水源井数字化节能保护监控系统研究与应用.docVIP

水源井数字化节能保护监控系统研究与应用 　　摘要：建设节能技术数字化平台，推动数字化油田建设，是油田生产管理模式的一次革命。是控制投资、降低成本、提高效益、节能减排、确保安全生产的技术支撑。水源井潜水泵节能产品应用和推广是油田地面工程自动化系统中最底层、范围最广、最关键的现场级控制系统，主要完成水源井潜水泵节能、生产数据采集、远程监控功能。采用无线专业化通信技术和有线通信技术，实现水源井节能的远程数据采集和远程监控，不但有效的保护了电机、节约了人力物力，降低了水源井潜水泵的能耗，提高了运行效率和经济效益，还实现了资源共享，异常情况及时发现、及时处理，运行数据及时存储，为全面建设数字化油田创造了条件。 　　关键词：经济效益 通信技术 数字化油田 　　一、原理 　　水源井节能保护监控系统数据传输方式，是PLC通过变频器的MODBUS485接口测得潜水泵电机的三相电压值、三相电流值、有功功率、无功功率、功率因数、累计电量、水源井水位高低液位值、流量计流量值、管线压力值等参数，再发送至供水站监控中心和作业区监控中心。现场监控系统可接收监控中心发送的控制命令并执行相应的操作。支持外接USB存储棒。采用自动数据读取和其他数据存储卡进行数据存储和转换。数据存储可靠，并通过USB接口拷贝到U盘中，再用PC上位机读取水位变化曲线图以及水位变化的历史数据。该系统可提供准确而可靠的过程水位监测，特别适用于油田水源井的水位观测。 　　电台提供端到端的、广域的无线IP连接。允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。它特别适用于大量的数据传输。因此选用电台进行水源井参数的监控具有先进性，符合长庆油田数字化发展趋势。 　　二、主要功能 　　1.采集功能：水源井控制器采集以下数据： 　　2.控制功能 　　2.1远程启停潜水泵 　　2.2远程设定各种参数。 　　3.保护功能 　　3.1具有短路、断路、过载、过压、欠压等各种保护功能，能有效保护水源井电机，延长维修周期。 　　3.2消除了水源井电缆发热问题，有效的保护了电路。 　　4.报警功能。 　　当出水压力、流量、水源井液位不再设定范围之内，系统自动报警，确保了故障的及时处理，为油田正常注水提供了技术支撑. 　　5.信息存储功能 　　此系统可以使水源井各种运行参数即使存储，解决了目前吴起作业区水源井水位没有历史记录问题，方便技术人员及时查询水源井历史运行状况，对掌握水源井运行规律有重要意义。 　　6.控制中心功能 　　6.1自动采集生产现场的实时数据，按操作员发出的指令控制现场设备； 　　6.2浏览生产工艺流程图中的数据； 　　6.3查看自动形成的生产过程实时运行曲线和历史运行曲线； 　　6.4查看和处理按设定值自动生成的报警事件与信息； 　　6.5查询、检索自动存储在计算机中生产数据库内的重要信息； 　　6.6对监控系统参数设置或修改； 　　6.7自动生成班报、日报、月报等各种报表并打印； 　　三、中心站构成 　　1.数据服务器 　　用于采集和监控各水源井（泵站）的数据，该服务器连接到公网固定IP地址。 　　2.管理服务器 　　将操作画面发布到局域网中，局域网中的任何一台授权的计算机都可以对工艺进行调整和监视。 　　3.交换机 　　用于组建局域网。 　　4.与管理服务器连接UPS不间断电源 　　保证停电状态下，维持系统供电10小时。 　　四、节能保护监控系统安装后节能测试情况 　　1.对吴起作业区3口水源井节能测试分析 　　2011年6月至11月，对392井区S392S1、523井区S523S3、261井区S261S10三口水源井安装了节能保护监控系统，前后进行了多次跟踪测试与分析，研究节能效果与能耗效率变化规律。对每一口水源井进行5分钟跟踪连续测试，过三分钟后，再复测一次，最后取结果一至数据做为测量数据，如果不一样重复再测二遍，直到数据一致为止。 　　1.1 523井区S523S3水源井测试数据： 　　523井区S523S3水源井，下入传感器的日期：2011年6月16日，电机型号YQS200-45，功率45KW，泵型130ZTQ20-350，额定排量20 m3/h，扬程350 m，泵深260 m，传感器下深250 m，静液面160 m，实际排量17 m3/h，井深600 m。 　　1.2 261井区S261S10水源井测试数据： 　　261井区S261S10水源井：水源井节能保护监控系统安装日期2011年9月25日，电机型号YQS200-45，功率37KW，泵型200QJ20—275，额定排量20 m3/h，扬程275 m、泵深24