油田数字化井场建设与施工

庞诚 张乃禄;3 贺安武 郭永宏 李选峰 胡伟

1西安石油大学石油工程学院 2延长油田股份公司定边采油厂3西安石油大学电子工程学院 4西安海联石化科技有限公司

油田数字化井场建设与施工

庞诚1张乃禄1;3贺安武2郭永宏2李选峰4胡伟1

1西安石油大学石油工程学院 2延长油田股份公司定边采油厂3西安石油大学电子工程学院 4西安海联石化科技有限公司

井场数字化建设包括数字化油水井场、数字化站控和数据与图像传输三部分。油水井场数字化建设主要包括示功图采集、抽油机电参数采集与控制、井场压力监测、视频监控与闯入报警；数字化监控中心建设主要包括站内视频监控、注水间数字化控制和监控中心监控系统；数据与图像传输建设主要包括油水井场内和井场与监控中心间的传输。延长油田定边采油厂王圈数字化井场建设项目于2010年8月投产运行。经过近一年多的实际运行表明，数字化井场系统具有较高的可靠性和稳定性，项目建设与施工取得了满意的效果。

数字油田；数字化井场；视频监控；现场施工

1 井场建设

1.1 数字化建设

油水井场数字化建设主要包括示功图采集、抽油机电参数采集与控制、井场压力监测、视频监控与闯入报警，如图1所示。

示功图采集：抽油机安装一体化太阳能无线示功图采集模块，采集油井示功图数据，为油井工况分析、单井产量计算提供实时数据。抽油机电参数采集与控制：抽油机安装电参数模块，采集抽油机电参数，实现抽油机运行远程监测和启停控制功能。井场压力监测：在注水井和井场集油管线出口安装压力变送器，监测水井和油井集油管线压力。视频监控：井场安装一体化摄像机，实现井场实时视频监控、闯入报警和图像抓拍功能。

1.2 数字化监控中心

数字化监控中心建设主要包括站内视频监控、注水间数字化控制和监控中心监控系统，如图2所示。

视频监控：站内门岗、储罐区、卸油区和总机关等重点区域的一体化摄像机，实现生产过程与安全监控。注水间数字化控制：高压稳流自控仪，智能压力变送器和数据采集箱，实现注水过程的监测与稳流配水控制。监控中心：工控机、交换机、监视器及UPS电源等，实现实时采集油水井参数，抽油机的远程启停控制；站内与井场人员车辆报警；图像监视与存储；示功图计产、油水井工况诊断。

1.3 数据与图像传输

数据与图像传输建设主要包括油水井场内和井场与监控中心间的传输。

油水井场内：示功图模块与RTU之间采用无线方式传输数据；油压、套压、井场出口管线压力与RTU模块之间采用电缆方式传输；电机启停、电流、电压、功率模块与RTU模块之间采用485通讯方式；图像监视采用电缆方式。井场与监控中心：采用无线网桥和无线局域网传输数据与图像。

图2 监控中心系统构成

2 井场施工

2.1 油水井场

（1）视频监控。在单井井场的施工中，选用不带云台一体化摄像机，关键是选择合理的立杆位置，将摄像机和投光灯分别安装于横担的左右两侧，调整摄像机与投光灯的位置和角度，使摄像机达到最大的可视范围。对2口以上的丛式井场，选用带云台一体化摄像机。

（2）压力采集。在安装压力变送器之前，压力变送器要检验标定；其次，检查管路中是否有沙子、杂质等堵塞油水井管道，先清理沙子、杂质，再安装压力变送器。

（3）示功图采集。一体化示功图模块安装在抽油机的悬绳器与卡子中间位置。首先进行卸载，将防脱节和方卡子卸下；然后将设备由上向下套在抽油杆上，并在示功图模块上下各放置两块10 mm厚的钢质保护垫片，以防止抽油机在卡泵、拖杆等情况下对太阳能板块和示功模块造成损坏；最后调整太阳能板朝向，保障其得到充足的光能量。

（4）电机参数采集与启停控制。启停模块安装在抽油机的配电柜内，通过在电机柜机箱上打孔和使用螺钉固定安装电机启停控制模块。将其接线端子与电机柜的启动按钮并联，实现抽油机的远程启动控制；与停止按钮串联，实现抽油机电机远程停止控制。

2.2 监控站点

（1）挖沟与布线。站内挖沟要经过多处的生产车间、水泥路面和地沟，且地沟里面有多条管线、电缆。对挖沟的尺度严格控制，要对挖沟线路做一定的标记，防止站内维修电缆影响数字化系统的正常运行。站内布线应注意强电、弱点以及视频信号线分离。

（2）视频监控。首先在门岗、储罐区、注水区及卸油区等重点区域选择合适的立杆位置，然后安装旋转式摄像机与投光灯，通过电缆连接至监控中心的视频服务器。在站内每个视频服务器上安装1个抗干扰器，以抗击电缆过多和距离过远对视频效果所造成的干扰。

（3）注水间。在注水间施工前进行泄压处理，再进行设备的卸载，然后进行流量计、自控仪、压力变送器、数据采集箱和RTU等设备的安装工作。采用防爆接线盒连接线路，确保接点可靠性。

（4）监控中心。监控中心2台操作员站，工程师站、视频监控站通过交换机接入局域网络。在网络机柜中安装光纤收发器，将监控中心的数据传至调控中心服务器。施工的重点是接地和UPS不间断电源的安装。

2.3 数据与图像传输

（1）井场远端设备。选用带宽6 Mbps；发射频率5.8 GHz；输出功率20 dBm。监控中心端设备选用带宽54 Mbps；发射频率5.8 GHz；输出功率20 dBm。

（2）天线设备。井场远端采用14度扇区集成天线，天线增益20 dBi。中心端采用120度扇区非集成天线，天线增益20 dBi。在监控中心，多个天线集中安装，全向天线易产生重叠干扰。

（3）井场到监控中心距离超过20 km，可通过架设中继传输。

3 结语

延长油田定边采油厂王圈数字化井场建设项目于2010年8月投产运行。经过近一年多的实际运行表明，数字化井场系统具有较高的可靠性和稳定性，项目建设与施工取得了满意的效果。

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.040

（栏目主持 焦晓梅）