油田数字化井场建设与施工探讨

【摘 要】随着时代的发展，油田事业在我国的发展速度越来越快，因此，相关的各项设施设备的建设也不断完善和实现自动化。油田的数字化井场建设是新时代下的一个重要课题，因此应该加强对其建设和施工技术的探讨，以促进油田数字化井场建设的完善。基于此，本文对油田数字化井场建设与施工技术进行了探讨。

【关键词】油田；数字化井场；建设与施工

油田的数字化井场建设主要涉及三个部分，即数字化油水井场的建设、数字化站控的建设以及数据与图像传输系统的构建三部分。每部分功能不同，因此建设也有差别。

一、油田数字化井场的建设探讨

（1）油水井场的数字化建设

油水井场的数字化建设中设计到很多内容，包括对抽油机中各项电参数的采集和分析控制、对各种示功图的采集以及对井场的压力进行测试和监控，另外还需要监理视频的监控系统并建立起闯入的报警机制。第一，抽油机中各项电参数的采集和分析控制应该从电参数模块的安装、各项电参数的收集，使抽油机正常运行，并发挥远程监视和启动以及停止运行的各项功能；示功图的采集中首先要在抽油机中安装采集示功图的模块。示功图分为有线和无线两种，应注意施工技术上的差别。然后收集油井示功图的各项相关数据，以便于在分析整个油井的工况以及极端单油井的产量时有充分的数据；对井场的压力进行测试和监控，首先要在井场的集油管线的出口以及阀组间的地方安装上一个压力变送器，然后对其中的管线的压力进行测试和监控。而视频的监控系统构建则需要首先在井场构建一个一体化的摄像机，以发挥视频监控的作用，并建立起闯入监控的报警机制。

（2）数字化监控中心的建设

数字子监控中心的建设中，主要涉及到监控站内部的视频监控功能的实现，阀组间的数字化建设以及监控中心中监控系统的构建。视频监控系统的建设主要涉及到几个方面，它需要实现储存区、站内的门岗以及总机关、卸油区等地方摄像机的一体化构建，来对整个生产过程进行控制，确保安全生产。阀组间的数字化控制需要配备自动化的压力变动器、高压稳流的自控仪以及智能程度高的数据采集箱，通过这些仪器设备的配备，来对整个注水过程进行控制，以实现稳流配水。而监控中心中监控系统的建立则需要通过综合应用监视器、工控器以及交换机和各种UPS 电源，来发挥油水井各项参数采集的实时化功能，并实现抽油机的远程开启和关闭的功能。

（3）数据和图像传输系统的建设

该系统的建设包括油水井场内部以及油水井场和监控中心之间的数据和图像的传输功能的建设。油水井场内部数据图像的传输功能需要在RTU和示功图之间通过无线传输的方式来实现，而RTU与井场出口处管线的压力、套压以及油压之间传输，图像的监视等都要通过电缆方式。RTU和电压电流、电机启停以及功率模块等之间传输要通过485的通讯方式来实现；井场和控制中心的数据图像传输则利用无线局域网和无线网桥，图像监视采用电缆方式。信号的传输采用架设无线网桥和架设光纤两种传输方式，根据现场实际情况具体选用。

（4）变频器和PLC在井场自动控制中的应用

变频器能对油田开采的电动机装置的速度以及输出功率进行调整，确保其处于最好的运行状态，实现远程控制和就地控制，具有较高的节能效果；将PLC应用在井场泥浆罐液位监控系统中，有利于对油井在运行过程中可能发生的井漏、井涌进行预警，从而实现油井的安全高效生产。

二、油田数字化井场的施工探讨

（1）油水井场的施工技术分析

第一，视频监控功能的实现。在施工过程中，如果是针对单井井场，则摄像机的选择要选择没有配带云台的，并且是一体化的，选择的时候立杆位置的确定是最关键的，它的合理与否，将关系到视频监控功能的发挥。应该将摄像机安装在横担的左侧，而将投光灯安装在横担右侧，为了使摄像机的可视范围达到最大，应该对摄像机以及投光灯的全局角度以及位置进行调整。如果是针对多井的井场，则需要选择配带有云台的摄像机；第二，示功图采集功能的实现。在进行无线示功图功能模块的安装时，应该将其安装在抽油机卡子和悬绳器两者之间的中部位置。安装的时候首先要将方卡子以及防脱节卸载下来，设备套在抽油的杆上的顺序应该是从上到下的，并确保示功图模块的上部和下部都需要配备钢质材料的保护垫片。而有线示功图系统的主要设备有井口采集单元、负荷传感器、角位移传感器以及井场RTU控制器。先由两个传感器来采集运行过程中的负荷以及位移信号，然后再利用进口采集单元来测得示功图，并将数据传递到RTU控制器中，以实现远程监控。第三，实现采集压力的功能。首先要对压力变送器进行检验，并标定，之后才能将进行安装工作；然后还要对管路进行详细的检查，看看其中有没有导致管路的油水流通堵塞的一些杂质和污物，如果有的话，需要对其进行清理再安装。第四，抽油机参数收集以及远程启动关闭控制功能的实现。在这一功能建设中，开启和关闭的模块应该安装在抽油机所配备的配电柜中，通过在柜子上打孔的方式以及利用螺钉来进行固定的方式进行安装，在安装的时候注意将电机配电柜中的启动键和接线端子采用并联的方式连接起来，为抽油机的远程开启功能奠定基础。而远程关闭程序的控制，则需要将电机配电柜中的停止键和接线端子串联连接。同时，控制灯光的应该安装一个光控开关，实现根据自然光线的亮度自动控制开灯时间

（2）监控站点的施工技术分析

视频监控首先在门岗、储罐区、阀组间及卸油区等重点区域选择合适的立杆位置，然后安装带云台的摄像机与投光灯，通过电缆连接至监控中心的视频服务器。在站内每个视频服务器上安装1个抗干扰器，以抗击电缆过多和距离过远对视频效果所造成的干扰。站内挖沟要经过多处的生产车间、水泥路面和地沟，且地沟里面有多条管线、电缆。对挖沟的尺度严格控制，要对挖沟线路做一定的标记，防止站内维修电缆影响数字化系统的正常运行。站内布线应注意强电、弱点以及视频信号线分离。在阀组间施工前进行泄压处理，再进行设备的卸载，然后进行流量计、自控仪、压力变送器、数据采集箱和RTU等设备的安装工作。采用防爆接线盒连接线路，确保接点可靠性。PLC应该连接到各个站点中，通过对各个站点仪表的采集，来按照一定的数字化逻辑完成各项功能。

（3）数据与图像传输系统的施工技术分析

井场远端以及监控中心端设备分别为：6Mbps、54Mbps带宽，发射频率都是5.8GHz，输出功率都为20dBm。井场远端和中心端分别选择14度扇区集成与120度非扇区集成天线，天线增益都为20 dBi。而监控中心则安装多个天线，容易产生重叠的干扰。如果井场和监控中心的距离在20千米以上，可以采取架设中继传输方式。

参考文献

[1]庞诚,张乃禄,贺安武等.油田数字化井场建设与施工.工程管理,2011,11．