浅议智能化井场监控系统在油田采油工作中的应用

时间：2024-05-17

郑　华（长庆油田分公司第五采油厂，陕西　　西安　　710018）

郑华
（长庆油田分公司第五采油厂，陕西西安710018）

摘要：随着油田信息化建设的不断发展，油田采油工作中智能化井场监控系统的建设已经纳入到了信息化建设的进程之中。油田采油工作中数字化抽油机的工作状况及井场的工况对采油工作的安全性和经济性产生着重大影响。本文通过分析油田采油工作中井场监控系统的构建要求及当前我国智能化井场监控系统的组成部分，从而为井场监控工作的开展和智能化井场监控系统的应用提供参考。

关键词：智能化；井场；监控系统；采油工作

我国油田分布较为分散，且所处的环境十分复杂，油田井场往往会受到自然环境和人为因素的破坏，甚至会出现盗窃的问题，井场监控的缺失已经威胁到油田采油工作的正常开展。随着我国石油行业的不断发展，我国油田生产建设也逐步迈上了数字化、信息化的发展道路。油田井场智能化监控系统的建设和发展为保障油田生产运输安全奠定了基础。

一、油田采油工作中井场监控系统的构建要求分析

我国的油田大部分都分布在交通不便的野外，其所处的自然环境十分恶劣，再加上盗窃和人为的破坏等问题，油田的生产和运输安全遭受着严重的威胁。井场的油井安全控制工作成为油田采油工作的重要组成部分。要构建井场的智能化监控系统，首先需要了解井场监控的控制需求和系统功能需求。对于监控的控制需求来说，从不同的层面来看井场的监控控制也会表现出不同的需求。从油藏分析的过程来看，要进行油田的井场控制需要对井场的油压、套压、油气比、含水率、井下温度压力等参数进行分析，强化油藏的可视化管理。从井场的生产过程来看，油井井口的原油温度等参数需要严格控制，以此来合理计算油井到计量点的集属管理；通过对抽油机的示功图进行监控，及时把握油井的工况；通过核查电动机的运行状况保证电动机的正常运行；通过对电网和井场周围环境的监控合理控制井场的供电安全和生产设施安全。从井场监控的系统功能需求发展角度来看，监控系统通过远程视频监控等方式检查抽油机的工作状况及井口是否漏油等问题，同时远程监控还会对井场作业的规范操作问题实施监控，监控人员能够通过视频查看现场作业的情况，一旦存在问题就需要及时发布停止作业，并做出违规检查，从而有效防止井场错误操作导致的安全隐患。除此之外，井场监控系统还需要具有闯入智能分析功能、井场参数实时审查功能、产液自动计量功能、工况智能分析功能、电机远程启停功能等。这些功能能够通过系统化、智能化的操作及时监控和控制井场的现场状况，减少井场安全问题的发生。

二、智能化井场监控系统的构成部分分析

（一）监控系统中的监控中心

随着传统抽油机与数字化抽油机的组合，油田采油数字化、智能化建设也得到了进一步的发展。我国多数井场的智能化监控系统与数字化抽油机实现了良好的融合，对井场的信息采集、井场工况监视监控、抽油机运行状态等情况能够通过智能化的监控系统实现实时全程的监控。多数智能化监控系统是由井场信息采集部分和联合站监控中心两个部分组合而成的，数字化抽油机通过信息采集软件将井场的数据收集起来，并传输到井场通信协议箱，再通过网络系统将信息反映到联合站监控中心，经过系统化的分析过程，监控中心会对井场的工作状况、抽油机的工作状况进行评价，从而做出适当的判断。通过这种方式井场的数据信息能够及时得到反映和处理，并实现了智能化的控制和监督。

（二）监控系统中的数字化抽油机

在智能化井场监控系统中数字化抽油机作为智能化监控系统的核心组成部分，其工作状况影响着整个系统的工作环境和工作进度。油田采油工作中抽油机的智能化发展为智能化监控系统的形成和发展奠定了良好的基础。数字化抽油机具有采集、传输数据的功能，还可以运用摄像机实现实时监控，运用无线网桥接收到信息模块，并运用软件对信息进行分析和处理，实现智能操作的即时性和有效性。

三、智能化井场监控系统软件组成及其应用功能分析

（一）智能化井场监控系统软件组成部分介绍

智能化井场监控系统可以分为4个结构层次，一是数据采集层，该层以数字化抽油机控制软件为基础，实现油井参数的实时监控，同时也可以结合智能化视频监控软件对井场现场状况进行视频采集。二是数据传输层，该层主要作用是要连接采集层与监控中心，实现数据的快速传送。三是数据处理层，该层以智能分析软件为基础，通过及时对数据进行分析和数据实现对油井和井场设备的控制。四是人机界面层，该层则主要是为了满足操作人员的查询、分析、监控等需求。

在众多的软件中，智能化井场监控系统最重要的3个软件是数字化抽油机控制软件、视频监控软件、智能分析软件。其中数字化抽油机的控制软件是整个监控系统的核心，其中最佳冲次判定程序、平衡度调节程序、电机保护程序、故障自我诊断程序是该部分控制软件的重要程序，这些程序既能对数据进行收集和分析，并运用控制功能将抽油机调节到最佳状态，监控软件能够对数据进行分析后做出控制决定。其作为井场数据采集的重要软件，最大的优势是能够通过软件的组态形式实现对系统整体的控制，并运用各个模块的基本功能促成监控层系统的集成。另外其与网络通信设备的组合能够在网络技术的支持下实现集中管理和控制，还可以通过人性化的界面设置为井场智能分析软件提供基础数据集成分析服务。

第二个重要的软件是视频监控软件。该软件通过多元化的视频硬件级图像分析程序将监控视频中的画面进行检测，并对检测所得的数据进行分析，从而对井场的工作环境、抽油机的运行状态进行锁定，将拍摄的视频画面传输到监控窗口中，从而保证井场的工作环境。视频监控软件与智能控制平台相联系，工作人员可以通过操作控制平台对监控画面进行切换，且现场的监控录像记录可以随时上传，以供工作人员进行查看和取证。而起着重要分析作用的智能分析软件则是对井场反映的信息进行及时地评测和处理，通过智能化程序对数据信息进行控制。智能分析软件工作的基础是经常数据库存储的数据信息。井场采集的抽油机运行参数、套压、油压等数据可以作为处理程序的对比数据，通过数据的对比分析，智能分析软件可以及时对抽油机和井场的基本状况进行控制，并及时对故障和问题进行报警处理，从而保证井场工作环境的安全性和抽油机的正常运行。智能分析软件以油井计量软件和功图分析软件为主，通过分析软件的识别和分析，能够对故障进行自动诊断，从而实现动态分析的目标。

（二）智能化井场监控系统在采油过程中的应用功能介绍

智能化井场监控系统在采油过程中发挥着多重功能，其中远程实时监视功能依托于监控中心，通过监控中心的系统化操作监视抽油机的运行状况及井场作业状况，如抽油机是否漏油、故障修井作业的情况等，并运用抽油井控制系统及智能分析系统进行合理控制。闯入分析功能，根据监控视频检测车辆及人员进出情况，并对可疑情况及时进行警报以保证井场的生产安全。井参实时显示功能主要是应用在抽油机参数的显示和记录。产液自动计量功能则能够及时对油井的产液量进行记载和分析，并及时将数据传输给监控中心。