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生产平台VFD及井口传感器数据采集传输技术方案

数字油田是油气工业信息化发展的必然结果,数字油田是以信息集成、信息共享和工作协同为主要特征的综合管理系统。建设数字油田,将油气资源的发现与开发工作从分类资料的顺序处理发展为实时处理,建立快速反馈的动态油藏模型,对油田生产过程和经济活动进行动态的把握和快速的控制,实现实时或近似实时监视和管理油田的所有操作活动。 因此,数字油田的建设是以油田信息化建设和油田自动化建设为基础的。

油田信息化建设主要体现在钻完井信息化和生产井信息化,生产井信息化系统现状主要体现在以下四方面:

  1. 现有的智能控制系统大多针对单个的作业流程和对象,油气田内不同的作业区由于项目建设投入不同,控制对象的管理范围也不一样,统一的实时控制能力弱。
  2. 现有的油田生产智能控制系统建设方案不统一,数字化和自动化程度各不相同。
  3. 现有的自动化控制系统接口不统一,很多作业平台采用了不同的软件实现管理和控制,未考虑数据共享和互联互通。
  4. 数据规范不统一,无法实现数据的无缝共享。

生产井智能动态管理系统 是油田开发及生产过程中的一个重要组成部分,它本身是一个极其复杂的信息系统,包括数据采集、数据转储、报表流转及归档等一系列的工作,该系统能够对油田各生产运行信息进行远距离监控与采集,组成一个高效便捷的生产运行指挥平台,生产效率及生产安全性都得以提高,。在海上采油平台上有众多的数据信息,其中包括安全生产所必须的:如温度、压力、液位高低限报警,电泵停泵报警,可燃气体检测,自动消防等,另外还有生产管理必须的:油温、油压、回压、注水压力、电潜泵运行参数、多想流量计数据、油气水产量数据等。通过信息化手段提高采油时率及资料录取率的及时可靠,对安全生产、高效管理、增产原油具有重要意义,可有效推进油田生产的自动化建设及对实现数字化油田建设。

生产平台VFD及井口传感器数据采集传输技术方案是基于 生产井智能动态管理系统 之上的软硬件系统方案, 是将生产平台 VFD 及井口套压、油压、温度等传感器的实时数据采集传输提供技术解决方案,并负责实施,同时将这些数据整合到生产井智能动态管理系统。
主要功能
•  井口套压、油压、温度等数据采集、传输系统功能

本系统设计的目的 , 是为了通过在线、实时自动采集海上平台井口采油树的温度和压力,分享到中心数据库中,相关人员可以及时观测压力和温度历史变化,有利于现场作业人员和管理人员快速判断现场情况,合理调整测试工作制度。同时自动化的工作方式,可以避免一些人为的记录失误,为后续的油气藏分析提高准确的参数依据;也可以避免现场作业人员频繁出入生产区域,使得作业人员更安全。从而使整个采油系统管理变得简单有效。具有以下功能:

无线传感器直接安装到最敏感部位测温。系统根据电气设备结构采用无线传感器对液体和气体环境的温度进行实时精确检测。

传感器定位测温。准确显示异常温度位置,为检修提供准确依据。

传感器尺寸适合任何高压电器设备。一体化传感器,采用和预留安装口匹配的变丝接头,便于安装。

供电方式灵活 , 安装方便。电池是主流的供电方式,其稳定,干净的供电是设备正常工作的首选。电池寿命在一定程度影响设备投用后的维护。电池设计寿命为 5 年。可确保 3 年以上的使用寿命。采用 3.6v 低压电池 , 现场可更换,一般非防爆场所开盖可换。防爆场所采用的是带螺纹的旋盖,由专业人员直接旋转电池后盖,打开防爆表壳直接更换电池即可。

电源异常或电池低电量预先报警。正常的供电是设备正常工作的关键,提前预知传感器电池(或电源)能量状况,避免突然失效。

报警值设置。上位机软件有设置报警值功能。将根据具体情况设置报警值及报警方式。

本地报警提示。本地有声音或者灯光指示报警状态,以便及时被巡检人员获悉。

无线网能力。通过无线组网连接各传感器和采集终端,将数据集中到主控机及后台系统。无线组网更可以实现无布线,无距离限制组网。

无线通讯冗余。本系统遵照标准的工业冗余,对通讯系统特别加以双接收通道冗余设计,确保系统在遭到部分关键器件意外损坏的情况下仍能正常通讯,并发出设备冗余启动告警。

数据接入已建后台系统的能力。系统数据适应标准协议 MODBUS,16850,103 等,可自由接入已建后台进行统一管理。也可将报警信息通过报警开关量接入已建综保或者其他控制系统。

•  VFD 数据采集、传输系统功能

本系统设计的目的 , 是为了通过在线、实时自动采集海上平台 VFD 数据,分享到中心数据库中,相关人员可以及时观测 VFD 数据状态,有利于现场作业人员和管理人员快速判断现场情况,合理调整工作。同时自动化的工作方式,避免现场作业人员频繁出入生产控制区域,减轻了他们的工作强度。具有以下功能:

规范的 VFD 数据实时交换接口。不影响现有“一变多控”系统功能的条件下,扩充其数据实时交换能力,精确、实时传出 VFD 数据。

数据接入已建后台系统的能力。促使“一变多控”系统数据适应标准协议 MODBUS 等,可自由接入已建后台进行统一管理。