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      淺析可編邏輯程控制器在氣井中的應(yīng)用

      2017-03-03 14:12:58尤星孟婉瑩李蓉王鐵柱賈超中石油長慶油田公司第三采氣廠內(nèi)蒙古鄂爾多斯017300
      化工管理 2017年6期
      關(guān)鍵詞:井場(chǎng)油壓間歇

      尤星 孟婉瑩 李蓉 王鐵柱 賈超(中石油長慶油田公司第三采氣廠,內(nèi)蒙 古鄂爾多斯 017300)

      淺析可編邏輯程控制器在氣井中的應(yīng)用

      尤星 孟婉瑩 李蓉 王鐵柱 賈超(中石油長慶油田公司第三采氣廠,內(nèi)蒙 古鄂爾多斯 017300)

      開發(fā)出針對(duì)氣田的電子自動(dòng)巡井系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了井口生產(chǎn)數(shù)據(jù)、圖像遠(yuǎn)程自動(dòng)采集、氣井遠(yuǎn)程自動(dòng)開/關(guān)控制、單井智能投棒、自動(dòng)注劑等功能,極大地降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度,方便了現(xiàn)場(chǎng)管理和井口生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析。

      可編程邏輯控制器;數(shù)據(jù)傳輸;智能控制

      1 概述

      我國氣井分布分散,地域廣闊,人員物資需求較大;加之天氣惡劣多變,造成人工上井作業(yè)巡護(hù)更加困難。因此,井場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控和井口智能控制是實(shí)現(xiàn)氣井智能化生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率的重要技術(shù)。

      可編程邏輯控制器是安裝在井場(chǎng),用來采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)和控制氣井生產(chǎn)的電子設(shè)備,通過程序的設(shè)定可以實(shí)現(xiàn)單井的智能化生產(chǎn)。

      2 T910型可編程邏輯控制器

      軟硬件組成及技術(shù)指標(biāo):

      (1)T910系列可編程邏輯控制器是騰控科技研發(fā)的基于以太網(wǎng)通信的寬溫型以太網(wǎng)可編程控制器;

      (2)每個(gè)串口都可以作為自由口編程,支持MODBUS RTU協(xié)議;

      (3)可以通過編程實(shí)現(xiàn)PLC間、PLC與遠(yuǎn)程模塊間、PLC與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)共享。

      (4)1個(gè)以太網(wǎng)口,支持MODBUS TCP協(xié)議,ENET協(xié)議;3個(gè)串口,2個(gè)RS232/RS485可選,1路RS485接口;8路16位AI;2路12位AO;12路DI,其中2路可作高速計(jì)數(shù)(100K)或者1路差分編碼器輸入;8路繼電器輸出。

      3 可編程邏輯控制器在氣井中的應(yīng)用

      3.1 數(shù)據(jù)采集與傳輸

      由于油氣田數(shù)字化程度的提高,我國大部分氣田基本實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)、集氣站無人值守,并引進(jìn)電子巡井技術(shù),提高了生產(chǎn)效率??删幊踢壿嬁刂破髯罨镜墓δ芫褪遣杉蛡鬏敩F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),為電子巡井、遠(yuǎn)程監(jiān)控提供依據(jù)。

      井口安裝的可編程邏輯控制器能對(duì)井口油壓、套壓、流量、蓄電池電壓、截?cái)嚅y開關(guān)狀態(tài)等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,并且將采集到的數(shù)據(jù)通過井口電臺(tái)、無線網(wǎng)橋等通信媒體,發(fā)送至站電臺(tái)、主橋等站內(nèi)電臺(tái)接收端,接收到的數(shù)據(jù)通過串口服務(wù)器傳輸至BB控制柜,再經(jīng)交換機(jī)傳輸至上位機(jī)。同時(shí),井口可編程邏輯控制器接收命令信號(hào),及時(shí)對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集或者相應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行改變。

      3.2 高低壓保護(hù)

      開井油壓過高可能會(huì)造成管線超壓破裂,開井油壓過低干線天然氣回流,都達(dá)不到安全生產(chǎn)的效果??删幊踢壿嬁刂破鲗懭敫叩蛪罕Wo(hù)程序,設(shè)定了高壓保護(hù)值和低壓保護(hù)值在氣井超壓或欠壓情況下,氣井自動(dòng)實(shí)現(xiàn)截?cái)嚅y的緊急關(guān)斷,并終止遠(yuǎn)程控制功能。

      3.3 智能開關(guān)井

      隨著氣井產(chǎn)能逐漸降低,部分氣井進(jìn)入間歇生產(chǎn)模式,需要通過關(guān)井來恢復(fù)地層能量。結(jié)合不同間歇井的生產(chǎn)狀況,可分為以下三種生產(chǎn)模式。

      3.3.1 定壓生產(chǎn)模式

      間歇?dú)饩谏a(chǎn)的過程中,氣井的開關(guān)井操作造成井口油壓發(fā)生變化,因此我們可以通過井口油壓的變化情況判斷出地層能量是否恢復(fù),這種以間歇?dú)饩蛪簛頉Q定間歇?dú)饩欠襁M(jìn)行生產(chǎn)的模式稱為定壓控制模式。

      3.3.2 定時(shí)生產(chǎn)模式

      根據(jù)間歇?dú)饩纳a(chǎn)情況,開關(guān)井時(shí)間長短也可以作為決定間歇?dú)饩a(chǎn)的一個(gè)判斷因素,這種以間歇?dú)饩刻煨枰_關(guān)井的時(shí)長來決定間歇?dú)饩欠襁M(jìn)行生產(chǎn)的模式稱為定時(shí)控制模式。可以根據(jù)實(shí)際情況,對(duì)部分間歇?dú)饩O(shè)定開井時(shí)長和關(guān)井時(shí)長。

      3.3.3 混合生產(chǎn)模式

      為了兼顧開關(guān)井不過于頻繁和保證間歇井的利用率和開井時(shí)率,可將井口油壓和開關(guān)井時(shí)間都作為間歇井是否具備生產(chǎn)條件的考慮因素,這種模式叫做混合控制模式。

      3.4 定時(shí)拍照

      使用T910井口可編程邏輯控制器后,井場(chǎng)攝像頭供電改為日常停機(jī),拍照時(shí)進(jìn)行供電。

      3.5 蓄電池低壓保護(hù)

      將井口蓄電池電壓接入井口可編程邏輯中,當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定的保護(hù)電壓時(shí),控制模式將切換至“手動(dòng)模式”,減少供電量,達(dá)到保護(hù)蓄電池的作用。

      3.6 可編程邏輯控制器在排水采氣中的應(yīng)用

      對(duì)于攜液量較大的氣井,排水采氣是一項(xiàng)重要的提產(chǎn)技術(shù),而自動(dòng)投棒和自動(dòng)注劑是實(shí)現(xiàn)智能化排水采氣應(yīng)用最為廣泛的方法。

      3.6.1 自動(dòng)投棒

      當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定投棒時(shí)間,可編程邏輯控制器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào),自動(dòng)投棒設(shè)備的PLC控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)藥棒管到出口位置。

      3.6.2 自動(dòng)注劑

      井口智能注劑設(shè)備通過太陽能電池板給蓄電池供電,邏輯可編程控制器控制在到達(dá)注劑時(shí)間發(fā)出啟泵信號(hào),電機(jī)開始自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)柱塞泵運(yùn)轉(zhuǎn),將泡排劑加壓后注入油套環(huán)空。

      4 結(jié)語

      (1)T910井口可編程邏輯控制器采集和傳輸井場(chǎng)數(shù)據(jù),并接受命令對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢或者對(duì)閥門狀態(tài)進(jìn)行改變。實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控和電子巡井功能,在很大程度上減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。

      (2)T910井口可編程邏輯控制器具有邏輯可編程功能,許多復(fù)雜功能通過程序自動(dòng)實(shí)現(xiàn),達(dá)到了智能控制的目的,減少了人工操作量,提高氣井的有效生產(chǎn)率。

      (3)把可編程邏輯控制器安裝在井口,可實(shí)現(xiàn)“就地控制+遠(yuǎn)程管理”模式,強(qiáng)化智能控制的穩(wěn)定性。

      [1]李戰(zhàn)平,魯艷峰.長北氣田氣井井口控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].自動(dòng)化儀表,2008,29(3):44-46.

      [2]騰控科技,T910型可編程邏輯控制器使用說明書.

      尤星(1990-),女,漢族,四川南充人,助理工程師,主要從事天然氣生產(chǎn)工作。

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