电子巡井系统培训授课教案

长庆油田公司2009年第二期兼职教师培训班（试讲教案）苏里格气田开发第一项目经理部朱磊2009年10月电子巡井系统培训授课教案课题：电子巡井系统培训授课对象：生产管理操作人员授课时间：2009.10任课老师：朱磊课时：45分钟教学目的：通过学习，使学员能够了解电子巡井系统的重要性及其生成过程。教学所需设施：带有多媒体教学的授课场所。内容提要:一、引言二、电子巡井系统的建立三、电子巡井系统的意义一、引言：苏里格气田是典型的“低压、低渗、低产”气田，单井控制储量低，气田开发难度较大。如何有效管理好上万平方公里面积内的上万口井，显得尤为重要。如果采用人工巡井方式，不仅巡井工作量大，人力资源消耗大，而且难以适应有效的监控，生产、安全、环保要求。以相对不变的人数完成不断增加的生产任务，这就需要在极大提高工作效率的同时，对生产状况进行实时掌控。因此通过无线技术对单井井口及采输管道的运行情况进行实时监控非常必要。从而建立了适用于苏里格气田开发的电子巡井系统。二、电子巡井系统的建立1、单井远传系统组成⑴单井远传仪表：压力变送器、流量计、摄像头。压力变送器主要是用来采集采气树的油、套压。目前以西安精准公司的JZCYYB系列产品为主，具有体积小，重量轻，稳定性好的特点；并且具备抗腐蚀、耐磨损、抗冲击和抗震动特性；具有反相保护、限流保护功能和增强型防雷击保护功能。由于苏里格气田发展具有的特殊性，仪表选型及推广使用都经过了大量的实验和论证。在日常生产中广泛被使用的流量计有2种：浙江天信TDS智能流量计和江苏华海HLUX智能流量计。它们都是漩进漩涡式流量计。⑵单井供电系统：太阳能板、蓄电池、太阳能电源模块、太阳能控制器。能够满足仪表、截断阀正常工作及数据远程传输需要，保证满足连续7天阴雨天电力供应。⑶数据传输系统：数传电台、网桥、天线、RTU。远程终端设备（RTU）是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式。它还将从中央计算机发送来得数据转换成命令，实现对设备的功能控制。目前项目部使用两种数传设备，电台和网桥，它们都可以使用点对点或者点对多点的方式进行传输，具体参数如表1：传输设备频段（Hz）发射功率(W)传输距离(Km)传输速度(bps)电台220-240M109-159600网桥2.4G0.11011M表1显然，网桥与电台相比具有带宽大、传输速率快的特点，它最大的优点是可以传输网络数据，连接视频服务器，串口服务器，交换机和路由器等网络设备，无线组网方便快捷，不受天气的影响。但是网桥绕射能力比较差，安装时需要点与点之间可视无阻挡。⑷其他：水泥支架、避雷设施、4芯电缆。2、监测点的设置单井井口监测点分别是气井套压、油压、外输管段压力、外输管段温度、外输流量、紧急切断阀状态。3、数据传输流程（1）数据通讯流程RTU向智能仪表发送取数据指令，将采集到的数据发给数传电台(网桥），数传电台（网桥）将数据打包加密后通过无线网络传送到站单井信号RS485电台或网桥电台或网桥井口采集数据集气站工控机串口内的数传电台，等待工控机读取。（2）数据获取处理站内数传电台将接收到的数据包去壳，然后由串口设备解析并送至工控机，由安装到工控机内的组态软件进行读取数据，通过软件对采集的数据写入数据库，做监测和分析用。4、井场拍照站内发送拍照命令，通过站内数传电台传输至单井，单井电台接收到命令并使井场摄像头响应命令开始拍照，照片通过数传电台以无线电波形式传输至站内，站内计算机对其解码复原图像，从而显示照片。5、远程开关井控制目的及意义：气井生产前期，由于井口压力较高、地面工艺采用中低压集气，所以只能进行远程关井操作，适用于计划性关井。气井生产中后期，井口压力较低，开井压力低于地面管网设计运行压力，可执行远程开井操作，适用于计划性远程开关井、单井智能生成控制。目前苏里格气田单井远程开关控制分为两种实现方式：陕西航天泵阀厂生产的高低压远控型紧急截断阀；北京众博大公司实施安装的电磁阀。（1）高低压远控型紧急截断阀紧急切断：远控紧急切断阀设有切断动作汽缸，当遥控切断指令脉冲输入后，切断气缸的上腔（切断气缸工作腔）进气、活塞下行通过挺干使平衡杆旋转，使阀门紧急切断。远程开启：提升立柱顶部设有提升气缸。在发出开启阀门的遥控指令脉冲后，提升汽缸的下腔进气、活塞上移，并带动阀瓣上升。上升到位后，复位汽缸工作腔进气、活塞上移，与复位活塞杆固联的提升跷板拨动复位挡销、该销带动气动转臂绕月牙形支撑轴旋转，即可完成阀门的遥控开启。（2）电磁阀电磁线圈通电后产生的电磁力使动铁芯与静铁芯吸合，设在主阀芯上导阀口开启，此时，主阀上腔的压力通过导阀口卸荷，由于压力差和电磁力的联合作用，使主阀芯向上运动，开启主阀。当线圈断电时，电磁力消失，动铁芯因弹簧弹力脱离静铁芯，并关闭了导阀孔，此时介质从平衡孔进入主阀芯上腔，使上腔压力升高，在主阀芯弹簧的作用下，阀门关闭。（3）单井智能控制对28口先导实验井针对不同生产特征井，通过套压控制、流量套压复合控制、时序控制的分类管理，实现单井生产后期间歇生产智能开关井操作，气井持续生产得到最大优化，降低了气井管理难度，提高了开井时率。三、电子巡井系统的意义1.日常单井巡护，若动用人力车力，不但花费昂贵且收效甚微。电子巡井系统可以大大降低人力物力的投入，降低生产成本，完全改善了人工电子巡井的效率，特别是在气候寒冷冻堵频发的冬季，人工巡井平均一天巡20-30口单井，而电子巡井系统10分钟左右便能巡完集气站所有单井，大幅度提高了巡井效率和安全生产系数并节省了人力资源。2.站内员工可以通过单井实时拍照功能，随时对井场采集图片，可以判断井场是否发生异常。3.超压应急事件处理过程中，通过远程开关井功能，可进行局部或全面远程关井操作，缩短应急事件处理时间，降低安全风险。