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1、油田生产自动化油田生产自动化广域科技采油信息化工程中心内容内容第一部分 目的意义第二部分 发展状况第三部分 Wellsnet系统简介第四部分 效益分析第五部分 应用实例第六部分 总的观点、结论和建议第一部分第一部分 目的意义目的意义1.1 信息流与CAO 1.2 三级信息流动与分布概念 1.3 SCADA系统(第一级)的概念 1.4 SCADA系统的规划、技术要求和开发 1.5 油田SCADA系统的任务 1.6 油田SCADA系统的主要应用领域 1.7 SCADA系统应用范围1.1 信息流与CAO信息流与CAO信息被看成一组集成的数据流，这 种数据流从作业现场开始流经各作业中 心到达总计划中心
2、。处理这些数据的各 种信息系统，都支持着油气田作业活动 。这个概念正在一些较大的如壳牌作业 公司采用，它从管理机构和地理位置的 角度描绘了计算机化的信息系统中数据 和信息的分布与使用。信息流信息流与CAOCAO是计算机在油气田作业中的应用的 简称。CAO是一种计算机化的信息系统,用 于油气田开发和生产作业规化与管理.这 些信息系统能对生产作业进行密切监视实 时控制、实际评价与规化，起到“在事件 进程中（而不是事件后）进行管理”的作 用。随着更便宜、灵活性更大的交互式计 算机的出现和远程通信技术水平的提高， CAO系统信息存取更加方便，从而能对油 气田开发作业进行更有效的规划和管理。CAO第一部
3、分第一部分 目的意义目的意义1.1 信息流与CAO 1.2 三级信息流动与分布三级信息流动与分布三级信息流动与分布战略级战术级生产过程作业级战略级 公司的目标、任务 和战略方针，以长 期规划的形式被表 示出来；战术级 这些长期规划本身 则被转换为中长期 开发方案。作业级 中长期开发方案 又被变为中短期 开发作业方案和 指令。三级信息流动与分布概念详细说明三级信息流动与分布概念详细说明第三级，为长期规划 和评价（战略级）对 所接收的经过选择的 数据和信息进行管理。 对于特殊任务和评价 活动，在这一级也可 以采用交互系统。第二级OTD（作业 与技术工艺数据）系 统，为特定的用户集 团和（或）项目（
4、与 战术级的作业评价、 规划有关），进行数 据（信息）处理和管 理工作。OTD系统也 将选择出来的数据和 信息传输给第三级系 统；第一级SCADA（监控与数 据采集）系统，为作业的监控 提供实时数据和信息。SCADA 系统还把选择出来的数据和信 息发送给第二级系统；CAOCAO系统包括了第一级和第二 级，即由SCADA系统和OTD系统 组成。数据被实时或人工通过 SCADA系统输入OTD系统（也可 以是人工通过终端装置直接输 入OTD系统）。考虑到作业环 境和管理机构的组织结构，上 述三级系统的构造可以分级进 行，并使之具备一定的扩展能 力（灵活性好）。上述概念在 物理和工艺上的实现，还要受
5、到作业环境、远程通信能力、 可获得的技术支持等方面因素 的影响。第一部分第一部分 目的意义目的意义1.1 信息流与CAO 1.2 三级信息流动与分布概念 1.3 SCADA系统(第一级)的概念SCADASCADA系统系统( (第一级第一级) )的概念的概念SCADA系统基本组成： 1.远程终端设备 2.控制中心监控设备 3.远程数据通信网络SCADA系统发展背景： SCADA技术是在过去的十几年间，为了满足对 更有效的（远距离）作业监控技术的需要而发 展起来的。由于油田各生产单位（井口、计量 站等）地理位置分布十分分散，与管理部门之 间的距离较远，与炼化厂的生产装置都集中在 一个厂区内很不一样
6、，油田常处在野外、沙漠、 滩海中，这些特点使得管理部门及时准确了解 基层生产单位情况和迅速下达指令十分困难， 而且生产操作人员的生产和生活条件也十分艰 苦。凡此等等使得采油厂的生产越来越需要依 靠自动化技术提高生产效率和效益。SCADA系统应用的目的：SCADA油田自动化系统是利用各种仪表、 监控设备或计算机系统对油田生产设备的运行 状态进行检测与监视，操作（或管理）人员根 据计算机系统显示情况对设备运行状态进行调 整，使整个系统安全平稳地运行。这种数据采 集和传输被“实时”进行，即在作业现场数据产 生的一瞬间完成采集和传输过程。SCADA系统 能够对远距离生产作业进行集中直接监控，并 可以很
7、方便地将总信息传输给其他系统和管理 机构中的其他部门第一部分第一部分 目的意义目的意义1.1 信息流与CAO 1.2 三级信息流动与分布概念 1.3 SCADA系统(第一级)的概念 1.4 SCADA系统的规划、技术要求和开发SCADA的规划和开发（1）如果一个油田考虑采用油田自动化 系统，应对下列因素进行评价和定义：1.生产作业基本需求； 2.SCADA系统需要达到什么程度；（2）SCADA系统需要达到什么程度？系统 首先应简单，其功能要求仅限于“必需 的”范围，需具有良好的可扩展性。（3）为现在油气田的扩建部分进行信息 系统开发时，应该把新特征的引入限制 到绝对必需的程度；SCADA的规划
8、和开发（4）应该认识到SCADA系统的大部分 开支是仪器仪表，遥测装置所需的 。计算机硬件，外围设备和软件的 成本总的来说较少。第一部分第一部分 目的意义目的意义1.1 信息流与CAO 1.2 三级信息流动与分布概念 1.3 SCADA系统(第一级)的概念 1.4 SCADA系统的规划、技术要求和开发 1.5 油田SCADA系统的任务油田油田SCADASCADA系统的任务系统的任务 油田生产设备数据采集和处理的自动化 操作者监督任务的部分自动化 集中显示实时生产信息 趋势显示油田生产设备数据采集和处理的自动化操作者监督任务的部分自动化集中显示实时生产信息趋势显示油田油田SCADASCADA系统
9、的任务系统的任务 把选择好的数据传输给其它信息系统 生产过程监控与调节 事故报警与保护 计算机联网通讯把选择好的数据传输给其它信息系统生产过程监控与调节事故报警与保护计算机联网通讯第一部分第一部分 目的意义目的意义1.1 信息流与CAO 1.2 三级信息流动与分布概念 1.3 SCADA系统(第一级)的概念 1.4 SCADA系统的规划、技术要求和开发 1.5 油田SCADA系统的任务 1.6 油田SCADA系统的应用领域油田油田SCADASCADA系统的主要应用领域系统的主要应用领域 抽油井的监测与控制l电潜泵的监测与控制l气举最优化l油井自动计量注水监测与控制 储罐液面监测数据采集l油/气
10、/水分离监测与控制l油田污水处理系统监测与控制l联合站消防系统l原油外输装置的数据采集与控制第一部分第一部分 目的意义目的意义1.1 信息流与CAO 1.2 三级信息流动与分布概念 1.3 SCADA系统(第一级)的概念 1.4 SCADA系统的规划、技术要求和开发 1.5 油田SCADA系统的任务 1.6 油田SCADA系统的主要应用领域 1.7 SCADA系统应用范围SCADASCADA系统应用范围系统应用范围当不使用SCADA系统，生产作业要求就 不能被满足，例如： 在要求无人值守或以很少的人力操作的远程油气作业情况下； 在大型复杂的海上集成生产设施和设备的情况下； SCADASCADA
11、系统应用范围系统应用范围对于下列要求所提出的特殊生产作 业问题，SCADA能提供一个有吸引力 的解决办法时：- 分布在一个面积上的大量生产设施的集中监控；不使用SCADA系统，要达到所希望的监控水平，就要耗费大量的人力和运输资源； 第二部分第二部分 发展状况发展状况2.1 油田生产自动化的发展 2.2 油田生产自动化主要公司油田生产自动化的发展油田生产自动化的发展油田生产自动化的发展继电器半导体元件小型计算机微型计算机典型例子： 抽油机控制器 的成功应用60-70年代油田生产自动化的发展油田生产自动化的发展80年代90年代特点： 理论和实际应用研究均趋于成熟 进入大规模应用阶段特点： Intr
12、anet/Internet技术的引入 抽油机诊断专家系统第二部分第二部分 发展状况发展状况2.1 油田生产自动化的发展 2.2 油田生产自动化主要公司油田生产自动化主要公司油田生产自动化主要公司油田生产自动化主要公司公司名称 应应用领领域 Baker CAC 抽油机智能终终端 Delta-X 抽油机智能终终端 Automation&Electronics 抽油机智能终终端 Nabla,Inc. 抽油机智能终终端 Tri-Ener-Tech 抽油机智能终终端 Texas Electronic Resources 抽油机智能终终端 Insight Automation Inc 监监控软软件 Rea
13、lflex System , Inc. 监监控软软件 Theta Enterprises, Inc. 抽油机分析诊诊断 第三部分第三部分 WellsnetWellsnet系统系统简介简介3.1 系统结构与组成3.2 系统特点3.3 系统功能模块3.1 系统结构与组成系统结构与组成系统结构与组成远程终端设备无线通讯模块传感器 中心控制室计算机 和Wellsnet Pro油 田生产自动化数据 采集、监控软件包抽油机智能终端抽油机智能终端RTU是以微处理器为 基础的可编程检测控 制固态组件主要任务： 数据采集、监视控制、逻辑及 数据运算和通讯功能，其次是 操作人员接口、信息的储存与 检索等全部或部分
14、功能。基本元件组成： 中央处理单元（CPU） ROM、RAM 存贮器 实时日历时钟 输入输出组件 通信组件及接口设备 人-机接口设备注水终端注水终端自动计量终端自动计量终端工业监测终端工业监测终端中继站中继站无线扩频调制解调器无线扩频调制解调器该系统是连接RTU 和中心控制室 MTU的纽带主要任务：任务： 及时准确地传送 油田生产过程数据 和调度控制命令基本特征： -网络拓朴结构 -通信接口（RS485） -传输速率（19200bps)传感器传感器压力传感器负荷传感器位置传感器温度传感器第三部分第三部分 WellsnetWellsnet系统系统简介简介3.1 系统结构与组成 3.2 系统特点系
15、统特点系统特点l生产设备集中控制、监测与管理l实时数据采集与监测l高速无线数据网l实时报警和保护l良好的Intranet集成性l分布式的客户机/服务器结构l系统模块化l完备的监控软件，友好图形用户界面l高性价比，抗恶劣环境第三部分第三部分 WellsnetWellsnet系统系统简介简介3.1 系统结构与组成 3.2 系统特点 3.3 系统功能模块系统功能模块系统功能模块抽油井数据采集与监控 计量站自动计量 注水井监测 生产管理 系统维护 各种参数设置 油井分析诊断抽油井数据采集与监控抽油井数据采集与监控1.井场数据的自动录取示功图、电流图、油套压、井口温度、电压电流等抽油井数据采集与监控抽油
16、井数据采集与监控2.抽油机自动控制抽油机遥控启停、空抽控制、抽油杆断脱、卡死保护等抽油井数据采集与监控抽油井数据采集与监控3.故障报警载荷故障、位置传感器故障、电流电压故障、油套压故障、终端故障、电流断相故障等抽油井数据采集与监控抽油井数据采集与监控4.抽油机自动保护上下限报警停机、电机过载、缺相和断相保护、延时启动等系统功能模块系统功能模块抽油井数据采集与监控 计量站自动计量 注水井监测 生产管理 系统维护 各种参数设置 油井分析诊断计量站自动计量计量站自动计量可控多通阀实现自动倒井动态显示分离器各参数变化 数据无线传输 分离器上下限液位报警 油气水自动计量结果的输出与管理系统功能模块系统功能模块抽油井数据采集与监控 计量站自动计量 注水井监测 生产管理 系统维护 各种参数设置 油井分析诊断注水井监测注水井监测实时
