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1、1 主讲：王克华 教授 TEL：05468552062 EMEL： 主讲：王克华主讲：王克华 人工开停井人工开停井 1 远程自动启停井远程自动启停井 2 示功图计量示功图计量 人工人工分离器量油分离器量油 第第1 1部分部分 井场工况监控系统功能、特点及组成井场工况监控系统功能、特点及组成 一、 功能特点 1. 可以在控制中心实现油可以在控制中心实现油井远程启停、调冲次，井远程启停、调冲次，降低职工劳动强度。降低职工劳动强度。 2. 通过载荷功图实现单井通过载荷功图实现单井产液量计量。舍弃计量产液量计量。舍弃计量站，实现单井流程串联站，实现单井流程串联集输。集输。 通过抽油井通过抽油井载荷功图
2、载荷功图、电参数电参数、温度压力温度压力测量及测量及井场视频传输，井场视频传输，实现实现油油井井的远程实时的远程实时监控及单井产液量计量监控及单井产液量计量: 主讲：王克华主讲：王克华 人工测温度压力人工测温度压力 3 远程数据录取远程数据录取 人工测电流平衡人工测电流平衡 4 远程电参采集远程电参采集 3. 通过对油井温度、压力通过对油井温度、压力连续自动监测，实现油连续自动监测，实现油井集输工艺状况监控。井集输工艺状况监控。 4. 实时检测油井电机实时检测油井电机电压电压、电流电流、电功率、功率因、电功率、功率因数及数及电能电能电量。实现电电量。实现电流平衡自动分析，自动流平衡自动分析，自
3、动计量。计量。 5. 通过现场高清视频，实通过现场高清视频，实现电子巡井，闯入报警、现电子巡井，闯入报警、井场状态监控、关键设井场状态监控、关键设备监控。大大降低用工、备监控。大大降低用工、提高监控效果。提高监控效果。 人工人工定时巡井定时巡井 5 电子巡检电子巡检 主讲：王克华主讲：王克华 人工调节水量人工调节水量 6 稳流配水稳流配水 人工调节排量人工调节排量 8 流量自控流量自控，远程停机远程停机 6. 通过自动稳流配水装置通过自动稳流配水装置自动测量、控制单井注自动测量、控制单井注水流量，实现连续自动水流量，实现连续自动稳流注水。稳流注水。 7. 通过对井场加热炉撬块通过对井场加热炉撬
4、块温度、压力、套内水位温度、压力、套内水位运行参数的自动测量，运行参数的自动测量，实现远程温度调控，大实现远程温度调控，大小火自动转换。小火自动转换。 8. 通过对井场增压泵撬块通过对井场增压泵撬块温度压力及电机电参数温度压力及电机电参数的自动测量，实现流量的自动测量，实现流量远程调控，连锁报警、远程调控，连锁报警、远程停机等功能。远程停机等功能。 人工巡检点炉人工巡检点炉 6 熄火报警熄火报警 远程点火远程点火 主讲：王克华主讲：王克华 二、系统组成 主要由井场数据主要由井场数据采集采集系统（现场）、数据系统（现场）、数据通讯通讯系统（管理区）和计量系统（管理区）和计量分分 析析系统（生产指
5、挥中心）三部分组成。系统（生产指挥中心）三部分组成。 井场数据采集系统由、无线载荷井场数据采集系统由、无线载荷- -位移传感器、无线温度位移传感器、无线温度- -压力变送器、压力变送器、 电参采集器、高清摄像球机、扬声器、红外双鉴、通讯控制箱、无线网电参采集器、高清摄像球机、扬声器、红外双鉴、通讯控制箱、无线网 桥桥/ /光纤光纤) )通讯组成。通讯组成。 主讲：王克华主讲：王克华 二、系统组成 井场井场数据汇聚点数据汇聚点生产指挥中心之间数据的传输、通讯：生产指挥中心之间数据的传输、通讯： 优先采用光纤通讯：桩优先采用光纤通讯：桩2323、春风排、春风排601601- -2020、青东、青东
6、5 5 采用无线网桥通讯：史采用无线网桥通讯：史127127、部分海上采油平台。、部分海上采油平台。 监控数据RTU网线通讯箱交换机网桥天线 数据汇聚基站 视频数据解码网线通讯箱 光电转换器 光纤 主讲：王克华主讲：王克华 8/5/2014 史史127示范区典型标准井场示范区典型标准井场 视频监控视频监控 一体化多功能控制一体化多功能控制柜柜 数据传输数据传输 示功图采集示功图采集 加热炉远程监控加热炉远程监控 天然气分离撬块天然气分离撬块 无线无线温温度度、压、压力力变送器变送器 混输泵自动控制混输泵自动控制 标准化井场标准化井场 主讲：王克华主讲：王克华 桩桩23示范区典型标准井场示范区典
7、型标准井场 视频监控视频监控 温度压力温度压力 掺水控制掺水控制 掺水阀组监测控制掺水阀组监测控制 载载 荷荷 位位 移移 温度压力温度压力 RTU电参电参 油井工况、功图监测油井工况、功图监测 分离撬、加热炉监测控制分离撬、加热炉监测控制 主讲：王克华主讲：王克华 春风排春风排601-20示范区典型标准井场示范区典型标准井场 视频监控视频监控 采注一体化阀组采注一体化阀组 载荷载荷 位移位移 温度压力温度压力 RTU电参电参 油井工况、功图监测油井工况、功图监测 热注井口热注井口 温度压力温度压力 高清球机高清球机 补光灯补光灯 通讯箱通讯箱 主讲：王克华主讲：王克华 一、抽油机功图计量原理
8、一、抽油机功图计量原理 抽油机井载荷功图：抽油机井载荷功图：光杆光杆载荷载荷 F F 随位移随位移 L L 的变化一个冲程画出的变化一个冲程画出的的 F F- -L L 关系图。关系图。 功图量油原理：利用专用软件将利用专用软件将地面功图转化成井下泵功图、找地面功图转化成井下泵功图、找出泵柱塞有效冲程出泵柱塞有效冲程 S Se e 求日产量。求日产量。 Q 日产液量，m3/d； DP泵径，mm； N 冲次r/min； Se柱塞有效冲程。 K 产量校准系数。 214404tpQD SNp=Se 第第2 2部分部分 油井工况监控系统维护与管理油井工况监控系统维护与管理 主讲：王克华主讲：王克华 负
9、荷传感器：负荷传感器：从下死点开始每隔 T/200秒采集一次光杆负荷，通过 无线通讯发送数据给RTU 位移传感器：位移传感器：将光杆位移转换为 数字信号发送给RTU。 死点位置发送器：死点位置发送器：光杆经过下死 点位置时接通，给负荷传感器一 开始信号，用来判断起始点位置 ，并测量冲程周期T（用于计算 T/200时间间隔所对应的位移。 二、功图检测过程二、功图检测过程( (游梁抽油机）游梁抽油机） 电参数采集器：电参数采集器：连续采集电机电 压电流，计算功率电能。通过串 口RS232通讯发送数据给RTU。 远程测控单元（远程测控单元（RTURTU）：）：接收存储光杆 载荷、位移数据，并通过有线
10、/无线网 络上传到指挥中心功图服务器上。 主讲：王克华主讲：王克华 负荷传感器：负荷传感器：从下死点开始每隔 T/200秒采集一次光杆负荷，通过 无线通讯发送数据给RTU 位移传感器：位移传感器：将光杆位移转换为 数字信号发送给RTU。 死点位置发送器：死点位置发送器：光杆经过下死 点位置时接通，给负荷传感器一 开始信号，用来判断起始点位置 ，并测量冲程周期T（用于计算 T/200时间间隔所对应的位移。 二、功图检测过程（滚筒抽油机）二、功图检测过程（滚筒抽油机） 电参数采集器：电参数采集器：连续采集电机电 压电流，计算功率电能。通过串 口RS232通讯发送数据给RTU。 远程测控单元（远程测
11、控单元（RTURTU）：）：接收存储光杆载荷、位移数据，并通过有线/无线网络上传到 指挥中心功图服务器上。 主讲：王克华主讲：王克华 光杆位移载荷数据通过RTU上传到生产指挥中心，通过分析绘制载荷 功图，并根据计算软件，计算出单井产液量。 主讲：王克华主讲：王克华 三、光杆载荷检测三、光杆载荷检测 1)天线保护套；天线保护套；2) 天线；天线；3) ZigBee通讯接口；通讯接口；4) 数据采集与传输板；数据采集与传输板； 5)电池；电池；6) 载荷弹性体触点；载荷弹性体触点；7) 防脱螺栓；防脱螺栓；8) 电路板盒；电路板盒；9) 内六角螺栓内六角螺栓 1 1、认识、认识 主讲：王克华主讲：
12、王克华 功能：定时测量油井一个冲程内的光杆载荷值、冲程值，进而得到油井功能：定时测量油井一个冲程内的光杆载荷值、冲程值，进而得到油井 的示功图的示功图。采集。采集完成“一个冲程”内的载荷数据后，将“一个冲程”内的载完成“一个冲程”内的载荷数据后，将“一个冲程”内的载 荷数据、电池电压及报警状态数据发送至荷数据、电池电压及报警状态数据发送至RTURTU。 供电方式供电方式: : 内部电池供电。通讯方式：无线内部电池供电。通讯方式：无线ZigBeeZigBee通讯。通讯。 安装：传感器采用安装：传感器采用U U型开口式设计，直接插入光杆，防脱螺栓安全保护。型开口式设计，直接插入光杆，防脱螺栓安全保
13、护。 安装时保证传感器位于水平位置。安装时保证传感器位于水平位置。 配置：传感器在安装前需要按照井号对其进行通信信道和通信网络号的配置：传感器在安装前需要按照井号对其进行通信信道和通信网络号的 配置。配置。 唤醒唤醒 ：为降低功耗，负荷传感器通常处于休眠状态，其内部的无线超短：为降低功耗，负荷传感器通常处于休眠状态，其内部的无线超短 波唤醒单元一直处于工作状态，等待波唤醒单元一直处于工作状态，等待RTURTU发送唤醒信号，传感器被唤醒后立即发送唤醒信号，传感器被唤醒后立即 打开打开ZigBeeZigBee通讯接口接收通讯接口接收RTURTU指令指令, ,开始采集负荷数据。开始采集负荷数据。 报
14、警上传：当电池电压过低及传感器故障时，负荷传感器会从休眠状态报警上传：当电池电压过低及传感器故障时，负荷传感器会从休眠状态 进入工作状态并打开进入工作状态并打开ZigBeeZigBee通讯接口，然后发送报警状态信息至通讯接口，然后发送报警状态信息至RTURTU。 2 2、特点与配置、特点与配置 主讲：王克华主讲：王克华 3 3、安装与更换安装与更换 检查所安装载荷传感器型号规格与该井要求的规格型号是否一致。检查所安装载荷传感器型号规格与该井要求的规格型号是否一致。 将抽油机停在下死点稍偏上一点位置，拉上手刹。将抽油机停在下死点稍偏上一点位置，拉上手刹。 将专用光杆将专用光杆方方卡子固定在光杆的
15、下部、井口盘根盒上，防止光杆下滑。卡子固定在光杆的下部、井口盘根盒上，防止光杆下滑。 继续使驴头向下慢慢下移，卸掉载荷，拉上手刹。继续使驴头向下慢慢下移，卸掉载荷，拉上手刹。 主讲：王克华主讲：王克华 将载荷传感器填进悬绳器与光杆方卡子之间将载荷传感器填进悬绳器与光杆方卡子之间，光杆光杆必须必须处于传感器处于传感器U型口中央，型口中央，两个凸出受力点与悬绳中心冲齐，防止偏载。两个凸出受力点与悬绳中心冲齐，防止偏载。 传感器传感器向上向上安装。为防止悬绳器偏载挤飞伤人，将保险链挂在悬绳上。安装。为防止悬绳器偏载挤飞伤人，将保险链挂在悬绳上。 检查检查RTU与载荷传感器的通讯情况（与载荷传感器的通
16、讯情况（ZigBee通讯指示灯闪烁）通讯指示灯闪烁） 按规范拆按规范拆装装，严禁硬砸拆卸，严禁硬砸拆卸，严禁摔碰，轻拿轻放，严禁摔碰，轻拿轻放，保护保护后端塑料天线护盖。后端塑料天线护盖。 请确保传感器安装前后悬绳器请确保传感器安装前后悬绳器-光杆光杆相对相对位置不变，位置不变，保持保持油井防冲距。油井防冲距。 现场修井作业时必须由维修人员现场监督现场修井作业时必须由维修人员现场监督。 主讲：王克华主讲：王克华 4 4、日常检查：、日常检查： 检查仪表外观是否完好。检查仪表外观是否完好。 检查传感器塑料检查传感器塑料/橡胶橡胶天线护盖密封是否完好天线护盖密封是否完好、有无老化、裂纹，及时更换、有无老化
