樊庄区块水平井自动化集散监控系统设计与实现(修改)

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1、樊庄区块水平井自动化集散监控系统设计与实现作者：杨超1，赵立宁1，孟晓强1，李洪涛1，黄少伟1，周正奇2（1、河北省华北油田采油工艺研究院，任丘市，0625522、河北省华北油田采油一厂，任丘市，062552）摘要：为了统一华北油田山西煤层气开发数字化管理模式，同时提高水平井的生产时率，统一数据库格式，统一报表系统。在充分了解和吸收水平井控制系统优点的基础上，对水平井数据采集、传输、控制、数据库及报表生成系统进行设计和实现用。在控制柜里，用PLC代替了原先的水平井控制RTU，Mc-Will无线通信系统替代了原有的数传电台，

2、充分利用其现场仪表，实现了远程变/恒液面控制，远程启停井等功能。实现了水平井的远程操作与控制，统一了报表系统和报表格式。关键词：远程变/恒液面控制DCSPID调节ThedesignandachievementofthehorizontalwellDCSintheHuabeiOilfieldCBMBranchCompanyYangchao1Zhaolining1Mengxiaoqiang1LiHongtao1HuangShaowei1ZhouZhengqi2(1、ProductionTechnologyResearchIns

3、tituteofHuabeiOilfieldCompany2、TheFirstExploitFactoryofHuabeiOilfieldCampany)Abstract:Theoriginalhorizontalwells’RTUswerereplacedbythePLC,theoriginaldataradioswerereplacedbytheMc-willwirelessDTUs.Usedtheoriginalinstrumentsmostly,achievedtheremotevariable/constantl

4、iquidlevelcontrolandtheremotestartupandstopcontrol.Keywords:remotevariable/constantliquidlevel;DCS;PIDadjusting1引言为了统一华北油田山西煤层气开发数字化管理模式，同时提高水平井的生产时率，统一数据库格式，统一报表系统。为此，在充分了解和吸收水平井控制系统优点的基础上，对水平井数据采集、传输、控制、数据库及报表生成系统进行设计和实现。山西煤层气公司樊庄区块共有水平井45口，平均日产气量21万方/口，平均一口水平井产

5、气量是一口直井产气量的10倍左右。如何管理好水平井成为一个迫切需要解决的问题。2008年投产开始，每口水平井均由奥瑞安能源国际有限公司负责钻井，并自配带其控制系统，其系统采用微波电台传输命令、数据，经过几年的运行，主要存在问题：1、由于奥瑞安公司自带的控制柜无远程控制功能，影响水平井的产量；2、并且由于奥瑞安公司技术壁垒，不肯向中方开放其通信协议和数据库。3、数据库报表不能自动完成，需人工手动完成，工作量大。4、奥瑞安水平井控设备均为进口设备，设备一旦出现问题，不能现场及时解决，维护困难。2水平井自动监控系统设计2.1改造

6、方案将现有水平井所有仪表接入PLC，经Mc-will无线宽带网络上传至煤层气自动化系统（DCS系统），控制功能由PLC完成，并更换现场控制面板。保留原系统的一次传感器、变频器、供电电源及配电柜，取消数传电台。图1水平井远程集散控制监控系统Fig.1thehorizontalwellDCS2.2主要监控功能实现了水平井监控系统参数的采集（运行时间、管压、套压、井底流压、瞬时气量、变频器电流、变频器频率、泵扭矩、泵转速和沉没度）和远程控制功能，包括远程启、停井功能；远程/本地设定；远程恒液面/变液面调节；手动/自动设定功能；设

7、备报警停机。2.2.1参数采集水平井系统采用的国外原装进口设备，我们在查阅了外文资料采集到水平井系统的所有参数，原水平井系统中的变频器和流量计均采用MODBUS协议传输，相互影响，通过修改变频器和流量计的配置，实现了数据的同时上传。PLC采集将水平井的井底流压、系统压力、差压、变频器电流、变频器频率等参数通过Mc-Will宽带无线网络传到水平井监控机，监控机参数界面如图2。由于差压式流量计是通过计算得到瞬时流量，而奥瑞安公司部提供相关公式，经过我们多次摸索和对比验算得到了比较准确的瞬时气量计算公式。动液面计算公式：H动液面

8、=H压力计-（P井底-P套压）×100(1)瞬时气量计算，当日产气量大于20000方时，；(2)当日产气量小于20000方时，(3)其中。图2水平井上位机参数Fig.2theparametersofthehorizontalwells2.2.2远程启停及设备报警停机远程启停井控制功能分为启动和停止两个方