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羅斯蒙特無線儀表助新疆克拉油氣田井口自動化監測應用案例


更新時間:2017-03-27 00:00:00 - 本文關鍵詞:羅斯蒙特

2017-03-27


  一、項目背景 
  克拉美麗氣田位于中國第二大沙漠古爾班通古特沙漠腹地,是準噶爾盆地首個千億立方米儲量大氣田。自投產以來,克拉美麗采氣人用勤勞和智慧耕耘荒涼,用堅持和信念守望夢想。


  二、項目概述

  克拉美麗氣田位于古爾班通古特沙漠,是新疆油田公司發現的首個千億方儲量規模的火山巖氣田。本項目根據氣井生產能力,選取8口氣井作為改造對象,使用先進的WirelessHART智能無線技術,采集井口的工藝參數,并通過無線電通訊的方式,將井口監控數據傳送至位于集氣站的上位控制系統中。實現了對井口的遠程監測,降低了人工巡檢的勞動強度,提高了井口生產的可靠性,從而實現氣田的整體數字化。 

  三、方案指導 

  對高產氣田實現信息化管理,生產現場實現數字化、網絡化、智能化是基礎,井口實時數據監控是實時掌握氣井生產動態及設施設備完整性,保證氣井正常生產的最基本保證。探索應用新的自動化技術減低勞動強度、降低維護成本,盡快提高井區自動化管理水平,是驅動本項目采用自動化新技術的出發點。 

  四、項目挑戰 

  無數字化工程實施前,滴西18井區各單井中,2口水平井井口參數(壓力、溫度)采用壓力、溫度變送器,通過井口RTU實現單井數據遠程采集,數據傳輸采用光纖傳輸;其余16口直井井口參數(壓力、溫度)為就地顯示:壓力儀表采用彈簧管式壓力表,溫度儀表采用雙金屬式溫度計,各儀表均不具備數據遠傳功能。 

  針對氣田單井數量多、分布廣、產量波動頻繁、管理難度大、大部分氣井井口參數無法遠程監控等特點,作業區成立4個巡井班,每班10人管理氣田單井。管理制度為:生產氣井一天兩班(白班、夜班)、每班巡檢2次,長關氣井、邊緣井每班每周二巡檢1次。主要記錄井口油壓、套壓、井口溫度、節流前后壓力和溫度,實時掌握氣井生產動態及設施設備完整性,保證氣井正常生產。由于改造前單井自動化水平低,RTU遠傳、UPS覆蓋面較小,僅有2口單井井口配有RTU及UPS,大多數氣井無法實現遠程監控及操作,員工巡檢勞動強度大。此外,一旦單井井口出現突發緊急情況時,員工無法第一時間及時掌握現場狀況并解決問題,且處理問題時間較長,員工勞動效率低下,為氣井正常生產埋下隱患。 

  五、智能油(氣)田之井口數字化解決方案 

  針對本項目井口相距較遠情況,艾默生公司特別研發分體天線無線儀表,和常規集成式天線無線變送器混合組網,利用無線變送器作為中繼節點加強網絡可靠性,構成3口氣井的無線MESH網絡,順利解決網絡組網。安裝運行后,網絡運行狀態良好,達到生產數據連續監控要求。以無線變送器作為中繼節點,增強了MESH網絡的可靠性,但最大的優勢是利用變送器由電池供電,不必安裝太陽能電池板,降低施工和維護成本,解決沙漠深處無供電的困難。無線變送器電源模塊同樣遵循WirelessHART標準,為智能電源模塊SmartPower模塊,符合本安要求,可在現場更換,并具備短路保護、電量預警功能,使用壽命依據儀表類型和更新速率不同,其使用壽命在5-10年。
 
  本項目中,滴西18井區9口單井組成2個無線網絡,無線網絡接入RTU系統完成本地數據存儲,RTU數據通過數傳電臺將數據無線傳輸至滴西18集氣站PLC系統,實現單井數據管理。滴西生產運行調度集中中心設立在中心處理站,目前僅對處理廠生產數據進行操作,對集氣站及單井數據進行監控,由于集氣站與處理站之間已將建立光纖通訊網絡,因此,本項目單井生產數據可以后期將實現通過全廠調度中心中心的已建光纖網絡將數據傳輸至處理站客戶端。 

  六、項目效益分析 

  實現井口生產數據實時監控,解決了由于井區生產井地理位置的分散分布,實時獲取井口生產數據,保證井區安全生產一直是困擾井區作業的難題。 

  現場采用無線儀表監控井口數據,并實時傳送至處理站調度中心,可以對注醇或直接節流、加熱節流單井井口參數如溫度、壓力等參數實時監控,實現了現場生產實時監控,為判斷井口管線積液、凍堵及地層壓力變化提供了實時參數及歷史趨勢數據,為安全穩定生產、優化氣井操作提供了可靠的技術數據。 

  降低巡檢維護成本,利用無線網絡實時監控井口數據,可以減少巡井班次和巡井人數,按照減少一半人員和每天巡井一次計算,勞動成本將節省50%,人工時減少近3000小時,巡井路程減少近20萬公里,相應車用油耗節省75%。在企業節能能降耗管理上,無線技術的應用帶來最為實際的應用效果。 

  提高生產運行及員工安全性,能夠實時監控生產井口的數據,以便快速對現場運行做出響應,為穩定安全生產提供了技術保證。同時,由于現場無線儀表為智能設備,可以在中心調度室對其進行遠程診斷和維護,也減少了現場設備的維護操作,相應減少在井口危險區域的操作及巡檢次數,如克拉美麗沙漠冬季道路結冰和自然環境的因素(有時野狼群出沒)的影響,提高了操作人員的工作效率和安全保障。 

  七、項目意義 

  本項目是滴西氣田信息化建設的試點項目,項目的成功運行,為今后氣田信息化管理開辟了新的技術路線。隨著創新技術的快速發展,無線視頻攝像監控、無線WIFIVoIP電話網、現場重要設備管理等信息都將納入生產井區管理系統,利用創新的自動化技術實現井區數字化、智能化管理,加快建設氣田信息化的進程。



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