某平台电潜泵泵工况系统的智能化改造

郜知勉，廖维平，陈启明，陈方飞

(中海石油(中国)有限公司天津分公司辽东作业公司 天津300452)

0 引 言

电潜泵井动态分析和故障诊断是电潜泵井管理的重要环节。电潜泵井通过安装井下工况仪，可以实现电潜泵机组运行参数的实时记录，为动态分析和故障诊断提供更多、更直接的数据，从而全面准确地进行工况分析，判断故障原因，挖掘油井潜力。通过对电潜泵工况仪记录参数进行深入分析，并根据参数变化所表现出的特征绘制成趋势图，对电潜泵井的故障类型可以进行分析总结。

由于海上采油平台大多数油井泵工况为后期增加，泵工况记录参数只能通过安装在电潜泵变压器间的泵工况仪控制屏查看。若需要历史数据分析时，只能通过数据线连接笔记本电脑或插拔存储卡的形式下载、备份，操作繁琐且经常因数据线、存储卡故障造成数据丢失。

1 改造目的

为了减少因频繁操作泵工况仪控制屏造成设备故障，减轻现场操作人员工作量，实现所有油井泵工况参数在中控系统的整合显示，通过中控岗对泵工况参数的实时监控实现及早发现油井电潜泵运行过程中可能出现的异常情况，从而及时采取措施避免进一步恶化造成电潜泵故障。同时，可利用计算机软件对存储的泵工况数据进行趋势分析，发现故障特征点，有助于准确判断油井故障原因，有针对性的制定故障解决方案。

2 改造方案

首先着手对平台已安装的4 口油井的泵工况进行改造，预留扼流器的安装位置，并统一对泵工况的位置进行整合，预留好19 台泵工况的安装位置；为满足泵工况电缆走向规范标准，减少每台泵工况安装铺设电缆带来的高风险高空作业，将19 台油井变压器至每口油井泵工况的通信电缆一次全部铺设完成；同时通过配盘，完成19 台泵工况电源线的规整，后期增加的油田泵工况，只需将其电源线直接接入配柜预留接线端子即可。

将每台泵工况数据通过通信线输送至相对应的变频器内部PLC 预留点位上，再通过每台变频器将变频器数据及泵工况数据传输至中央控制器，最后通过485 通信，将泵工况数据传输至中控系统。利用中控系统计算机软件实现泵工况监测参数异常报警功能、自动存储功能、趋势监测功能。

3 改造过程

3.1 泵工况及扼流器安装

平台变频器为低压变频器，新增泵工况系统采样点位安装在油井变压器出口。泵工况的扼流器固定放置在相对应油井变压器顶部，泵工况扼流器至泵工况显示器的通信线通过穿甲板布线，接至同一房间内集中整合排布后的泵工况显示器，以满足泵工况及扼流器安装和通信线走向符合相关标准和规范。

同时利用平台备件，自主配置电源盘柜，对泵工况外接的220 V 电源进行整合，用电源盘柜代替插排，规范泵工况电源线的走向及标准。

3.2 变频器中央控制器数据显示

每台泵工况显示器到变频器的通信线通过穿甲板布线至相对应的变频器PLC 上，以满足泵工况通讯线走向符合相关标准和规范。

每台变频器的数据集中传至变频器的中央控制柜，实现对数据的整合。对中央控制柜的界面进行优化，在中央控制柜的程序中添加泵工况数据显示。

3.3 中控系统对数据显示

泵工况数据通过485 通信系统远传至平台中控系统，并对中控系统的界面进行优化，在中控系统程序添加泵工况数据显示功能。

3.4 中控系统泵工况数据优化

对改造后在中控系统呈现的泵工况数据制作趋势图，便于观察油井电潜泵的运行情况；并根据现场实际情况，对数据设定报警提示点，辅助工作人员更好地对油井电潜泵工况进行实时监控。

4 效果评价

4.1 泵工况安装情况

改造后的泵工况，避免了后期逐一增加后泵工况显示器及相关电缆杂乱无章的不规范现象(图1)。

图1 泵工况显示器安装Fig.1 Installation of pump condition display

4.2 变频器中央控制柜及中控系统泵工况数据显示

泵工况系统改造前，工作人员只能前往电潜泵变压器间对单台油井的泵工况数据进行查看或下载，且泵工况显示器显示的数据为英文缩写，对于新员工在观察和记录相关油井井下数据时，可能造成相关数据记录的不准确。

经过泵工况系统改造后，工作人员可在变频器中央控制柜和中控系统的界面对所有油井电潜泵运行情况进行实时监控(图2、图3)。

4.3 中控系统泵工况数据优化

泵工况系统未改造前，对油井电潜泵运行趋势的观察，只能通过人员定期到现场对单台泵工况数据进行下载，再通过对下载数据的分析进行判断。

图2 泵工况显示器显示数据Fig 2 Pump condition display data

图3 中央控制柜泵工况数据(左)及中控系统泵工况数据(右)Fig.3 Pump working condition data of central control cabinet(left)and pump working condition data of central control system(right)

图4 单台油井泵工况的下载数据Fig.4 Download data of working condition of single oil well pump

改造后，中控系统泵工况数据优化升级，操作人员可通过中控系统随时查看所有油井电潜泵参数的变化趋势，并根据现场实际情况，对数据设定报警提示点(图4、图5)。

图5 中控系统单井泵工况趋势图Fig.5 Working condition trend diagram of single well pump in central control system

5 结 语

某平台油井泵工况智能化改造后，有效避免了泵工况系统安装的不规范性，降低了现场操作人员工作量，实现了泵工况数据的自动存储、实时监控、自动预警等智能化功能，可及时发现油井电潜泵运行过程中可能出现的异常情况，降低油井电潜泵故障率、增强电潜泵井管理水平，实现海上平台原油产量和经济效益的双丰收。■