單法蘭液位變送器在采油井?dāng)?shù)字化管理平臺(tái)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

一、概述

在三次采油技術(shù)中，國(guó)內(nèi)聚合物驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)己形成了配套工藝技術(shù)。從原料、設(shè)備、生產(chǎn)到技術(shù)攻關(guān)已形成規(guī)模化產(chǎn)業(yè)。在井站調(diào)驅(qū)作業(yè)過(guò)程中，如何對(duì)施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施監(jiān)控和管理，需要搭建一套完整的監(jiān)控管理平臺(tái)系統(tǒng)，該平臺(tái)立足為油田生產(chǎn)服務(wù)的宗旨，并充分考慮數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控管理的可靠性、安全性、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。

 

二、系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)

（一）簡(jiǎn)述。隨著自動(dòng)化技術(shù)以及無(wú)線通信技術(shù)在油田生產(chǎn)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。為了適應(yīng)采油廠注水井調(diào)驅(qū)工作需要，研建注水井調(diào)驅(qū)井站數(shù)字化管理系統(tǒng)平臺(tái)，該系統(tǒng)可更好地優(yōu)化人力資源，通過(guò)采集精que的數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場(chǎng)工作人員實(shí)時(shí)工作的畫面，以達(dá)到提高注水井調(diào)驅(qū)工作效率和實(shí)時(shí)采集調(diào)驅(qū)數(shù)據(jù)的目的。

（二）平臺(tái)構(gòu)架。該平臺(tái)通過(guò)集成撬裝平臺(tái)裝置、無(wú)線傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、單法蘭液位變送器監(jiān)控系統(tǒng)和中心管理操作系統(tǒng)等，管理平臺(tái)以Web方式發(fā)布實(shí)時(shí)信息流程面，為用戶提供實(shí)時(shí)監(jiān)控措施工藝流程。

（三）系統(tǒng)特點(diǎn)。數(shù)字化平臺(tái)管理系統(tǒng)平臺(tái)集成了無(wú)線傳輸系統(tǒng)、單法蘭液位變送器監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)井站的調(diào)驅(qū)作業(yè)實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。

（四）功能實(shí)現(xiàn)。數(shù)字化平臺(tái)管理系統(tǒng)的搭建實(shí)現(xiàn)了對(duì)注水井所注藥液的瞬時(shí)注入量、注入總量、注入液的密度、注入液的溫度、注入壓力的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控以及對(duì)整個(gè)調(diào)驅(qū)作業(yè)區(qū)域的實(shí)時(shí)單法蘭液位變送器監(jiān)控。

（五）調(diào)驅(qū)撬裝平臺(tái)裝置。1.本裝置采用一體化設(shè)計(jì)，所有設(shè)備均組合安裝在撬裝操作平臺(tái)之上。包括PLC數(shù)據(jù)采集箱、監(jiān)控?cái)z像機(jī)、電子稱以及采集流量、密度、溫度、壓力需要的管匯。

2.數(shù)據(jù)采集采用質(zhì)量流量計(jì)、溫度變送器、密度變送器�？梢愿鼫�(zhǔn)確的采集所注入藥液的數(shù)量，同時(shí)可以采集所注入藥液的溫度和密度。

3.PLC控制箱安裝在撬裝操作平臺(tái)之上，內(nèi)置數(shù)字顯示屏、PLC數(shù)據(jù)處理模塊、電源、避雷器、無(wú)線傳輸客戶端、交換機(jī)等數(shù)據(jù)處理設(shè)備。

4.攝像機(jī)及無(wú)線天線安裝在撬裝操作平臺(tái)之上，可以清楚的看到現(xiàn)場(chǎng)工作人員及設(shè)備的工作和運(yùn)行狀態(tài)。

5.注入液體壓力的采集，采用無(wú)線壓力變送器，直接安裝在注入泵的出口。數(shù)據(jù)可通過(guò)無(wú)線直接傳輸?shù)讲僮髌脚_(tái)的PLC數(shù)據(jù)采集模塊并進(jìn)行處理。

（六）PLC數(shù)據(jù)采集單元

1.運(yùn)算功能：可編程邏輯控制器功能實(shí)現(xiàn)、設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。

2.控制功能：控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。

3.通信功能：可編程邏輯控制器系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。

4.編程功能：可編程邏輯控制器和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。

（七）無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳輸采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳輸方式。點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳輸方式其#大優(yōu)點(diǎn)是組建網(wǎng)絡(luò)成本低、維護(hù)簡(jiǎn)單。中心采用扇區(qū)定向天線，遠(yuǎn)端井站采用無(wú)線模塊接收，安裝在撬裝調(diào)驅(qū)平臺(tái)的支撐桿上。

（八）單法蘭液位變送器監(jiān)控系統(tǒng)。單法蘭液位變送器監(jiān)控系統(tǒng)采用高清高速網(wǎng)絡(luò)球機(jī)和高清槍機(jī)組合的方式。單法蘭液位變送器監(jiān)控系統(tǒng)主要防范作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)是否有非操作人員進(jìn)入，操作人員調(diào)驅(qū)作業(yè)是否有違章現(xiàn)象，以及儀器儀表的工作狀態(tài)。

（九）中心數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。1.權(quán)限管理功能。采油廠的用戶根據(jù)登錄權(quán)限只需登錄后就能看到注水井的調(diào)驅(qū)信息。

2.工藝畫面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示功能。實(shí)時(shí)顯示單井調(diào)驅(qū)注入生產(chǎn)情況，實(shí)現(xiàn)單法蘭液位變送器、曲線、日?qǐng)?bào)表查看等功能。

3.單井流程單法蘭液位變送器與藥劑顯示界面。實(shí)時(shí)顯示單井調(diào)驅(qū)注入現(xiàn)場(chǎng)單法蘭液位變送器監(jiān)視畫面，查看單井加藥日累積、總累計(jì)量。

4.歷史曲線功能。實(shí)時(shí)顯示單井調(diào)驅(qū)注入現(xiàn)場(chǎng)清水量、注入量、柱塞泵電流、注入溫度、注入壓力的實(shí)時(shí)曲線，可查詢歷史曲線。

5.報(bào)表功能。實(shí)時(shí)顯示單井調(diào)驅(qū)日?qǐng)?bào)表，可查詢歷史日?qǐng)?bào)表數(shù)據(jù)。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)單法蘭液位變送器監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)驅(qū)作業(yè)的全過(guò)程監(jiān)視，包括；設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、操作人員的工作狀態(tài)、注入藥液的調(diào)配、藥劑的稱重、防盜、重大安全隱患的發(fā)現(xiàn)等，為調(diào)驅(qū)作業(yè)規(guī)范化管理的考核提供依據(jù)。

通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)驅(qū)作業(yè)全過(guò)程數(shù)據(jù)信息的量化采集。包括：流量、重量、溫度、密度、壓力，藥劑稱重次數(shù)及稱重量等，為管理部門對(duì)調(diào)驅(qū)進(jìn)行考核提供依據(jù)，真實(shí)反映調(diào)驅(qū)注入量、藥劑調(diào)配比的實(shí)際情況，控制調(diào)驅(qū)注入成本，完成設(shè)計(jì)指標(biāo)。