某平臺電潛泵泵工況系統的智能化改造

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公司 天津300452)

0 引 言

電潛泵井動態分析和故障診斷是電潛泵井管理的重要環節。電潛泵井通過安裝井下工況儀，可以實現電潛泵機組運行參數的實時記錄，為動態分析和故障診斷提供更多、更直接的數據，從而全面準確地進行工況分析，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進行深入分析，并根據參數變化所表現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。

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

1 改造目的

為了減少因頻繁操作泵工況儀控制屏造成設備故障，減輕現場操作人員工作量，實現所有油井泵工況參數在中控系統的整合顯示，通過中控崗對泵工況參數的實時監控實現及早發現油井電潛泵運行過程中可能出現的異常情況，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據進行趨勢分析，發現故障特征點，有助于準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，預留扼流器的安裝位置，并統一對泵工況的位置進行整合，預留好19 臺泵工況的安裝位置；為滿足泵工況電纜走向規范標準，減少每臺泵工況安裝鋪設電纜帶來的高風險高空作業，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完成；同時通過配盤，完成19 臺泵工況電源線的規整，后期增加的油田泵工況，只需將其電源線直接接入配柜預留接線端子即可。

將每臺泵工況數據通過通信線輸送至相對應的變頻器內部PLC 預留點位上，再通過每臺變頻器將變頻器數據及泵工況數據傳輸至中央控制器，最后通過485 通信，將泵工況數據傳輸至中控系統。利用中控系統計算機軟件實現泵工況監測參數異常報警功能、自動存儲功能、趨勢監測功能。

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標準和規范。

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，規范泵工況電源線的走向及標準。

3.2 變頻器中央控制器數據顯示

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的變頻器PLC 上，以滿足泵工況通訊線走向符合相關標準和規范。

每臺變頻器的數據集中傳至變頻器的中央控制柜，實現對數據的整合。對中央控制柜的界面進行優化，在中央控制柜的程序中添加泵工況數據顯示。

3.3 中控系統對數據顯示

泵工況數據通過485 通信系統遠傳至平臺中控系統，并對中控系統的界面進行優化，在中控系統程序添加泵工況數據顯示功能。

3.4 中控系統泵工況數據優化

對改造后在中控系統呈現的泵工況數據制作趨勢圖，便于觀察油井電潛泵的運行情況；并根據現場實際情況，對數據設定報警提示點，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電纜雜亂無章的不規范現象(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泵工況數據顯示

泵工況系統改造前，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據進行查看或下載，且泵工況顯示器顯示的數據為英文縮寫，對于新員工在觀察和記錄相關油井井下數據時，可能造成相關數據記錄的不準確。

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

4.3 中控系統泵工況數據優化

泵工況系統未改造前，對油井電潛泵運行趨勢的觀察，只能通過人員定期到現場對單臺泵工況數據進行下載，再通過對下載數據的分析進行判斷。

圖2 泵工況顯示器顯示數據Fig 2 Pump condition display data

圖3 中央控制柜泵工況數據(左)及中控系統泵工況數據(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據Fig.4 Download data of working condition of single oil well pump

改造后，中控系統泵工況數據優化升級，操作人員可通過中控系統隨時查看所有油井電潛泵參數的變化趨勢，并根據現場實際情況，對數據設定報警提示點(圖4、圖5)。

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

5 結 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安裝的不規范性，降低了現場操作人員工作量，實現了泵工況數據的自動存儲、實時監控、自動預警等智能化功能，可及時發現油井電潛泵運行過程中可能出現的異常情況，降低油井電潛泵故障率、增強電潛泵井管理水平，實現海上平臺原油產量和經濟效益的雙豐收。■