【摘要】：蘇里格氣田位于鄂爾多斯盆地北部毛烏素沙漠腹地,作為全國(guó)最大的整裝氣田,主要具有低滲透、低壓力、低豐度的“三低”特性,生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)氣井?dāng)?shù)量多,井網(wǎng)密度大。隨著氣井生產(chǎn)年限的逐年增加,單井產(chǎn)量逐年遞減,低產(chǎn)低效井?dāng)?shù)量快速增加,傳統(tǒng)的人工開關(guān)井運(yùn)行模式和站內(nèi)控制設(shè)備已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求。所以開發(fā)一套氣井智能開關(guān)作業(yè)的運(yùn)行系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)低產(chǎn)井、間歇井開關(guān)作業(yè)的自動(dòng)化對(duì)蘇里格氣田運(yùn)行管理具有極大的意義和價(jià)值。本文通過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析,從現(xiàn)場(chǎng)閥門硬件、智能控制器PLC、人機(jī)界面軟件等系統(tǒng)前、中、后端的硬件使用對(duì)比,軟件開發(fā)等環(huán)多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析說明。前端氣井井口硬件部分通過對(duì)電磁閥、電動(dòng)閥、氣動(dòng)薄膜閥等開關(guān)技術(shù)對(duì)比分析,將氣動(dòng)薄膜閥與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能;結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)氣井不同的生產(chǎn)條件對(duì)各類型氣井制定合理的智能開關(guān)井程序,最終全面實(shí)現(xiàn)智能開關(guān)井管理,提高生產(chǎn)效率。系統(tǒng)采用Bristol Babcock的智能控制器為核心控制器,再通過MODBUS協(xié)議以及無(wú)線帶臺(tái)技術(shù)傳入集中監(jiān)控系統(tǒng),集中監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面選用PKS系統(tǒng),使所有的井場(chǎng)數(shù)據(jù)都能在人機(jī)界面顯示監(jiān)控,提高氣井開關(guān)管理效率。在系統(tǒng)建設(shè)測(cè)試過程中,系統(tǒng)各種控制功能均滿足要求,并實(shí)現(xiàn)了氣井遠(yuǎn)程智能開關(guān)作業(yè),試驗(yàn)表明氣井智能開關(guān)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)氣井定時(shí)開關(guān),間歇生產(chǎn)開關(guān),具有一定的實(shí)用價(jià)值和研究意義,能夠滿足眾多氣井開關(guān)管理作業(yè)需求,降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度。本課題來(lái)源于長(zhǎng)慶油田第四采氣廠科研攻關(guān)計(jì)劃“間歇井智能開關(guān)應(yīng)用研究分析”。
【圖文】：

圖 1.1：蘇里格氣田井、站、區(qū)分布的工藝：天然氣是通過單井開采，管道連接輸送至集氣站簡(jiǎn)通過更大的管道輸送至處理廠經(jīng)過凈化處理等工藝然后進(jìn)入圖 1 上可以看出，單井的分布極不均勻，且數(shù)量眾多，，由于處都是沙漠隔壁灘，日常開關(guān)井作業(yè)需要依靠人員乘坐越野井工作量：氣井維護(hù)人員每天根據(jù)調(diào)度指令執(zhí)行開關(guān)井任務(wù)兩車為一組）每日開關(guān)井 5-10 口不等，每口氣井開井時(shí)常作業(yè)人員都是早出晚歸，特別是每年冬季供氣高峰和上游調(diào)凡，維護(hù)人員往往是 24 小時(shí)輪軸轉(zhuǎn)。題和需求：人員勞動(dòng)強(qiáng)度和委外維護(hù)成本隨著間歇井?dāng)?shù)量的井生產(chǎn)狀態(tài)沒有一個(gè)整體的掌握，氣井開關(guān)狀態(tài)不能一目了和流量數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷分析；對(duì)于一些運(yùn)行比較規(guī)律的低產(chǎn)氣作業(yè)；人員疲勞上崗，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)存在安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)；井口易造成事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。問題和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)際提出“蘇里格氣田氣井智能開關(guān)井系統(tǒng)

2.為了節(jié)約成本，避免大規(guī)模的硬件改動(dòng)，降低施工難度�；就ㄓ嵞Ｊ揭袁F(xiàn)有單井?dāng)?shù)據(jù)通訊所采用的數(shù)傳電臺(tái)信號(hào)傳輸模式為主�？朔说缆防щy，地勢(shì)險(xiǎn)阻等問題，更減少了電纜溝，線纜的敷設(shè)施工問題。從圖上看，單井離各自的集氣站都特別近，因此本設(shè)計(jì)中將使所有單井的信號(hào)通過無(wú)線電臺(tái)傳至集氣站，再由集氣站傳送至作業(yè)區(qū)，在作業(yè)區(qū)進(jìn)行集中監(jiān)控。3.單井信號(hào)的采集。單井閥門的狀態(tài)以及控制由智能控制器（ RTU/PLC）控制，以實(shí)現(xiàn)氣井遠(yuǎn)程開關(guān)指令的控制執(zhí)行。4.一些產(chǎn)氣量低的井且運(yùn)行規(guī)律正常的單井，我們將進(jìn)行自動(dòng)開關(guān)控制，無(wú)需人為去操作控制，達(dá)到無(wú)人巡護(hù)智能開關(guān)的效果，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中會(huì)寫入自動(dòng)控制程序，按照設(shè)定時(shí)間進(jìn)行開關(guān)控制。2.2 總體設(shè)計(jì)方案從蘇里格地理位置分布圖上看，SCADA 系統(tǒng)在油田，氣田廣域設(shè)備中有著明顯的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，因此本設(shè)計(jì)主要沿用 SCADA 系統(tǒng)的方向來(lái)設(shè)計(jì)與二次開發(fā)。根據(jù)蘇里格氣田的實(shí)際情況，制定出它的信號(hào)傳輸途徑，見圖 2.1
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE938;TP311.52

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本文編號(hào)：2519526