油田自動(dòng)化計(jì)量技術(shù)應(yīng)用及故障排除

蘇建斌 李健 黃興鴻

摘 要：近年來(lái)集團(tuán)公司根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)的成熟發(fā)展和油氣生產(chǎn)需要，逐步加大力度推進(jìn)“油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（A11）項(xiàng)目”建設(shè)步伐，旨在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)操作自動(dòng)化和優(yōu)化生產(chǎn)管理流程為手段，提高工作效率，進(jìn)而優(yōu)化勞動(dòng)組織用工，服務(wù)油田生產(chǎn)的精細(xì)化管理，最終達(dá)到“增產(chǎn)增效不增員、節(jié)能、節(jié)約運(yùn)行成本”的目的。而本次項(xiàng)目和之前自動(dòng)計(jì)量設(shè)備的不同之處在于，更加統(tǒng)一化、完整化、規(guī)范化。例如逐步將現(xiàn)場(chǎng)視頻預(yù)警信息傳送到數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)，并且各級(jí)人員都可以使用。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化；智能化；監(jiān)控；網(wǎng)絡(luò)傳輸；故障；排除

1 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)集先進(jìn)、成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)采集及傳感器、采油工程技術(shù)于一體，具有油井自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、油井液量計(jì)量、油井工況診斷及優(yōu)化設(shè)計(jì)等功能，主要由4個(gè)子系統(tǒng)組成。

油井無(wú)線工況數(shù)據(jù)監(jiān)控。油井無(wú)線工況智能遠(yuǎn)程監(jiān)控器是對(duì)油井進(jìn)行集中控制和自動(dòng)管理的專用數(shù)據(jù)采集器，其數(shù)據(jù)傳輸方式為先進(jìn)可靠的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，可無(wú)線監(jiān)測(cè)和控制自噴井、游梁機(jī)井、螺桿泵井、電泵井工況。數(shù)據(jù)傳輸方式選用GSM/GPRS/CDMA通訊方式。

油水井液量計(jì)量及分析優(yōu)化，是集油水井液量計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)、工況診斷和宏觀管理、系統(tǒng)效率分析與評(píng)價(jià)決策等于一體的綜合軟件，提供了一個(gè)優(yōu)秀的集成解決方案。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，可以在油井場(chǎng)安裝若干臺(tái)攝像機(jī)，對(duì)油水井進(jìn)行監(jiān)視。目前此項(xiàng)應(yīng)用在油水井單井生產(chǎn)中應(yīng)用程度并不高，只要是應(yīng)用在基站、泵房、班站等設(shè)備人員集中安全等級(jí)較高的場(chǎng)地。

網(wǎng)絡(luò)瀏覽系統(tǒng)為瀏覽器構(gòu)架。油田局域網(wǎng)內(nèi)的授權(quán)用戶可進(jìn)行實(shí)時(shí)瀏覽、查詢工況數(shù)據(jù)。一口油井安裝1臺(tái)RTU和多種傳感器。傳感器由載荷傳感器、位移傳感器、扭矩-載荷傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電流電壓傳感器等組成，這些傳感器均與油井RTU相連接，對(duì)油井進(jìn)行控制和采集各傳感器的數(shù)據(jù)，并反饋給上位監(jiān)控主機(jī)，上位機(jī)在把各種信息數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)上遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件上，就可以對(duì)每一口井進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量控制，得到現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析處理。

2 主要系統(tǒng)功能

這套系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)：①油水井工況檢測(cè)；②故障報(bào)警和控制保護(hù)停電、停機(jī)、回壓異常、缺相及電流異常、抽油機(jī)抽空、防盜紅外監(jiān)控等故障報(bào)警；③數(shù)據(jù)通訊；④數(shù)據(jù)管理；⑤攝像監(jiān)視；⑥生產(chǎn)管理及遙控指揮；⑦油水井產(chǎn)量計(jì)量；⑧油井生產(chǎn)系統(tǒng)分析與優(yōu)化決策功能。

3 遠(yuǎn)程計(jì)量設(shè)備常見(jiàn)故障分析及處理

3.1 自動(dòng)化計(jì)量設(shè)備零配件介紹

主板：在流量計(jì)一次表中，將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算；放大器：鏈接流量計(jì)一次表和二次表，將采集到的流量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)值傳輸?shù)街靼謇镞M(jìn)行存儲(chǔ)和運(yùn)算；顯示板：在流量計(jì)一次表中，顯示主板里的數(shù)據(jù)，通過(guò)下面四個(gè)按鍵，設(shè)置參數(shù)、修改參數(shù)；通訊板：在流量計(jì)一次表中，主要負(fù)責(zé)RTU與流量計(jì)表頭的通訊、流量計(jì)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的通訊；控制板：在流量計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，與通訊板和電機(jī)連接。主板命令通過(guò)通訊板下發(fā)到控制板，由控制板控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)水量大小。

3.2 常見(jiàn)故障和解決辦法。

3.2.1 屏幕無(wú)顯示，解決辦法：

檢查供電情況：檢查市電或者太陽(yáng)能板供電是否正常；檢查RTU主板供電保險(xiǎn)是否燒；檢查RTU系統(tǒng)是否正常；重啟系統(tǒng)。

3.2.2 蓄電池電壓低或無(wú)電壓，解決辦法：

①電壓低，斷開(kāi)L3 L4端子將蓄電池充足電；②無(wú)電壓蓄電池壞，更換蓄電池；③顯示屏壞，更換顯示屏；

3.2.3 無(wú)流量數(shù)據(jù)，解決辦法：

①信號(hào)線斷，連接信號(hào)線；②L4供電端子斷開(kāi)，閉合供電端子；③L4供電保險(xiǎn)燒，更換供電保險(xiǎn)；④流量計(jì)內(nèi)置電池?zé)o電壓，更換電池；⑤流量計(jì)主板，通訊板燒，更換主板或通訊板；⑥放大器壞，更換放大器。

3.2.4 流量不準(zhǔn)（波動(dòng)大），解決辦法：

①放大器進(jìn)水，更換放大器；②二次表探針斷，更換探針；③探針有污垢，拆下探針清理探針；④井口壓力為負(fù)壓；⑤泵壓不穩(wěn)，穩(wěn)定泵壓；⑥流程與增注泵距離太近導(dǎo)致管線顫動(dòng)；⑦磨輪磨損，更換磨輪。

3.2.5 不自控，解決辦法：

①自控閥供電斷開(kāi)，閉合供電保險(xiǎn)；②RTU設(shè)置成手動(dòng)，改為0自動(dòng)；③信號(hào)線斷，接信號(hào)線；④執(zhí)行機(jī)構(gòu)壞轉(zhuǎn)不動(dòng)，更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)；⑤表頭與執(zhí)行機(jī)構(gòu)插頭沒(méi)插；⑥蓄電池電壓低。

4 簡(jiǎn)單現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)

①對(duì)于井口有接線的水井，在作業(yè)前，技術(shù)員一定詢問(wèn)線纜是否影響作業(yè)，若影響，務(wù)必控制柜內(nèi)遠(yuǎn)程設(shè)備斷電后，再拆開(kāi)井口線纜，收好線纜，做好線間絕緣，防止碾壓破壞。拆線之前，要拍照保存各個(gè)線號(hào)（不同顏色的線）電線的接線，回接時(shí)，不能接錯(cuò)；②水井rtu箱內(nèi)一般配有四個(gè)保險(xiǎn)端子，左側(cè)兩個(gè)為太陽(yáng)能板、電池供電保險(xiǎn)，右側(cè)2個(gè)為井口執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電，若果水井停注，可斷開(kāi)右側(cè)2個(gè)保險(xiǎn)，左側(cè)2個(gè)保險(xiǎn)沒(méi)必要斷開(kāi)，否則影響電池充電，影響電池質(zhì)量，還影響水井上線；③現(xiàn)場(chǎng)人員要簡(jiǎn)單識(shí)別遠(yuǎn)程箱體內(nèi)的線路供電情況，做到會(huì)斷電，會(huì)重啟。

大港油田公司“油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)（A11）項(xiàng)目”