解析数字化油田里的无线传感器

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点击量: 205814 来源: 深圳市铭之光电子技术有限公司
  无线传感器和无线RTU在油气田数字化建设中的应用,采用专业化的油田工控产品和ZigBee通信技术,实现对现场油水井的远程数据采集和控制,降低了施工成本,缩短了建设周期,减少后期维护,为**建设数字化油田创造了条件。

井口数字化建设是油田地面工程数字化建设**层、范围*广、*关键的现场部分,主要完成对现场井口、站点的数据采集和控制。包括:抽油机油井、螺杆泵油井、电潜泵油井、注水井等。在数字化油田井口建设中,使用无线传感器可以减少建设周期、维护方便,适合于规模施工,**建设数字化油田。下面以中石油青海油田为例,介绍 无线传感器 在油田中的应用。

中石油青海油田公司是集油气勘探、开发、研究、生产、销售为一体的大型石油公司。作业区域在素有“聚宝盆”之称的柴达木盆地。石油资源量达21.5多亿吨,天然气资源量近25000亿立方米,目前油气勘探程度较低,具有广阔的发展前景。

自2000年以以来,青海油田在部分区块已经建立了井网自动化系统,典型系统如尕斯区块、跃进区块、七个泉区块,覆盖约500多口油井。但是原有系统的覆盖面小,对于整个油田而言,仍有一半以上的井口、站点尚未实现自动化监控;另一方面,随着电子技术、通信技术的发展,在已有系统中,早期建成的部分系统采用的产品和技术已经逐渐失去了先进性,在使用维护过程中暴露出的一些问题。

在井站系统通信设计方面,井口仪表与井口RTU之间采用先进的ZigBee无线技术,具备大容量、低功耗、高可靠性、高**性的优点,代表了短距离无线通信技术的发展趋势,并由此带来施工简化、调试维护简单、建设周期短等优点。井口RTU与上级监控中心之间的数据通信,则采用了CDMA通信网络。

抽油机井示功图采集选用安控科技的SZ902N无线功图 传感器 ,可自动测量抽油机井地面示功图(冲程、冲次等),实现对有杆泵示功图的采集。示功图数据以ZigBee无线通信方式,传输到井口无线RTU中。

SZ902N无线功图传感器,设备简单,只有一个与传统载荷传感器相似的终端组成;安装方便,与传统的载荷传感器安装方法相同,但是免去了有线仪表电缆敷设的施工量,安装简化快捷;运行稳定,使用电池

供电,可消除外界电网干扰;**防盗,示功仪与卡锁一起上下运动,不易被人为破坏;技术先进,可设置多个频点,避免同频干扰;方法新颖,利用加速度传感器获取位移量;绿色产品,利用太阳能充电**环保。通过无线通讯协议与井口RTU进行数据通讯。

井口油压、套压采集选用安控科技的SZ903D无线数字压力表,实时监测油压、油套的压力和注水井注水压力。SZ903D无线数字压力表,就地显示配置液晶显示器;采用防H2S腐蚀设计;适用于各种恶劣的使用环境;具有功能强、可靠性高、应用灵活、操作方便等特点。通过无线通讯协议与井口RTU进行数据通讯。

螺杆泵井口扭矩、负荷、转速采集选用安控科技的SZ904无线 扭矩传感器 ,实时监测螺杆泵井口扭矩、负荷、转速。SZ904无线扭矩传感器,采用防H2S腐蚀设计;适用于各种恶劣的使用环境;具有功能强、可靠性高、应用灵活、操作方便等特点。通过无线通讯协议与井口RTU进行数据通讯。

4.无线传感器在油气田数字化建设中的优点、效益分析

与传统的产品选型和系统设计相比,无线传感器在油气田数字化建设和使用中均显示出了独特的优点:

油田传统的井站自动化系统的建设方式,以某油田原有的老区块为例,采用的是模拟仪表和有线通信传输。模拟仪表传输和有线通信方式,在施工安装过程中不可避免地需要敷设信号电缆、通信电缆(如RS485电缆),涉及到在井场挖沟和安装电缆护管等。人工费用和材料费用造成施工成本高。

而在无线传感器应用的系统中,这一部分的施工费用不存在了,信号传输和通信传输均简化为无线通信的调试,施工成本被降到了*低。

由于新系统的建设省略了在井场动土挖沟、动火电焊等施工,因此施工速度提高了数倍。

以安控科技生产的无线功图传感器的安装为例,传统的信号电缆敷设和传感器安装需要至少半小时以上,而该传感器减少了安装抽油机光杆卡子和电缆敷设的时间,因此正常的安装时间缩短到了10分钟以内。

井场内自动化设备的安装施工中,都需要对油井停机停电,而停机就意味着油井减产。因此从这个意义而言,施工速度的提高就等于是生产效益的提高。

在系统的后期维护方面,某油田老区块原有的信号和通信电缆,在修井作业中经常被重型车辆轧断和遭到人为破坏。而无线传感器则免除了这一问题。

随着电子技术、计算机技术的进步,特别是国产设备的推陈出新,油田专用的RTU、PLC产品的采购成本已经逐渐降低;而无线技术的应用,则带来了施工费用的大大降低。

仅仅在数年以前,油田数字化建设的投资还只能针对重点区块、建设重点工程。而目前*新的技术和产品,则为**建设数字化油田创造了条件。
文章由传感器专家网整理发布
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