沙埝油田信息化建設(shè)工程系統(tǒng)方案v3.1.ppt

沙埝油田信息化建設(shè)工程,南京南大數(shù)字科技有限責(zé)任公司 2009年4月,系統(tǒng)方案,匯 報 內(nèi) 容,一、系統(tǒng)概述 二、系統(tǒng)構(gòu)成與通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 三、硬件設(shè)備及特點 四、軟件特點 五、針對多氣、復(fù)雜井況的油井功圖計量算法 六、系統(tǒng)特點及技術(shù)創(chuàng)新,一、系統(tǒng)概述,沙埝油田自動化系統(tǒng)的目的是利用現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)源頭自動采集，自動分析數(shù)據(jù)并統(tǒng)一保存所有數(shù)據(jù)到一個綜合平臺上，為各部門應(yīng)用提供開放的數(shù)據(jù)平臺，使生產(chǎn)和管理人員及時控制和掌握生產(chǎn)動態(tài)，從而實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的自動化；并可以對取得的實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、優(yōu)化，從而為保證生產(chǎn)設(shè)備正常運轉(zhuǎn)、降低生產(chǎn)成本提供重要依據(jù)。,系統(tǒng)主要包括：油水井遠程監(jiān)控、計量房遠程監(jiān)控、中控室軟硬件系統(tǒng)三個部分，具有數(shù)據(jù)采集、實時自動量油、實時油井工況智能診斷、報警、WEB信息查詢、報表、生產(chǎn)效率分析計算等功能。 系統(tǒng)特點： 針對多氣與復(fù)雜井況的功圖量油、診斷算法改進 針對分布式多井特點的分布式通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 無線、無源、抗震、防雷設(shè)計 實時功圖計量與智能故障診斷專家系統(tǒng) 報表與效率計算、數(shù)據(jù)分析挖掘 綜合了AJAX/Flash為基礎(chǔ)的B/S發(fā)布系統(tǒng)，和基于C/S的配置管理工具集合,1.設(shè)計原則,實用性：針對沙埝分布式、多氣等特點 可靠性 先進性：先進硬件、軟件架構(gòu) 易維護,2.設(shè)計難點及解決方法,油井分散，通訊網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN），多跳擴展功能，能有效覆蓋所有的油井 采集點眾多 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）的硬件產(chǎn)品，分層分級網(wǎng)絡(luò)，井群（限制為250個節(jié)點，井群數(shù)目不限）設(shè)計，分區(qū)塊分組進行數(shù)據(jù)采集，寫入統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫 井況復(fù)雜，計量困難 功圖計量，自動修正，油井工況診斷,3. 系統(tǒng)主要功能,中控室 數(shù)據(jù)庫管理 WEB監(jiān)控操作界面，信息查詢 操作管理：用戶的口令、授權(quán)管理 報表管理 數(shù)據(jù)分析：功圖量油、智能診斷、綜合報警、能耗計算與效率計算、報表處理、數(shù)據(jù)采集處理與后臺控制、數(shù)據(jù)分析處理即WEB發(fā)布等,抽油井 抽油井：示功圖、沖程、沖次、計算光桿功率、井口回壓、井口油溫、抽油機電參數(shù)數(shù)據(jù) 注水系統(tǒng) 注水井：測取注水井油壓、套壓、流量 視頻監(jiān)控,匯 報 內(nèi) 容,一、系統(tǒng)概述 二、系統(tǒng)構(gòu)成與通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 三、硬件設(shè)備及特點 四、軟件特點 五、針對多氣、復(fù)雜井況的油井功圖計量算法 六、系統(tǒng)特點及技術(shù)創(chuàng)新,二、系統(tǒng)構(gòu)成與通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu),2.邏輯層次,3.油田信息化軟件功能模塊,4.通訊網(wǎng)絡(luò)配置,根據(jù)沙埝油田井位分布，系統(tǒng)采用分組、分布實施的方式進行。,油井通訊設(shè)計,匯 報 內(nèi) 容,一、系統(tǒng)概述 二、系統(tǒng)構(gòu)成與通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 三、硬件設(shè)備及特點 四、軟件特點 五、針對多氣、復(fù)雜井況的油井功圖計量算法 六、系統(tǒng)特點及技術(shù)創(chuàng)新,三、硬件設(shè)備及特點,本公司根據(jù)油田應(yīng)用開發(fā)的系列產(chǎn)品都已安裝WSN無線通訊模塊，所有設(shè)備可以共享WSN通訊網(wǎng)絡(luò)。耗電量極低（空閑時耗電電流小于1mA）太陽能供電，壽命長，頻率穩(wěn)定可靠性高。通訊距離大于km，在WSN網(wǎng)信號覆蓋范圍內(nèi)各種設(shè)備都具有自動上網(wǎng)功能，后臺軟件能夠自動識別設(shè)備類型自動將設(shè)備歸類，無需人為添加設(shè)備及設(shè)置設(shè)備類型。設(shè)備能夠上傳自身的電池電量，通訊信號強度等信息，及時反應(yīng)設(shè)備工作狀況，降低設(shè)備維護難度。各設(shè)備間亦可互相轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活方便。,1.ND系列無線監(jiān)測示功儀 無繩位移測試技術(shù)，無需接近開關(guān)，施工方便 低能耗、太陽能供電，防震設(shè)計 防雷設(shè)計 2.ND溫度壓力監(jiān)測儀 太陽能供電 WSN 接入方式 3 ND無線電量測控模塊 測取電壓、電流、功率、能耗； 具有控制功能,4.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)節(jié)點 信號覆蓋半徑：2公里 5.站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng) 基于PLC開發(fā)，穩(wěn)定可靠 6.數(shù)字視頻監(jiān)控 提供WEB方式瀏覽 鏡頭變焦、旋轉(zhuǎn) 視頻內(nèi)容保存、查詢,匯 報 內(nèi) 容,一、系統(tǒng)概述 二、系統(tǒng)構(gòu)成與通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 三、硬件設(shè)備及特點 四、軟件特點 五、針對多氣、復(fù)雜井況的油井功圖計量算法 六、系統(tǒng)特點及技術(shù)創(chuàng)新,四、軟件特點,軟件功能 1 油水井、集轉(zhuǎn)站數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控 2 實時自動量油與油井工況智能診斷 3 綜合故障報警 4 WEB 信息查詢 5 自動生產(chǎn)效率分析計算、報表生成,1 油水井、集轉(zhuǎn)站數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控 通過無線采集油水井?dāng)?shù)據(jù)并寫入數(shù)據(jù)庫 可遙控油井現(xiàn)場的控制設(shè)備 采集集轉(zhuǎn)站內(nèi)多種數(shù)據(jù)源,2 實時自動量油與油井工況智能診斷,利用實測的示功圖和井下泵功圖，層層驗證了示功圖到泵功圖的數(shù)學(xué)推算方法 實時計算量油，累加出日產(chǎn)量，提高精度 采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等智能診斷技術(shù)，使系統(tǒng)在使用過程中具有自完善、自優(yōu)化功能 動態(tài)的故障分析與預(yù)測,3 綜合故障報警,記錄數(shù)據(jù)超限故障、通訊故障、軟件模塊故障、用戶操作等多種信息 使用最新的Flash, AJAX技術(shù)，實現(xiàn)了國內(nèi)領(lǐng)先的基于Web的實時報警功能 報警歷史信息查詢 采用多媒體技術(shù)報警 管理員消警功能,4 WEB 信息查詢 結(jié)合衛(wèi)星地圖，提供相應(yīng)井位圖，監(jiān)測油井實時狀態(tài) 集成最新的AJAX 和 FLASH 技術(shù)，響應(yīng)速度快，操作便利，易于維護和擴展 提供功圖疊圖、液位曲線、載荷曲線等多種圖形方式查詢，便于生產(chǎn)決策 通過廠部Intranet 實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,采用Excel模板機制，以模板化的方式，自動生成報表，并可以靈活擴充新報表 實現(xiàn)信息匯總，自動計算能耗 根據(jù)生產(chǎn)需要可進行二次開發(fā)，為節(jié)能優(yōu)化提供決策支持,5 自動生產(chǎn)效率分析計算、報表生成,軟件特點,高擴展性 靈活、先進的平臺擴展 系統(tǒng)具有跨操作系統(tǒng)特性，兼容Windows，Linux/Unix 在Linux/Unix系統(tǒng)上，可以實現(xiàn)多機并行、多機熱備、云計算、集群等高性能、高可靠性目標(biāo) Web 查詢統(tǒng)計可基于模板方式靈活擴展 高可維護性 自動診斷系統(tǒng)運行狀態(tài)、軟件模塊狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài) 自動備份,匯 報 內(nèi) 容,一、系統(tǒng)概述 二、系統(tǒng)構(gòu)成與通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 三、硬件設(shè)備及特點 四、軟件特點 五、針對多氣、復(fù)雜井況的油井功圖計量算法 六、系統(tǒng)特點及技術(shù)創(chuàng)新,五、針對多氣、復(fù)雜井況的油井功圖計量算法,1. 技術(shù)指標(biāo)： 實現(xiàn)工況在線分析、產(chǎn)量計算，產(chǎn)量計算準確率85%； 實現(xiàn)故障在線診斷、報警，常見故障診斷準確率85%;,功圖量油算法創(chuàng)新點,概述 思路1：PIP推算測定 思路2：結(jié)合井上流量檢測設(shè)備,改進算法概述,液體沖程,概述,測量壓力滿足eq.a時，進入油管的氣液量 -單位面積上的沉沒壓力 -單位面積上的泵出口壓力 -液體載荷 -活塞面積,Nolen correlation 經(jīng)驗曲線,算法創(chuàng)新點,算法創(chuàng)新點,沉沒壓力方程求解,思路1：PIP推算測定,1.假定一個很小的起始值Pistart。 2.從經(jīng)驗曲線計算求解溶解氣和石油收縮。 3.計算游離氣體積。 4.計算油管氣液比。 5.考慮多相流、泵掛深度等因素，確定對應(yīng)的Pa。 6.如(Pistart, Pa)不滿足eq.a，增加Pi，回到步驟2，直至找到真實的Pitrue。 7.由Pitrue從經(jīng)驗曲線中確定氣體影響和石油收縮效應(yīng)。,思路2：結(jié)合井上流量檢測設(shè)備,井上流量設(shè)備測出的三相體積流量和泵功圖算出的產(chǎn)量體積對比，之后可以從該曲線中確定對應(yīng)壓力Pi，如該Pi和預(yù)設(shè)值差距較大，重新選取Pi，重復(fù)上述過程，直至找到真實Pi。,匯 報 內(nèi) 容,一、系統(tǒng)概述 二、系統(tǒng)構(gòu)成與通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 三、硬件設(shè)備及特點 四、軟件特點 五、針對多氣、復(fù)雜井況的油井功圖計量算法 六、系統(tǒng)特點及技術(shù)創(chuàng)新,六、系統(tǒng)特點及技術(shù)創(chuàng)新,針對多氣與復(fù)雜井況的功圖量油、診斷算法改進 針對分布式多井特點的分布式通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 無線、無源、抗震 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 實時功圖計量與智能故障診斷專家系統(tǒng) 數(shù)據(jù)分析挖掘 先進軟件架構(gòu),無線、無源、抗震、防雷 基于國內(nèi)領(lǐng)先的無線（無線傳感器網(wǎng)絡(luò)）技術(shù) 采用無源（太陽能供電） 抗震設(shè)計 維護便利,網(wǎng)絡(luò)自組織、自愈能力強、通訊可靠 使用免執(zhí)照、免費頻段，頻道靈活，費用低 網(wǎng)絡(luò)容量大 功耗低 維護便利 數(shù)據(jù)安全,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)設(shè)計,根據(jù)實測功圖給出量油結(jié)果，解決了傳統(tǒng)計量房量液方式無法提供實時工況的問題 利用井下測試功圖數(shù)據(jù)修正計算泵功圖，提高了計算產(chǎn)量結(jié)果的準確性；利用大罐超聲波液位測量與功圖計量相結(jié)合的方式，提高了功圖量油的可信度和精度 實現(xiàn)了油井工況在線診斷，及時報警 采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等智能診斷技術(shù)，使系統(tǒng)在使用過程中具有自