陳勝元(中國石油化工股份有限公司西北油田分公司采油,新疆 米泉 831400)
油井自動化系統(tǒng)目前在我國的發(fā)展可謂是蒸蒸日上,然而我國的油井監(jiān)控卻長期以來采用人工巡邏的方式,即定期有工人到抽油井進行檢測工作,然而,隨著我國油井開發(fā)強度的日益增大,部分油井又是在一些氣候極其惡劣的邊緣地帶,晝夜溫差大,其工作的艱難可顯而知,這對于檢測人員的身體素質(zhì)要求無疑是相當大的,同時也給其工作帶來了不小的壓力,嚴重影響了油井的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益,為了解決此類問題,研究并且開發(fā)一個油井自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)是一個極為有效的辦法。
通常意義上的油井自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)是結(jié)合了計算機技術(shù),自動化技術(shù),遙感技術(shù)等各種復(fù)雜的現(xiàn)代技術(shù)于一體,代替巡檢人員,實現(xiàn)高效有序的抽油井監(jiān)控工作。油井自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)的執(zhí)行過程一般是先從安裝在采油井上的各種數(shù)據(jù)采集器和傳感器獲得油井的各種參數(shù),如電流,電壓,油量等參數(shù),并以無線傳輸?shù)姆绞礁咝Оl(fā)回監(jiān)控中心,監(jiān)控中心的主機會自動對各種參數(shù)進行分析,以確定抽油井的工作情況,如發(fā)現(xiàn)有關(guān)異常情況,會及時通報有關(guān)人員。這種工作方式大大提高了抽油井工作的效率,創(chuàng)造了一個良好的工作環(huán)境。解放了大量的人力,基本實現(xiàn)了無人操作,適應(yīng)了當下的油井開采技術(shù)的發(fā)展。
長久以來,能源都是一個國家興起和發(fā)展必不可少的要素,而石油更被稱為“黑色的金子”。石油的產(chǎn)量更是能代表一個國家的工業(yè)水平。一個高效的油井自動化管理系統(tǒng)能夠最大限度的保證油井開采工作的效率,從而為國家的發(fā)展,人民的幸福做出貢獻。
我國的油井大部分都是在開采較為不便的丘陵,高原地帶。這往往給油井的監(jiān)控工作帶來了不小的難度。一個能高效運行的油井自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)必須具有以下的特點:一是能夠跨地域傳輸信號,尤其是工作在偏遠地帶的抽油井,如新疆等地。二是能夠克服不良的地域局限,抽油井的無人工作要求監(jiān)控系統(tǒng)必須能夠抵抗惡劣的地質(zhì)環(huán)境,如長時間高溫等。三是能具有一定的無線傳輸速率,尤其是隨著我國油井開采事業(yè)的不斷進步,抽油井如雨后春筍,監(jiān)控中心與抽油井之間的距離被拉長,因此,先進的無線傳輸技術(shù)能夠保證油井自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行。
油井自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)主要由兩大硬件系統(tǒng)構(gòu)成。一是位于抽油井的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),主要負責采集電壓,三相電流,采油罐油溫等主要參數(shù)。二是油井自動監(jiān)控系統(tǒng),主要完成對采集來的數(shù)據(jù)進行處理,并完成防盜報警等功能。油井自動監(jiān)控系統(tǒng)主要由傳入設(shè)備,處理設(shè)備,監(jiān)控中心三部分組成。傳入設(shè)備由攝像機,解碼器等組成。主要采集抽油井的音頻視頻信號。監(jiān)控中心由服務(wù)器和軟件組成,主要完成圖像顯示等功能。整個系統(tǒng)必須最大限度的消除目標盲區(qū),提高工作效率,并且能夠抵抗惡劣的天氣環(huán)境,尤其要加強防雷設(shè)備的性能,提高設(shè)備的壽命。在最小的成本下輸出最大的經(jīng)濟效益。
油井自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)的主要軟件即為建立在數(shù)據(jù)庫下的,利用面向?qū)ο蟮目梢暬夹g(shù),對采集來的數(shù)據(jù)進行高效處理,并生成報表,整個系統(tǒng)使用一臺服務(wù)器,能夠高效的把數(shù)據(jù)還原為視頻信號,并且做到了輸入用戶名和密碼的情況下實現(xiàn)遠程控制。整個監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)進行合理的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,有效的實現(xiàn)無線信號的利用,方便后期對網(wǎng)絡(luò)進行擴容。
建立在數(shù)據(jù)庫下的油井自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)的中心軟件,運用了遠程控制技術(shù),紅外遙感技術(shù),數(shù)據(jù)庫技術(shù),根據(jù)抽油井現(xiàn)場的工作情況,做出相應(yīng)的處理,這些都是在人工情況下難以做到的,這無形中大大提高了抽油井的生產(chǎn)力,為國家的發(fā)展和人民的幸福提供了有力的保證。
油井自動化監(jiān)控系統(tǒng)一般分為以下幾個階段,一是對自噴井的監(jiān)控,這種監(jiān)控通常涉及到油壓,油溫等有關(guān)參數(shù),通過各種電動裝置采集數(shù)據(jù),電動裝置并兼具圖形處理的功能,使其能夠更有效地發(fā)到監(jiān)控中心供其處理。二是對于氣舉井的監(jiān)控,在各種油田開采模式中,氣舉的開采模式往往會更受人的青睞,因為使用氣舉井往往能夠更方便的使用自動化油井監(jiān)控。在氣舉井底部注入的氣舉氣可以很方便測出其流量,從而優(yōu)化了油井自動化監(jiān)控系統(tǒng)。三是對抽油機井的監(jiān)控,目前,我國普遍使用人工升舉的方法來進行抽油機井的升舉,然而,這種工作效率是非常低的,這時候,我們就可以用油井自動化監(jiān)控系統(tǒng)來對抽油機井進行監(jiān)控,以提高其工作效率。抽油機井監(jiān)控設(shè)備由電動控制中心和傳感器,處理器組成,電動控制中心結(jié)合傳感器對數(shù)據(jù)進行采集,處理器可以根據(jù)有關(guān)異常情況對抽油機井進行急停。以防止出現(xiàn)意外情況。此外,還有必須引人注意的一環(huán)就是對于油井開關(guān)的監(jiān)控,如果不能對此監(jiān)控階段進行很好的控制,就無法保證整個監(jiān)控階段的合理運行,油井開關(guān)一般分地下控制和地上控制兩種,無論哪種控制,都可以及時地在抽油井出現(xiàn)故障時停止油井的運行,最大限度的維護生產(chǎn)成本。
在整個油井自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)中,監(jiān)控無疑是最為重要的一環(huán),根據(jù)抽油井各種指標的不同,應(yīng)該采用不同的監(jiān)控設(shè)備,以實現(xiàn)最大的經(jīng)濟效益,油井監(jiān)控技術(shù)在實際的應(yīng)用中,需要考慮各方面的因素,而不僅僅是與設(shè)備的合理接軌,監(jiān)控技術(shù)的合理使用直接決定了抽油井的產(chǎn)量,因此,嚴格地控制各項監(jiān)控指標是十分重要的,在不同的時期,油井開發(fā)也有其相應(yīng)不同的要求。設(shè)計一個合理的監(jiān)控系統(tǒng),并優(yōu)化油井監(jiān)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),對于分析一個地區(qū)的產(chǎn)油水平來說是必不可少的。
在油井自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計階段,需根據(jù)各個時期對油井開采的指標確立相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)及軟件,合理的針對成本選用良好的系統(tǒng),保證其最長的使用壽命,降低監(jiān)控系統(tǒng)的更換次數(shù),綜合考慮各種因素的影響,獲得最高的經(jīng)濟效益。
隨著國家生產(chǎn)力的飛速發(fā)展,自動化水平的步伐不斷加大加深,油井監(jiān)控也將步入信息化和數(shù)字化的時代,建立在當代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下的油井自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)具有可視性好,精度高,工作效率高等傳統(tǒng)人工監(jiān)控所遠遠不能及的優(yōu)點,逐漸被越來越多的在油田開采中使用,相信在不久的將來,在油井自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)助下,油井的生產(chǎn)水平必將會有一個質(zhì)的飛躍。
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