油井工况采集与分析优化系统

一、系统概述

该系统集先进、成熟的计算机技术、网络通信技术、无线技术、传感器技术以及油气田开发专业技术于一体,采用高精度的数据采集器,测量油气井载荷、冲程、冲次、示功图、动液面、油压、套压、回压、转速、电压、电流、功率、频率、电量等工况数据。现场通过RTU将数据传输到数据处理服务器,数据处理服务器对数据进行解析存储、工况分析、产液量计算,实现油气井生产运行监控、故障报警、工况识别、产液量计算、远程调参与调频控制。该系统实现远程油气井工况数据的自动采集、在无人值守情况下能及时掌握油井的动态变化和油井故障,能准确地计算区块、井组、单井的总产量,为油田生产管理提供全面的自动化解决方案。

二、系统流程图

现场安装监控终端RTU和数据采集传感器,RTU负责将各传感器采集到的载荷、冲程、冲次、转速、压力、电量、动液面、示功图等油井工况数据打包加密,然后通过网络(GPRS/网桥/WLAN/4G/光纤等)将打包后的数据传输到中控室服务器上。服务器上安装的油井生产实时分析优化专家系统对油井进行实时诊断分析、计算产液量、发布数据,从而提出更佳的设计方案,用户通过客户端或WEB程序查询数据、管理设备;同样,用户通过服务器发出的相关指令通过网络传送到RTU,实现用户对油井的远程控制。

 

三、系统组成和功能

     该系统由硬件产品、软件系统以及通讯网络组成,硬件产品实现油井单井现场数据的采集,通过网络将数据传输至数据采集服务器,数据采集服务器上安装的系列软件模块实现数据的解析、存储、诊断、计算、展示,从而实现油井数据的远程监控与产液量自动计算的功能。

1硬件系统

      抽油机井采集数据类型:采集示功图、电压、电流、功率、电量、载荷、冲次、冲程、井口压力、动液面、油温、生产时率、开停井时间等生产参数,并可进行人工/自动远程控制。

      螺杆泵井采集数据类型:采集电压、电流、功率、电量、回压、油温、载荷、扭矩、转速、动液面、开停井时间等生产参数,并可进行人工/自动远程控制。

      电潜泵井采集数据类型:采集电压、电流、功率、电量、油压(油嘴前压力)、回压(油嘴后压力)、油温、动液面、开停井时间等生产参数,并可进行人工/自动远程控制。

      自喷井数据采集类型:采集油压(油嘴前压力)、回压(油嘴后压力)、油温等生产参数。。

      视频监控:智能监控油井现场,设置闯入报警,防范偷油、破坏等事件发生

 

2、软件系统

油井生产实时分析优化专家系统的独创内容包括:利用功图、压力、温度、电流、功率等数据,实现油井生产工况实时诊断;远程实时产液量计量、用电消耗计量及能耗分析;应用扭矩法、电能法、功率曲线法等计算和调节抽油机平衡;基于诊断、计算结果的数据发布。

 

3系统功能和特点:

1)数据采集功能:实时采集油井功图、冲次、冲程、电量等生产参数

2)无线通讯功能:单井通过RTU采集无线传感器的数据,RTU与上位机通过无线网络传输数据。

3)数据管理功能:采用专用数据库系统对油井数据进行实时储存,自动生成系统报警记录和设备运行日志;通过对生产参数的采集、过滤和处理,根据生产需要自动生成各种生产报表和生产曲线。

4) 报警功能:对采集到的油井异常数据或者诊断结果实现报警,通过文字、声音展示给用户,达到实时报警的目的。

5) 工况诊断功能:根据实测地面功图,通过求解带阻尼的波动方程,计算出每级抽油杆顶部及抽油泵柱塞上的载荷和位移,并绘出相应的井下示功图;对井下示功图,运用综合特征法进行分析,可得出油井泵效、泵充满系数、凡尔漏失、泵功率、井下系统效率、故障自动识别等结果;

6)油井产液量、电量计量功能:在油井正常运行期间,能够根据采集的压力、转速、地面示功图、电量等数据,应用功图量油技术,计算油井产液量,实现在无人值守情况下能及时掌握油井的动态变化和用电情况。

7)系统效率与损耗分析:根据采集到的油井功图数据、电量数据以及油井的井筒油藏参数,分析油井的系统效率与损耗,并以图表方式展示给用户。

8)网络浏览功能:通过WEB浏览器在油田信息网上可随时浏览各油井的监控画面及实时生产数据,及产量、电量计算结果,查询有关生产报表及分析结果。

9)远程油井控制功能:通过RTU控制油井自动启停模块,实现油井的远程启停控制。

10)闭环控制功能:根据动液面和其他生产数据,实现变频器自动变频调节功能。


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