油田自動化計量技術應用及故障排除

蘇建斌 李健 黃興鴻

摘 要：近年來集團公司根據工業生產自動化技術的成熟發展和油氣生產需要，逐步加大力度推進“油氣生產物聯網系統（A11）項目”建設步伐，旨在實現生產操作自動化和優化生產管理流程為手段，提高工作效率，進而優化勞動組織用工，服務油田生產的精細化管理，最終達到“增產增效不增員、節能、節約運行成本”的目的。而本次項目和之前自動計量設備的不同之處在于，更加統一化、完整化、規范化。例如逐步將現場視頻預警信息傳送到數據監控平臺，并且各級人員都可以使用。

關鍵詞：自動化；智能化；監控；網絡傳輸；故障；排除

1 系統組成

該系統集先進、成熟的計算機技術、通信技術、數據采集及傳感器、采油工程技術于一體，具有油井自動監測和控制、實時數據采集、油井液量計量、油井工況診斷及優化設計等功能，主要由4個子系統組成。

油井無線工況數據監控。油井無線工況智能遠程監控器是對油井進行集中控制和自動管理的專用數據采集器，其數據傳輸方式為先進可靠的無線數據傳輸，可無線監測和控制自噴井、游梁機井、螺桿泵井、電泵井工況。數據傳輸方式選用GSM/GPRS/CDMA通訊方式。

油水井液量計量及分析優化，是集油水井液量計算和優化設計、工況診斷和宏觀管理、系統效率分析與評價決策等于一體的綜合軟件，提供了一個優秀的集成解決方案。

無線網絡視頻監控，可以在油井場安裝若干臺攝像機，對油水井進行監視。目前此項應用在油水井單井生產中應用程度并不高，只要是應用在基站、泵房、班站等設備人員集中安全等級較高的場地。

網絡瀏覽系統為瀏覽器構架。油田局域網內的授權用戶可進行實時瀏覽、查詢工況數據。一口油井安裝1臺RTU和多種傳感器。傳感器由載荷傳感器、位移傳感器、扭矩-載荷傳感器、轉速傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電流電壓傳感器等組成，這些傳感器均與油井RTU相連接，對油井進行控制和采集各傳感器的數據，并反饋給上位監控主機，上位機在把各種信息數據傳送到計算機上遠程監控軟件上，就可以對每一口井進行實時測量控制，得到現場數據并進行分析處理。

2 主要系統功能

這套系統主要實現：①油水井工況檢測；②故障報警和控制保護停電、停機、回壓異常、缺相及電流異常、抽油機抽空、防盜紅外監控等故障報警；③數據通訊；④數據管理；⑤攝像監視；⑥生產管理及遙控指揮；⑦油水井產量計量；⑧油井生產系統分析與優化決策功能。

3 遠程計量設備常見故障分析及處理

3.1 自動化計量設備零配件介紹

主板：在流量計一次表中，將數據進行存儲、計算；放大器：鏈接流量計一次表和二次表，將采集到的流量信號轉換成數值傳輸到主板里進行存儲和運算；顯示板：在流量計一次表中，顯示主板里的數據，通過下面四個按鍵，設置參數、修改參數；通訊板：在流量計一次表中，主要負責RTU與流量計表頭的通訊、流量計與執行機構之間的通訊；控制板：在流量計執行機構中，與通訊板和電機連接。主板命令通過通訊板下發到控制板，由控制板控制電機轉動，調節水量大小。

3.2 常見故障和解決辦法。

3.2.1 屏幕無顯示，解決辦法：

檢查供電情況：檢查市電或者太陽能板供電是否正常；檢查RTU主板供電保險是否燒；檢查RTU系統是否正常；重啟系統。

3.2.2 蓄電池電壓低或無電壓，解決辦法：

①電壓低，斷開L3 L4端子將蓄電池充足電；②無電壓蓄電池壞，更換蓄電池；③顯示屏壞，更換顯示屏；

3.2.3 無流量數據，解決辦法：

①信號線斷，連接信號線；②L4供電端子斷開，閉合供電端子；③L4供電保險燒，更換供電保險；④流量計內置電池無電壓，更換電池；⑤流量計主板，通訊板燒，更換主板或通訊板；⑥放大器壞，更換放大器。

3.2.4 流量不準（波動大），解決辦法：

①放大器進水，更換放大器；②二次表探針斷，更換探針；③探針有污垢，拆下探針清理探針；④井口壓力為負壓；⑤泵壓不穩，穩定泵壓；⑥流程與增注泵距離太近導致管線顫動；⑦磨輪磨損，更換磨輪。

3.2.5 不自控，解決辦法：

①自控閥供電斷開，閉合供電保險；②RTU設置成手動，改為0自動；③信號線斷，接信號線；④執行機構壞轉不動，更換執行機構；⑤表頭與執行機構插頭沒插；⑥蓄電池電壓低。

4 簡單現場維護

①對于井口有接線的水井，在作業前，技術員一定詢問線纜是否影響作業，若影響，務必控制柜內遠程設備斷電后，再拆開井口線纜，收好線纜，做好線間絕緣，防止碾壓破壞。拆線之前，要拍照保存各個線號（不同顏色的線）電線的接線，回接時，不能接錯；②水井rtu箱內一般配有四個保險端子，左側兩個為太陽能板、電池供電保險，右側2個為井口執行機構供電，若果水井停注，可斷開右側2個保險，左側2個保險沒必要斷開，否則影響電池充電，影響電池質量，還影響水井上線；③現場人員要簡單識別遠程箱體內的線路供電情況，做到會斷電，會重啟。

大港油田公司“油氣生產物聯網（A11）項目”