淺談微功耗測控終端在油田長停井管控中的應用

王雙劍，謝 莉

（中原油田信息通信技術有限公司，濮陽 457001）

1 油田信息化現狀分析

中原油田各個采油廠陸續完成油田信息化建設，實現了井場圖像實時傳輸，油井油壓、套壓、功圖等井場數據的實時采集傳輸。為油田減員增效打好了基礎。

隨著油井產量的降低，越來越多的油井列入長關井的。部分油井采取關井、封井的措施，井場設備拆除、無供電條件，無法安裝常規生產油井的數據采集設備。而長停井關井后憋壓超過井口閥門管線承壓時、在發生人為破壞，油氣泄漏時會引起爆炸、引發事故。是油田安全管理的重點環節。

2 微功耗測控終端應用情況

目前在濮東采油廠部分長關井上已經采用微功耗測控終端，實現對長關井狀態實時監測。

3 微功耗測控終端性能特點

3.1 模塊化結構設計

微功耗測控終端由四個部分組成：

通信模組COMM、測控模組RTU、顯示與操作模組DISCON、電源模組POWM。

3.1.1 測控模組RTU

微功耗測控模組，由信號輸入/出模塊、微處理器組成，負責對現場設備的信號采集和控制。實現中央監控與調度系統對生產現場一次儀表的遙測、遙控、遙信和遙調等功能。輸入輸出量包括：DI、DO、AI、AO、PLO、IMPI、MODBUS。

RUT特點是：適用于惡劣工況環境；模塊化設計，便于擴展；在具有遙信、遙測、遙控要求的物聯網領域廣泛應用。

3.1.2 通信模組COMM

通信模組主要負責現場與監控中心之間的通信，是RTU與管理平臺間的中間件。采用2G/3G/4G無線通信方式。有三種工作模式：普通、待機、休眠模式，不同供電模式情況選用對應的工作模式。

3.1.3 顯示操控模組DISCON

顯示與操作模組主要負責現場配置參數和監測數據的顯示，采用液晶顯示和防水磁感應按鍵。

3.1.4 供電模組POWM

供電模組主要為各模組提供工作電源，有三種供電模式：市電、電池組、太陽能模式。微功耗測控終端通常采用電池組供電。

3.2 防水防爆功能

長關井監測終端設備安裝在觀測井內，設備防水、防潮、防浸泡。特別適用于不具備供電條件的或取電不便的野外、井下等惡劣工況環境。終端材質選用增強尼龍，上下蓋間采用H型360°密封條密封，上下蓋間使用不銹鋼螺栓的緊固，使密封圈產生變形，填滿密封端面不平處。下端進出線用防水接頭和O型密封膠圈共同密封。安裝時，一次儀表連接電纜在防水盒內端子上連接好，在防水盒內再次注入防水膠，防護等級達IP68。

終端盒和儀表均達到防爆等級EXiAⅡCT，滿足油氣安全生產防爆需要。

3.3 組網方式

微功耗測控終端通過不同的參數設置，支持多中心上報。支持短消息、VPN專網、公網專線。設備接口豐富、功能多樣，支持邏輯定制，對用戶開放通信協議。

提供云平臺，用戶可不必自建服務器；國內主流組態軟件，如力控、亞控、組態王，提供各類行業應用軟件，支持通過OPC、數據庫方式與其他平臺對接。

4 微功耗采集終端使用優勢

4.1 適宜無法供電的場所

現場使用低功耗模式，供電選用一次性高能鋰電池，該電池組內嵌在微功耗測控終端內，給測控終端和傳感器供電。終端設備平時處于休眠狀態，只有在上報數據時才喚醒。設備采集時功耗極低可以忽略，工作時終端定時采集壓力等數據，并與設置的上下限值做比對，超限時數據上報，數據未超限時存儲在本地。在調度中心的主動輪詢的長周期進行上報，間隔周期按4小時采集發送一次，4節高能鋰電池能使終端設備正常工作2-3年，電池耗盡更換電池。

注意：不同現場環境選用對應供電模式和控制模式。

4.2 組網技術成熟、便捷，成本低、適應面廣

微功耗測控設備采用成熟的物聯網技術組網，建設成本低、網絡覆蓋好、擴展能力強。設備支持遠程設參、維護、升級。微功耗測控技術結合現代通信技術，能夠滿足惡劣環境的工作要求，適應多種場合，對油田信息化建設提供了優質的技術補充。

5 應用前景

微功耗采集設備操作簡單、壽命長，適宜用于油田長關井、注水井的現場數據采集。廣泛應用在不具備供電條件、環境惡劣的場所，減少讓人工成本、提高對長停井、注水井現場工況掌控力度。目前已在濮東采油廠長關井投入應用，下一步可將長關井監測數據接入油田信息化PCS平臺，并在注水井監測場所推廣應用，進一步完善油田信息化應用領域，為油氣田生產安全環保管理工作提供更加有力的保障。