苏里格气田气井智能开关系统设计与开发

发布时间：2019-07-26 11:13

【摘要】：苏里格气田位于鄂尔多斯盆地北部毛乌素沙漠腹地,作为全国最大的整装气田,主要具有低渗透、低压力、低丰度的“三低”特性,生产区域内气井数量多,井网密度大。随着气井生产年限的逐年增加,单井产量逐年递减,低产低效井数量快速增加,传统的人工开关井运行模式和站内控制设备已经不能满足现场生产需求。所以开发一套气井智能开关作业的运行系统,实现低产井、间歇井开关作业的自动化对苏里格气田运行管理具有极大的意义和价值。本文通过对整个系统的需求进行分析,从现场阀门硬件、智能控制器PLC、人机界面软件等系统前、中、后端的硬件使用对比,软件开发等环多个环节进行分析说明。前端气井井口硬件部分通过对电磁阀、电动阀、气动薄膜阀等开关技术对比分析,将气动薄膜阀与数据远传系统相结合,实现远程控制功能;结合现场气井不同的生产条件对各类型气井制定合理的智能开关井程序,最终全面实现智能开关井管理,提高生产效率。系统采用Bristol Babcock的智能控制器为核心控制器,再通过MODBUS协议以及无线带台技术传入集中监控系统,集中监控系统人机界面选用PKS系统,使所有的井场数据都能在人机界面显示监控,提高气井开关管理效率。在系统建设测试过程中,系统各种控制功能均满足要求,并实现了气井远程智能开关作业,试验表明气井智能开关技术能够实现气井定时开关,间歇生产开关,具有一定的实用价值和研究意义,能够满足众多气井开关管理作业需求,降低人员劳动强度。本课题来源于长庆油田第四采气厂科研攻关计划“间歇井智能开关应用研究分析”。
【图文】：

图 1.1：苏里格气田井、站、区分布的工艺：天然气是通过单井开采，管道连接输送至集气站简通过更大的管道输送至处理厂经过净化处理等工艺然后进入图 1 上可以看出，单井的分布极不均匀，且数量众多，，由于处都是沙漠隔壁滩，日常开关井作业需要依靠人员乘坐越野井工作量：气井维护人员每天根据调度指令执行开关井任务两车为一组）每日开关井 5-10 口不等，每口气井开井时常作业人员都是早出晚归，特别是每年冬季供气高峰和上游调凡，维护人员往往是 24 小时轮轴转。题和需求：人员劳动强度和委外维护成本随着间歇井数量的井生产状态没有一个整体的掌握，气井开关状态不能一目了和流量数据进行判断分析；对于一些运行比较规律的低产气作业；人员疲劳上岗，现场作业存在安全隐患和风险；井口易造成事故的进一步扩大。问题和现场运行实际提出“苏里格气田气井智能开关井系统

2.为了节约成本，避免大规模的硬件改动，降低施工难度。基本通讯模式以现有单井数据通讯所采用的数传电台信号传输模式为主。克服了道路困难，地势险阻等问题，更减少了电缆沟，线缆的敷设施工问题。从图上看，单井离各自的集气站都特别近，因此本设计中将使所有单井的信号通过无线电台传至集气站，再由集气站传送至作业区，在作业区进行集中监控。3.单井信号的采集。单井阀门的状态以及控制由智能控制器（ RTU/PLC）控制，以实现气井远程开关指令的控制执行。4.一些产气量低的井且运行规律正常的单井，我们将进行自动开关控制，无需人为去操作控制，达到无人巡护智能开关的效果，系统设计中会写入自动控制程序，按照设定时间进行开关控制。2.2 总体设计方案从苏里格地理位置分布图上看，SCADA 系统在油田，气田广域设备中有着明显的优势和特点，因此本设计主要沿用 SCADA 系统的方向来设计与二次开发。根据苏里格气田的实际情况，制定出它的信号传输途径，见图 2.1
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE938;TP311.52

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本文编号：2519526