淺談微功耗測(cè)控終端在油田長(zhǎng)停井管控中的應(yīng)用

王雙劍，謝 莉

（中原油田信息通信技術(shù)有限公司，濮陽(yáng) 457001）

1 油田信息化現(xiàn)狀分析

中原油田各個(gè)采油廠陸續(xù)完成油田信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了井場(chǎng)圖像實(shí)時(shí)傳輸，油井油壓、套壓、功圖等井場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集傳輸。為油田減員增效打好了基礎(chǔ)。

隨著油井產(chǎn)量的降低，越來(lái)越多的油井列入長(zhǎng)關(guān)井的。部分油井采取關(guān)井、封井的措施，井場(chǎng)設(shè)備拆除、無(wú)供電條件，無(wú)法安裝常規(guī)生產(chǎn)油井的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。而長(zhǎng)停井關(guān)井后憋壓超過(guò)井口閥門管線承壓時(shí)、在發(fā)生人為破壞，油氣泄漏時(shí)會(huì)引起爆炸、引發(fā)事故。是油田安全管理的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。

2 微功耗測(cè)控終端應(yīng)用情況

目前在濮東采油廠部分長(zhǎng)關(guān)井上已經(jīng)采用微功耗測(cè)控終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)關(guān)井狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3 微功耗測(cè)控終端性能特點(diǎn)

3.1 模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

微功耗測(cè)控終端由四個(gè)部分組成：

通信模組COMM、測(cè)控模組RTU、顯示與操作模組DISCON、電源模組POWM。

3.1.1 測(cè)控模組RTU

微功耗測(cè)控模組，由信號(hào)輸入/出模塊、微處理器組成，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)采集和控制。實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)一次儀表的遙測(cè)、遙控、遙信和遙調(diào)等功能。輸入輸出量包括：DI、DO、AI、AO、PLO、IMPI、MODBUS。

RUT特點(diǎn)是：適用于惡劣工況環(huán)境；模塊化設(shè)計(jì)，便于擴(kuò)展；在具有遙信、遙測(cè)、遙控要求的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

3.1.2 通信模組COMM

通信模組主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)與監(jiān)控中心之間的通信，是RTU與管理平臺(tái)間的中間件。采用2G/3G/4G無(wú)線通信方式。有三種工作模式：普通、待機(jī)、休眠模式，不同供電模式情況選用對(duì)應(yīng)的工作模式。

3.1.3 顯示操控模組DISCON

顯示與操作模組主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)配置參數(shù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的顯示，采用液晶顯示和防水磁感應(yīng)按鍵。

3.1.4 供電模組POWM

供電模組主要為各模組提供工作電源，有三種供電模式：市電、電池組、太陽(yáng)能模式。微功耗測(cè)控終端通常采用電池組供電。

3.2 防水防爆功能

長(zhǎng)關(guān)井監(jiān)測(cè)終端設(shè)備安裝在觀測(cè)井內(nèi)，設(shè)備防水、防潮、防浸泡。特別適用于不具備供電條件的或取電不便的野外、井下等惡劣工況環(huán)境。終端材質(zhì)選用增強(qiáng)尼龍，上下蓋間采用H型360°密封條密封，上下蓋間使用不銹鋼螺栓的緊固，使密封圈產(chǎn)生變形，填滿密封端面不平處。下端進(jìn)出線用防水接頭和O型密封膠圈共同密封。安裝時(shí)，一次儀表連接電纜在防水盒內(nèi)端子上連接好，在防水盒內(nèi)再次注入防水膠，防護(hù)等級(jí)達(dá)IP68。

終端盒和儀表均達(dá)到防爆等級(jí)EXiAⅡCT，滿足油氣安全生產(chǎn)防爆需要。

3.3 組網(wǎng)方式

微功耗測(cè)控終端通過(guò)不同的參數(shù)設(shè)置，支持多中心上報(bào)。支持短消息、VPN專網(wǎng)、公網(wǎng)專線。設(shè)備接口豐富、功能多樣，支持邏輯定制，對(duì)用戶開(kāi)放通信協(xié)議。

提供云平臺(tái)，用戶可不必自建服務(wù)器；國(guó)內(nèi)主流組態(tài)軟件，如力控、亞控、組態(tài)王，提供各類行業(yè)應(yīng)用軟件，支持通過(guò)OPC、數(shù)據(jù)庫(kù)方式與其他平臺(tái)對(duì)接。

4 微功耗采集終端使用優(yōu)勢(shì)

4.1 適宜無(wú)法供電的場(chǎng)所

現(xiàn)場(chǎng)使用低功耗模式，供電選用一次性高能鋰電池，該電池組內(nèi)嵌在微功耗測(cè)控終端內(nèi)，給測(cè)控終端和傳感器供電。終端設(shè)備平時(shí)處于休眠狀態(tài)，只有在上報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)才喚醒。設(shè)備采集時(shí)功耗極低可以忽略，工作時(shí)終端定時(shí)采集壓力等數(shù)據(jù)，并與設(shè)置的上下限值做比對(duì)，超限時(shí)數(shù)據(jù)上報(bào)，數(shù)據(jù)未超限時(shí)存儲(chǔ)在本地。在調(diào)度中心的主動(dòng)輪詢的長(zhǎng)周期進(jìn)行上報(bào)，間隔周期按4小時(shí)采集發(fā)送一次，4節(jié)高能鋰電池能使終端設(shè)備正常工作2-3年，電池耗盡更換電池。

注意：不同現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境選用對(duì)應(yīng)供電模式和控制模式。

4.2 組網(wǎng)技術(shù)成熟、便捷，成本低、適應(yīng)面廣

微功耗測(cè)控設(shè)備采用成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)，建設(shè)成本低、網(wǎng)絡(luò)覆蓋好、擴(kuò)展能力強(qiáng)。設(shè)備支持遠(yuǎn)程設(shè)參、維護(hù)、升級(jí)。微功耗測(cè)控技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代通信技術(shù)，能夠滿足惡劣環(huán)境的工作要求，適應(yīng)多種場(chǎng)合，對(duì)油田信息化建設(shè)提供了優(yōu)質(zhì)的技術(shù)補(bǔ)充。

5 應(yīng)用前景

微功耗采集設(shè)備操作簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)，適宜用于油田長(zhǎng)關(guān)井、注水井的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集。廣泛應(yīng)用在不具備供電條件、環(huán)境惡劣的場(chǎng)所，減少讓人工成本、提高對(duì)長(zhǎng)停井、注水井現(xiàn)場(chǎng)工況掌控力度。目前已在濮東采油廠長(zhǎng)關(guān)井投入應(yīng)用，下一步可將長(zhǎng)關(guān)井監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入油田信息化PCS平臺(tái)，并在注水井監(jiān)測(cè)場(chǎng)所推廣應(yīng)用，進(jìn)一步完善油田信息化應(yīng)用領(lǐng)域，為油氣田生產(chǎn)安全環(huán)保管理工作提供更加有力的保障。