SmartMonitor在连续油管车上的应用

周玉忠

（江苏油田分公司工程技术服务中心，江苏扬州 225265）

SmartMonitor在连续油管车上的应用

周玉忠

（江苏油田分公司工程技术服务中心，江苏扬州 225265）

概括了江苏油田工程技术服务中心使用的连续油管作业车整车特点，从硬件构成和软件介绍两方面阐述了SmartMonitor 系统。

SmartMonitor；连续油管 ；监控系统

1 连续油管车简介

工程技术服务中心使用的连续油管作业车为自走式连续油管作业设备，主要由自走式底盘、车上作业机构、防喷器组等部分组成。车上作业机构主要包括发动机及变速箱、泵组、控制室、SmartMonitor控制系统、连续油管滚筒、80H 四链条注入头、软管滚筒以及液压系统、电路系统等。

2 整车技术特点

1）整车集成化设计，结构精巧，转弯半径小，能满足小井场使用及井场快速安装和拆卸的要求，作业效率高。

2）分段式异型车架结构底盘采用高强度热轧钢板组焊而成，重量轻，载重量大；底盘采用全轮驱动，越野性能强。

3）升降式控制室，可清楚观察连续油管及井口之上的注入头的工作情况。

4）可拆换式滚筒，能够适应作业井深大于连续油管滚筒容量时，方便快速地实现滚筒的更换，不间断作业，提高作业效率。

5）滚筒驱动力由液压驱动组件输出，仅需要更换排管器辊子、注入头夹持块以及鹅径管的三个顶辊，即可使用 1〞～23/8〞油管，更换机构人性化设计，简单快捷，劳动强度低。

6）采用先进的四链条式注入头，结构更加紧凑，提升力更强，在必要的情况下可以将两个注入头串联使用，能够满足更加复杂井况的需要，同时四链条结构能有效减小连续油管在注入过程中由于加持力造成的变形。

7）运输时注入头及相关压力控制设备位于作业车后部，油管可始终放入注入头内。

8）整车控制采用 SmartMonitor 系统，性能稳定，维护方便。

3 SmartMonitor的主要组成

操作系统主要包括电源、两台触摸显示屏和各种操作按钮及手柄，两台显示屏同时显示不同的内容，便于对不同部件进行监控。控制室的主要功能是：

1）控制滚筒、注入头、BOP 等上装组件协调工作 ；

2）将分布于作业车各个部件的传感器产生的信号集中显示，便于操作人员实时监控并及时做出调整；

3）纪录作业过程中的数据，便于查询。

3.1 SmartMonitor的硬件构成

SmartMonitor系统通过模数转换器，将系统各个部位的参数如：温度、压力、液位和拉力等模拟信号进行采集转换，最终以数字形式实时显示在控制室的两块显示屏上。其中，温度包括发动机油温、水温和液压系统油温；压力包括蓄能器压力、液压系统各个关键部位压力以及施工时的循环压力和井口压力等；深度由安装在油管上的马丁代克采集转换；液位包括液压系统主动力油箱和蓄能器液压油箱液位，液位主要通过安装在液压油箱内的高位感应器、低位感应器和低低位感应器检测；下入井内的油管的负荷由安装在注入头上的剪切式拉力传感器采集；排量数据由安装在连续油管入口管汇上的流量计采集。

图1 SmartMonitor系统构成图

在执行各种动作操作时，SmartMonitor系统将控制台按钮和手柄产生的模拟信号输出作用到电比例调节阀上，并将各改变后的数据及时回传显示，由操作人员根据显示结果实时调整。

车上安装有两只200L 的液压油箱，一只油箱为主要工作油箱，另一只为储能器油箱。整个系统的液压动力由安装在控制室下方的四联泵提供。

一号泵的排量为180mL/r，主要功能是为注入头提供动力，最大输出为35MPa。

二号泵的排量为 56mL/r，主要功能是为滚筒提供动力，最大输出压力为21MPa。

三号泵的排量为 45mL/r，主要功能是为执行动作的回路提供动力，最大压力为21MPa。

四号泵的排量为 18mL/r，主要功能是为防喷器线路提供动力，最大压力为21MPa。

3.2 SmartMonitor的软件介绍

3.2.1 主界面设定

系统进入正常运行状态后，主界面主要包括5个不同的仪表显示，每个仪表代表了不同的参数，分别为循环压力、井口压力、深度、管柱速度、管柱重量。每个仪表的标题栏同时也是该仪表参数的设定按钮，点击进入后可以进行相应的设置。

SmartMonitor智能控制系统还包括 Smart Coil 注入头监控系统、Smart Well BOP 监控系统和 Smart Pump 泵组监控系统三个子系统。

3.2.2 Smart Coil 注入头监控系统

Smart Coil 注入头监控系统界面，界面中显示了滚筒和注入头的相关参数，如滚筒转速、扭矩，注入头夹持力等。

3.2.3 Smart Well BOP 监控系统

点击菜单中的 Smart Well 按钮后即可显示 Smart Well BOP监控系统界面，如果需要选择不同的防喷器组合形式，可以点击界面中的下拉菜单进行选择。

选择了最后一组防喷器组合的选项后，界面的左侧便显示出该防喷器组的组合方式，从上到下依次为防喷盒、防喷管、四闸板防喷器、双闸板防喷器和单闸板防喷器，在界面的右侧依次显示的是防喷器、井口、系统压力以及链条夹持、张紧力和防喷器油位等相关参数。

3.2.4 SmartMonitor权限设置

当启动 SmartMonitor 智能控制系统时，需要根据要求输入用户名和密码，随后系统就会自动监测登陆用户的使用权限，对用户的操作权限进行定义。SmartMonitor 智能控制系统定义了三种用户级别，分别对系统享有不同的操作权限：

操作员：享有系统定义的最低权限，只能进行系统操作和进行少量的运行设定；

监督员：权限略高于操作员，除享有操作员权限外，还享有更多的系统设定权限，如可以设定停泵下限压力等；

管理员：拥有最高操作权限，可以对系统的所有设定进行修改。

权限分级的优点就是能在操作员操作过程中予以保护，防止在操作过程中因失误造成误动作。

通过深度设定实例来说明不同操作权限的设定。

操作员可以设定表层井深和全井深报警值。在设定表层井深报警时，可以设定：

（1）声音报警：操作员可以设定系统表层井深声音报警值，当管柱在该区域的速度超过设定的报警值时，系统声音报警，提醒操作员降低管柱速度。

（2）关停报警：操作员可以设定系统表层井深关停报警值，当管柱在该区域的速度超过设定的报警值时，系统关停。

在设定全井深报警时，可以设定：

（1）声音报警 ：操作员可以设定系统全井深声音报警值，当管柱在井内任何位置的速度超过设定的报警值时，系统声音报警，提醒操作员降低管柱速度。

（2）关停报警：操作员可以设定系统表层井深声音报警值，当管柱在内任何位置的速度超过设定的报警值时，系统关停。

全井深报警主要用于连续油管下井作业时，用于防止连续油管超出设定深度。

此时监督员权限可以设定深度计的最大量程和井深，以及表层井深范围。通过这2项参数的设定，可以限制操作员的设定范围，起到了安全监督的作用。

3.2.5 SmartMonitor的优点

（1）由于使用了 SmartMonitor系统，控制室内没有液压元器件，真正实现了控制室的“干”式控制，作业人员工作环境整洁舒适。

（2）SmartMonitor系统将各类数据以数字形式直观的显示在控制屏上，便于操作人员直观掌握施工状态，并及时做出调整。

（3）SmartMonitor系统可以实时记录下施工时的压力、排量、深度等数据，通过专用的解释软件，可以将每口井的施工数据还原。

[1] 梁根选，金时麟 .连续油管下井作业技术与设备 [J].焊管，2011.

Application of Smartmonitor in Continuous Tubing

Zhou Yu-zhong

This paper summarizes the characteristics of the coiled tubing vehicle used by Jiangsu Oilf i eld Engineering and Technical Service Center，and expounds the SmartMonitor system from the aspects of hardware composition and software introduction.

SmartMonitor；coiled tubing ；monitoring system

F426.22

：A

：1003–6490（2017）07–0135–02