車上作業機構主要包括發動機及變速箱、泵組、控制室、SmartMonitor控制系統、連續油管滾筒、80H 四鏈條注入頭、軟管滾筒以及液壓系統、電路系統等。

2 整車技術特點

1）整車集成化設計，結構精巧，轉彎半徑小，能滿足小井場使用及井場快速安裝和拆卸的要求，作業效率高。

2）分段式異型車架結構底盤采用高強度熱軋鋼板組焊而成，重量輕，載重量大；底盤采用全輪驅動，越野性能強。

3）升降式控制室，可清楚觀察連續油管及井口之上的注入頭的工作情況。

4）可拆換式滾筒，能夠適應作業井深大于連續油管滾筒容量時，方便快速地實現滾筒的更換，不間斷作業，提高作業效率。

5）滾筒驅動力由液壓驅動組件輸出，僅需要更換排管器輥子、注入頭夾持塊以及鵝徑管的三個頂輥，即可使用 1〞～23/8〞油管，更換機構人性化設計，簡單快捷，勞動強度低。

6）采用先進的四鏈條式注入頭，結構更加緊湊，提升力更強，在必要的情況下可以將兩個注入頭串聯使用，能夠滿足更加復雜井況的需要，同時四鏈條結構能有效減小連續油管在注入過程中由于加持力造成的變形。

7）運輸時注入頭及相關壓力控制設備位于作業車后部，油管可始終放入注入頭內。

8）整車控制采用 SmartMonitor 系統，性能穩定，維護方便。

3 SmartMonitor的主要組成

操作系統主要包括電源、兩臺觸摸顯示屏和各種操作按鈕及手柄，兩臺顯示屏同時顯示不同的內容，便于對不同部件進行監控。控制室的主要功能是：

1）控制滾筒、注入頭、BOP 等上裝組件協調工作 ；

2）將分布于作業車各個部件的傳感器產生的信號集中顯示，便于操作人員實時監控并及時做出調整；

3）紀錄作業過程中的數據，便于查詢。

3.1 SmartMonitor的硬件構成

SmartMonitor系統通過模數轉換器，將系統各個部位的參數如：溫度、壓力、液位和拉力等模擬信號進行采集轉換，最終以數字形式實時顯示在控制室的兩塊顯示屏上。其中，溫度包括發動機油溫、水溫和液壓系統油溫；壓力包括蓄能器壓力、液壓系統各個關鍵部位壓力以及施工時的循環壓力和井口壓力等；深度由安裝在油管上的馬丁代克采集轉換；液位包括液壓系統主動力油箱和蓄能器液壓油箱液位，液位主要通過安裝在液壓油箱內的高位感應器、低位感應器和低低位感應器檢測；下入井內的油管的負荷由安裝在注入頭上的剪切式拉力傳感器采集；排量數據由安裝在連續油管入口管匯上的流量計采集。

圖1 SmartMonitor系統構成圖

在執行各種動作操作時，SmartMonitor系統將控制臺按鈕和手柄產生的模擬信號輸出作用到電比例調節閥上，并將各改變后的數據及時回傳顯示，由操作人員根據顯示結果實時調整。

車上安裝有兩只200L 的液壓油箱，一只油箱為主要工作油箱，另一只為儲能器油箱。整個系統的液壓動力由安裝在控制室下方的四聯泵提供。

一號泵的排量為180mL/r，主要功能是為注入頭提供動力，最大輸出為35MPa。

二號泵的排量為 56mL/r，主要功能是為滾筒提供動力，最大輸出壓力為21MPa。

三號泵的排量為 45mL/r，主要功能是為執行動作的回路提供動力，最大壓力為21MPa。

四號泵的排量為 18mL/r，主要功能是為防噴器線路提供動力，最大壓力為21MPa。

3.2 SmartMonitor的軟件介紹

3.2.1 主界面設定

系統進入正常運行狀態后，主界面主要包括5個不同的儀表顯示，每個儀表代表了不同的參數，分別為循環壓力、井口壓力、深度、管柱速度、管柱重量。每個儀表的標題欄同時也是該儀表參數的設定按鈕，點擊進入后可以進行相應的設置。

SmartMonitor智能控制系統還包括 Smart Coil 注入頭監控系統、Smart Well BOP 監控系統和 Smart Pump 泵組監控系統三個子系統。

3.2.2 Smart Coil 注入頭監控系統

Smart Coil 注入頭監控系統界面，界面中顯示了滾筒和注入頭的相關參數，如滾筒轉速、扭矩，注入頭夾持力等。

3.2.3 Smart Well BOP 監控系統

點擊菜單中的 Smart Well 按鈕后即可顯示 Smart Well BOP監控系統界面，如果需要選擇不同的防噴器組合形式，可以點擊界面中的下拉菜單進行選擇。

選擇了最后一組防噴器組合的選項后，界面的左側便顯示出該防噴器組的組合方式，從上到下依次為防噴盒、防噴管、四閘板防噴器、雙閘板防噴器和單閘板防噴器，在界面的右側依次顯示的是防噴器、井口、系統壓力以及鏈條夾持、張緊力和防噴器油位等相關參數。

3.2.4 SmartMonitor權限設置

當啟動 SmartMonitor 智能控制系統時，需要根據要求輸入用戶名和密碼，隨后系統就會自動監測登陸用戶的使用權限，對用戶的操作權限進行定義。SmartMonitor 智能控制系統定義了三種用戶級別，分別對系統享有不同的操作權限：

操作員：享有系統定義的最低權限，只能進行系統操作和進行少量的運行設定；

監督員：權限略高于操作員，除享有操作員權限外，還享有更多的系統設定權限，如可以設定停泵下限壓力等；

管理員：擁有最高操作權限，可以對系統的所有設定進行修改。

權限分級的優點就是能在操作員操作過程中予以保護，防止在操作過程中因失誤造成誤動作。

通過深度設定實例來說明不同操作權限的設定。

操作員可以設定表層井深和全井深報警值。在設定表層井深報警時，可以設定：

（1）聲音報警：操作員可以設定系統表層井深聲音報警值，當管柱在該區域的速度超過設定的報警值時，系統聲音報警，提醒操作員降低管柱速度。

（2）關停報警：操作員可以設定系統表層井深關停報警值，當管柱在該區域的速度超過設定的報警值時，系統關停。

在設定全井深報警時，可以設定：

（1）聲音報警 ：操作員可以設定系統全井深聲音報警值，當管柱在井內任何位置的速度超過設定的報警值時，系統聲音報警，提醒操作員降低管柱速度。

（2）關停報警：操作員可以設定系統表層井深聲音報警值，當管柱在內任何位置的速度超過設定的報警值時，系統關停。

全井深報警主要用于連續油管下井作業時，用于防止連續油管超出設定深度。

此時監督員權限可以設定深度計的最大量程和井深，以及表層井深范圍。通過這2項參數的設定，可以限制操作員的設定范圍，起到了安全監督的作用。

3.2.5 SmartMonitor的優點

（1）由于使用了 SmartMonitor系統，控制室內沒有液壓元器件，真正實現了控制室的“干”式控制，作業人員工作環境整潔舒適。

（2）SmartMonitor系統將各類數據以數字形式直觀的顯示在控制屏上，便于操作人員直觀掌握施工狀態，并及時做出調整。

（3）SmartMonitor系統可以實時記錄下施工時的壓力、排量、深度等數據，通過專用的解釋軟件，可以將每口井的施工數據還原。

[1] 梁根選，金時麟 .連續油管下井作業技術與設備 [J].焊管，2011.

Application of Smartmonitor in Continuous Tubing

Zhou Yu-zhong

This paper summarizes the characteristics of the coiled tubing vehicle used by Jiangsu Oilf i eld Engineering and Technical Service Center，and expounds the SmartMonitor system from the aspects of hardware composition and software introduction.

SmartMonitor；coiled tubing ；monitoring system

F426.22

：A

：1003–6490（2017）07–0135–02