油井智能远程监测系统研究与应用

摘 要：当前采油井管理及数据采集主要存在以下几个问题：（1）一部分油井分布比较分散，分布范围广，地区偏远。对油井出现的异常情况不能及时发现、及时采取措施，从而导致原油产量降低，设备使用寿命减短，能耗增加。（2）油井管理中的大量生产数据全靠人工采集，耗费大量的人力物力，而且数据的准确性则因数据采集人员的工作责任心而异。（3）油井采集的数据为非连续性数据，以为对油井的真实工况无法准确的掌握，导致对油井的诊断时间拖得很长，降低了生产效率，增加了采油成本。（4）不能对抽油机进行远程控制，无法错到对采油井的现代化网络管理。

关键词：远程监控 工况诊断 网络管理

一、数字化建设现状分析及主要问题

目前，油田现场生产参数基本依靠人工巡井抄表，时效性低、准确率低；启停井依靠人工现场作业；异常停井、泄漏依赖人工巡井的有效发现；抄录的工况数据侧重于统计，未做关联分析；油井采集的数据为非连续性数据；安全隐患不能早发现、早处理事故发生时不能快速获知、有效诊断、目标控制。

1.控制对象不统一，覆盖的管理范围差异大

现有的智能控制大多针对单个的作业流程和对象，油气田内不同的井站由于项目建设投入不同，控制对象的管理范围也不一样，实时控制能力弱。

2.建设方案不统一，建设水平参差不齐

运行平台的管理功能各不同，现有的自动化智能控制油气田内不同的井站实施方案和措施差异。没有视频可视化、规范化。

3.系统接口不统一，无法实现系统间信息流转

现有自动化控制系统采用了不同的软件实现管理和控制，未考虑互联互通，存在信息孤岛。

4.数据规范不统一，数据无法共享

二、新技术应用及创新点

油井智能远程监测系统装置是根据现场巡检录取的生产数据种类，确定现场井口、站点的控制数据（油压、套压、电流、电压、示功图、冲程、冲次、三相电流）采集及控制，并把采集的数据远程传送回数据处理中心进行处理的远程控制自动化系统。该系统适用于抽油机油井、螺杆泵油井、注水井、以及计量配水站点等。可随油井现场不同的环境使用不同的组合。

油井智能远程监测系统的组成产品具有集成程度高、稳定可靠，其主体电路工艺材料先进、密封固化与外部完全隔离，能满足防潮、防水、防爆、防腐、防尘等恶劣工况的要求。在抽油井系统中全天候稳定工作。适用于沼泽，湖泊、丘陵、山区、沙漠等环境油井的功图无线远程测试工作。

1.系统结构与组成

1.1监控中心组成

1.1.1 中心控制器（主要包括开关电源、通讯模块组成的数据接收系统）；

1.1.2 计算机、打印机与不间断电源（根据项目具体要求配置）；

1.1.3中心天馈线；

1.1.4巡检控制专用软件、功图计产软件、网络软件系统等。

1.1.5隶属于油田数字化物联网系统油井信息化管理远程测控模块。

1.2 油井抽油机配置及工作原理

1.2.1纤板位置安装功图传感器，完成功图采集，并将功图无线传送给RTU模块；

1.2.2电机参数通过安装于现场监控设备的电量传感器与网络型多功能电力仪表关联，并以485通讯的方式、通过信号电缆传输给RTU模块；

1.2.3油井对外输油管理安装无线压力传感器，采集压力数据，并将数据通过无线通讯传送给RTU模块；

1.2.4油井对外输油管理安装无线温度传感器，采集温度数据，并将数据通过无线通讯传送给RTU模块；

1.2.5抽油机专用的现场监控设备并列安装在电机控制柜旁边（固定安装在专用的支架上），一方面实时接收与存储示功图、电机参数、井口压力、温度等数据，另一方面等待监控中心巡检指令，并根据巡检指令要求将数据发送回监控中心或执行监控中心下达的抽油机停机指令。

2.系统实现功能

2.1 实时数据采集与远程工况监测

2.1.1监测方式：自动巡检；

2.1.2采集的抽油机井参数包括：功图、井口压力、井口温度、电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、耗电量、对地故障电流、柜内温升、线缆发热数据（因绝缘老化或连接件氧化造成的接触电阻的增大等故障）、图象、机器声音、风速、风向、环境湿度、大气压等；

2.1.3远程监测的工况包括：抽油机是否正常运转、输油管路压力和温度是否正常、抽油机供配电系统是否正常、工作效率及功耗情况等；

2.2 实时故障报警及控制

2.2.1遥测系统：通讯不成功、现场主机故障、一次仪表故障等；

2.2.2抽油机：停机、过流、对地泄漏电流过大、井口压力或温度异常等；

2.2.3报警方式：蜂鸣器报警、自动打印报告。

2.2.4控制方式：开关量输出，通过现场断路器，切断故障供配电线路；

2.3网络数据浏览

2.3.1利用计算机网络实现数据的共享；

2.3.2采用现有计算机网络实现网络浏览；

2.3.3通过网络实现生产调度的实时工况监测与实时故障报警；

2.3.4通过网络实现自动监督类似油井作业等措施后的开井时间；

2.3.5实现数据的安全管理（建立用户管理制度，各种不同的数据只有由权限的人员才能 修改或使用的数据）。

三、结论及认识

1.油井智能远程监测系统方便了员工对油井的集中管理，提高了工作效率。

2.该系统能够实时反应出所有被监测井的井况，对油井出现的异常情况能及时发现并指导员工及时处理。

3.该系统采用无线网络数据传输方式，便于后期维护，也为以后扩大监测范围提供良好的数据接入基础。

4.该系统为提高生产效率、降低采油成本提供了坚实的技术支持，应加大推广力度，为全面建设数字化油田做出贡献。

参考文献：

[1] 仵浩，黄维金. 无线数据传输技术在油井监测中的应用研究. 仪器仪表学报，2004，（S1）

[2] 李淑清，周晓晴，李建良. 智能油井监测系统的设计. 自动化仪表，2009，（10）

[3] 陈国春. 油井偏磨机理分析及防治技术. 燕山大学，2010，（07）