油气生产物联网解决方案

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1、油气生产物联网平台方案一、方案概述在互联网不断深化应用的今天，物联网技术随着智能感知芯片、移动嵌入式 系统、云计算等理念和技术的研究和发展日趋成熟。油气生产物联网软件平台是 亚控基于物联网技术助力采油自动化、智能化的产品。整个平台基于物联网传感 器、变送器技术，实现采油井工作状态的自动化监视和数据采集；基于、等远程 传输技术，实现对分布在广阔地域上的采油生产工艺流程中的工作数据的集成； 基于工业实时数据库实现海量生产数据的实时管理与历史存储；基于功图、宏观 信息图等技术完成产油预测、统计，实现挖潜增产计划安排；最终基于组态技术 将生产过程数据以流程、图表、声光报警、页面等形式可视化呈现，辅助采

2、油厂 进行生产经营调度管理以及决策分析。整套平台采用技术开发，重点实现井组， 管线，站（库）等基本生产单元的管控一体化。达到高效管理，节能增产的目的。二、方案亮点功图数据库功图数据经过采集按每个整体功图存储在亚控的功图数据库中，通过功图组 件的服务程序做压缩以及解析，在分析系统中作诊断及计产，然后把结果返回到 数据库中，供上位组态应用展示。功图展示、以“功图”形式展示抽油机最新功图数据， 、叠加展示抽油机多幅历史功图 功图识别示功图是作为反映有杆泵抽油机的工作状态最直观有效的分析手段。通过示功图，能够及时发现抽油机砂卡、脱杆、凡尔漏失等工作状态的变化和供液不足、 气体影响等油藏的动态变化，不但

3、有助于及时发现、排除抽油机工作故障。亚控 功图的识别分析可以进行快速的实时工况分析、历史工况分析，并对分析结果进 行分级报警。视频联动全方位视频安全感知系统视频信息通过标准方式在系统中做整合，通过控件开放操作与事件的接口， 系统通过接口与视频信息实现联动。系统与视频智能识别技术相结合，实现数据联动，形成了更加安全的防范系 统。对需要进行监控的井场、站（厂）和建筑物内（外）的主要公共活动场所及 通道、重要部位和区域等进行有效的视频监视，并结合先进的视频模式识别算法， 达到一个完美监视控制的程度。油田的智能视频识别主要如下：中央系统 DO对需要进行监控的油井、水源井、增压泵站、注汽站和建筑物内（外

4、）的 主要公共活动场所及通道、重要部位和区域等进行有效的视频监视，并结合先进 的视频模式识别算法，达到一个完美监视控制的程度。现场传感视频系统与远程 管理系统相互配合，将井场视频图像与生产数据动态监测融为一体，实现监控室 进行远程电子巡井、场站生产单元过程可视化控制及管理，从而达到安全生产、 无人值守的目的。井场视频识别与联动监控站视频识别与联动监控生产故障预警（智能语音报警）生产故障预警是油气生产过程中至关重要的一部分，也是油田监控系统中 重要组成部分；当现场的数据超出正常范围时，系统应以报警的方式将其通知相 关工作人员，工作人员接收到报警信息后会对报警做出相应的处理；同时本系统 提供基于历

5、史数据的分析报警。根据历史数据的变化趋势提前预警。达到提高油 田生产故障预警的及时性和对故障处理的准确性。此外系统提供了强大的报警操作功能：报警存储功能、报警打印功能、报 警显示功能、报警转发功能等等，为了方便用户实现对报警事件的查询、记录和 打印等操作。报表自动生成数据报表是生产过程中至关重要的一个部分，通过数据报表，可以清晰、 直观、有效的了解与掌握各生产单元的生产情况，有助于职能单位对当前的油气 生产情况进行宏观的把握和全局的统筹。目前许多单位，尤其是井场等生产单元 仍采用人工巡表、手工抄表、人力送表的数据上报机制。自动报表的生成，极大 改善了操作人员到现场看表、抄表的现状，很大程度的解

6、放了劳动力。通过油田 管控系统的数据自动采集功能，实现了数据的实时采集与监测、报表的自动生成 与上报。以便操作人员投入更多精力在提高生产效率方面。同时自动报表系统支持数据的存储、实时与历史数据查询以及数据趋势曲 线与比对功能，与纸质的报表相比，更能准确、快捷的体现生产情况。设备管理在线运维在信息化生产管控系统中，系统自身的健康度是基础。采集终端变送器、传 感器不准时将对生产管理造成未知破坏。而变送器、传感器都是需要进行周期性 的校验及更换电池的。一口抽油井一般配有个传感器，一个采油厂一般有左右口 井。以一个具备口井的采油厂进行计算，传感器、变送器的数量将为左右，巡井 的工作量十分庞大。在本平台

7、可实现变送器、传感器异常或电量不足时自动向系统上报的功能。 系统可快速定位到具体的站点、设备，无需再进行拉网式的检修排查。这点对于 生产设备管理维护意义重大。统一的数据采集平台针对设备管理，可以实现任意地理位置的设备进行生产 信息的详细查询三、系统架构处在前端的采集与控制子系统，主要通过自动化仪表、传感器、功率模块 、 等设备，自动采集、存储、处理油井、水源井、增压泵站、注汽站等生产单元的 生产数据；通过摄像头、有害气体监测装置等，自动采集生产现场的视频信息和 环境信息；通过、控制阀等自动化控制设备，对生产过程实现自动化控制；同时 监控仪表、传感器、控制阀等物联设备的工作状态、空间位置、入网标

8、识等信息。 这些数据和信息通过数据传输子系统传输到生产管理子系统进行统一收集、汇 总、综合处理和分析，并提供生产实时监控、远程启停、远程计量、工况分析、 预测优化、设备管理等功能。后方的局、厂指挥中心和各类用户根据相应的管理 权限通过应用服务器和实时数据库进行集中管控与浏览。作业区的数据存储系统是整个监控中心的关键，以作业区为单位的现场全部 数据整合，整体功能的实现都需要在该层完成。在这部分为了实现对生产现场的 监控、对设备的运维管理，在常规的数据汇集结构上并行的加入了采用 为 核心构成的在线运维管理系统，可配合使用专门的分析计算软件： ， ， 。设备运维系统能够自动响应生产设备的变化：如设备

9、更换、新设备加入、旧设备 删除等；自动的适应设备变化后的数据采集，不需要中断当前平台运行状态。现 场数据同时被送到常规系统及运维管理系统中，协同完成系统功能。1.1 系统组成油田监控系统由数据采集与控制子系统、数据传输子系统、数据存储子 系统、智能应用分析子系统组成。1.1.1 数据采集与控制子系统该子系统包括单井、水源井数据采集系统和增压泵站、注汽站数据采集系统。 通过在井场和站库布设传感器、变送器、自动化仪表、视频摄像头等装置，实现 对油井压力、油井温度、载荷位移、注汽等参数，水源井生产相关参数，增压泵 站压力、流量、液位等参数，以及注汽站相关生产数据和各生产单元视频信号数 据的实时采集与

10、控制。1.1.1.1井场数据采集近年来, 随着计算机和仪表技术的飞速发展, 控制系统硬件、现场仪表的可 靠性和性能价格比均大幅度提高,将油气生产自动化数据和视频监控信息集中起 来，通过有线和无线通信网络与区域监控中心现有的计算机网络相连接，实现对 生产数据自动采集、工况分析、故障预警和报警、关键过程连锁控制、工艺流程 可视化展示、生产现场的实时监控、生产过程实时智能决策等功能。达到了提高 劳动效率、保障安全生产和对整个生产过程进行自动化管理的目的。硬件主要结构包括：井口仪表（示功仪、压力变送器、温度变送器、电量采 集模块等）、数据采集控制单元（模块、通讯模块、数据接口模块等）、网络智能 红外摄

11、像机、投射灯、室外防水音柱、工业拾音器、工业交换机、通讯网络设备、 工业控制计算机（工程师、操作员站、调度员）、数据服务器等；井场硬件配置方案一般采用井口有线仪表或无线仪表数据采集控制单元 井 场视频监控硬件工业控制计算机监控室数据处理中心服务器；配套建设视频识别分析监控系统，防止异常停井和偷油盗电等事件的发生, 实现移动侦测、图像报警、声光提示、近景判识、抓拍照片等功能。井场视频监控硬件配置方案 一般采用普通摄像机工业嵌入计算机工业交换 机无线数字网桥或终端投射灯室外音柱工业拾音器机柜防雷器监控杆工业控制 计算机监控室流媒体服务器；1.1.1.2井场数据控制井场数字化建设不仅要实现相关生产参

12、数的自动采集，还要实现相应的控制 功能，控制一般包含两个部分，一部分是远程的启停，一部分是远程调参。包括： 油井的远程启停，远程调节冲程、冲次、上下行速度，水源井: 压力信号联锁控 制泵出口电动调节蝶阀，以及井场的远程视频调控和警告音频控制。1.1.1.3站库数据采集增压泵站、注汽站等站库是油田开发处理的关键环节。随着油田的不断发展, 油、气、水的处理和集输工艺越来越复杂,使得事故发生几率和危害程度大大增 加。油田公司和各采油厂需要创新生产运行与管理模式，将现场实时监控、生产 过程自动化及计算机分析决策联为一体，利用数字控制、计算机网络和数据共享 技术，搭建集成统一的油气生产管控一体化平台，推

13、进油田生产自动化管理水平。场站数据监控主要采用油田监控系统，实时采集现场数据, 对各操作岗现场 进行本地或远程的自动控制, 对工艺流程进行全面、实时的监视,为生产、调度 和管理提供必要的数据。硬件主要结构包括：检测仪表、回路显示仪表、调节仪表、执行器、主控制 器、（模块、模块、通讯模块、数据接口模块）、通信控制器、远程控制单元、工 业交换机、网络智能红外摄像机、投射灯、室外防水音柱、工业拾音器、工业交 换机、工业控制计算机（工程师、操作员站）、打印机、显示屏、数据服务器、 机柜及系统中心控制站等。增压站系统硬件配置方案一般采用变送器远程控制单元工业控制计算机站 控（组态）系统；注汽站系统硬件配

14、置方案一般采用： 设备控制器（、）以太网络设备工业控 制计算计站控（工程师操作员站、组态）系统服务器；或变送器远程控制单元通 讯控制器以太网络设备工业控制计算机站控（工程师操作员站、组态）系统；注汽站数据监控建设方案需要结合生产工艺，合理确定生产流程的监控点， 实现优化生产运行，一般在站内设置站控系统，完成站内工艺系统主要生产运行 参数的集中监控，并完成站内重点部位的音视频数据监控。此项目在注汽站有系 统和以及视频监控点，需要向区域监控中心的生产管理系统传送注汽车站的重要 生产数据和视频数据。1.1.1.4站库数据控制场站数字化建设不仅要实现相关生产参数的自动采集，还要实现相应的控制 功能，控

15、制一般包含两个部分，一部分是远程的启停，一部分是远程调参。增压泵站的控制缓冲罐的控制：罐下限液位联锁停泵、罐位上限液位联锁启泵、 缓冲罐液 位与增压泵变频柜联锁，根据液位自动调节泵的转速。泵的控制：远程启停泵；泵进、出口阀门的远程控制及自动倒泵 注汽站的控制集中水处理设置实时上传温度、压力、流量、液位等数据，区域监控中心没 有控制。燃煤注汽锅炉设置有系统形成站控系统的闭环控制。在区域监控中心不设置 相应的控制功能。视频云台控制：在集中水处理站、燃煤注汽锅炉房分别设置工业电视监控系 统。在站区设置摄像机台，视频信号进所在站区的工业电视监控系统。主要视频 信号通过通信信道上传至监控中心。区域监控中

16、心可以通过云台对视频进行控 制。1.1.2 数据传输子系统数据传输子系统以满足油田监控系统数据高速、安全、有效传输需求为主。 通过建设有线和无线网络，将采集与控制子系统实时采集的各项生产数据、视频 图像以及相关的控制信息，传输到综合智能应用子系统中，使管理人员可以在区 域监控中心进行集中管控。数据传输子系统体系架构设计将充分结合油田基础网络建设的实际情况，按 照对油田监控系统的统一要求，建立一个高速、有效、安全的数据传输平台。数据传输子系统有四种架构方案，分别为：全有线组网、有线无线专网、有 线无线公网、有线无线异构网。为了实现油田监控系统中生产数据、视频图像、控制信息等内容的高效、稳 定、安

17、全的传输，需进一步完善春风油田排区块的有线光纤网络，并快速搭建无 缝覆盖油井、水源井的无线通信网络。有线光缆网络建设应重点做好以下几方面工作：一是采用先进网络技术，优 化现有网络结构，搭建连接至增压泵站、注汽站等生产场所的专用光纤网络，并 进行环网建设，提高网络自身安全保护；二是对原有光纤未到达的生产单元进行 光纤延伸；三是进一步提高有线网络的传输带宽，满足油田监控系统数据传输的 需要。无线通信网络建设应充分结合各春风油田油井和水源井的分布情况和数据 传输需求，充分考虑各种技术在覆盖能力、传输带宽、组网能力、安全性、可维 护管理能力以及工程实施难度等方面的特点，合理选用最适合的技术，搭建春风

18、油田专用无线异构网络。在技术选择上，采用技术种类不宜过多，无线网络组网 架构应尽可能简单，便于日后网络的运行管理和维护。1.1.2.1方案一：全有线组网在春风油田排区块现有有线网络的基础上进行扩展，完成所有单井、水源井、 增压泵站、注汽站的有线网络部署；从而实现油气田所有井、站采集数据和控制 信息的传输。有线网络主要采用光纤接入方式，它拥有容量大、传输频带宽、信 号损耗低、抗干扰能力强等优点。目前国内部分油气田的计量间、中转站、处理 站、注入站等站库均实现了光纤接入。全有线网络架构（拓扑）如下图所示：注汽站增压泵站采集层局、厂指挥中心区域监控中心有线传输层1.1.2.2方案二：有线无线组网在春

19、风油田排区块现有有线网络的基础上进行扩展，完成增压泵站、注汽站 等站库的有线网络部署；而单井和边远站库通过建设企业专有无线网络实现数据 传输。无线专网采用油田统一标准、统一技术架构，充分保障传输数据的实时性、 安全性和稳定性，为油田监控系统提供坚实的传输平台。无线专网传输最大的优势是具有较高的安全等级，除了授权接入专用网络的 单位、终端设备等，其他任何人和单位都不能进入该网络。缺点是建设成本较高， 需要自建基站等相关基础设施。有线无线专网拓扑如下图所示：局、厂指挥中心有线网络无线网络站区采集层水源井抽油机根据每种组网方案的投资成本、部署周期、扩展能力、实施难度、现有资源 利用率以及所选无线传输

20、网络的实时性、安全性、稳定性等多方面综合考虑对各 种组网方案进行比较，数据传输组网方案比较如下表所示：比较项目全有线组网有线+无线组网投资成本对于光纤已经铺设到井场附近， 井口至附近光纤距离较短，单井 数量较为集中，整体投资适中。需要重新进行网络规划，建立专网基 站等基础实施，投资较咼。部署周期受天气、地形等多种因素影响实 施周期较长。网络规划复杂，基础设施建设慢，整 体部署周期较长。扩展能力新增需求只能重新敷设光缆或利 用剩余光纤，扩展能力差。专网属于企业设施，对于新增业务、 设施整合迅速，具有很好的扩展能力。实施难度受天气、地形、人员数量等多种 因素限制，实施难度很大。需要对整体网络进行规

21、划，部分地区 需要自建传输铁塔等基础实施，实施 难度较大。现有资源利用率利用率低利用率低稳定性高中安全性高中基于春风油田排区块现有有线网络网络建设，油田监控系统数据传输子系统采用全有线组网投资成本适中，但扩展能力差；而无线传输网络建设需要重新进 行网络规划，建立专网基站等基础实施，投资较高，且稳定性和安全性不高。因此需要根据油田的分布情况，综合考虑投资成本，扩展能力等，选择现有资源利 用率高、稳定性好、安全性高的组网方案，以适应各油气田不同的需求。1.1.3 数据存储子系统1.1.3.1油田生产信息系统数据分类、结构化数据 采油厂结构化数据按数据性质一般可分为两种：过程数据 油田生产单元采集的

22、时序数据，如：抽油机状态数据：电机转速、油温度， 回压、套压等。这些数据要求的采集频率高，一般为秒级，数据量大，同时时效 性强，一旦某个数据没有明确的时间概念，这个数据是没有任何意义的。最后这 些数据孤立的存在同样意义不大，只有周期、长期的统计分析得出的结果才能够 反映采油厂的面貌。关系数据 如：报警，报警确认等信息，这些信息一般数量不多，但是重要性却丝毫不 小，任何报警信息的遗漏都会给整个系统留下无穷的隐患。因此，这一类数据的 记录要求务必详尽，相关的内容多，数据记录的字段复杂，不是简单的值和时间 所能够记录清楚地，必须通过关系的方式才能够完整的表达。、功图数据 示功图是作为反映有杆泵抽油机

23、的工作状态最直观有效的分析手段。通过示 功图，能够及时发现抽油机砂卡、脱杆、凡尔漏失等工作状态的变化和供液不足、 气体影响等油藏的动态变化，不但有助于及时发现、排除抽油机工作故障，同时 通过历史功图变化和功图换算单井产液量的变化，为油田生产管理，尤其是稳产 高产提供动态油藏数据。同时，单井计量的开展，将极大的优化采油生产的地面集输流程，优化地面 管线不但能够降低工人巡视管线的工作量，更主要的是节约地面管线造成的跑冒 漏损失和管线成本。沃功图倍息隔示!-I ，尤1 I i t i I r_l功图数据分析 . ;丨；1 : _ 汀功圏数据存储 El口匚sE-iri :那么对功图数据的存储是油田生产

24、监控系统存储的核心。亚控科技提供专用 的功图存储数据库。将一台采油机的一副示功图作为一个批次的数据，批次数据， 能够与电流、电功率等数据组成一个结构，有利于采油井的综合分析；非机构化数据存储油田的视频和音频数据等。相对于结构化数据（即行数据，存储在数据 库里，可以用二维表结构来逻辑表达实现的数据）而言，不方便用数据库二维逻 辑表来表现的数据即称为非结构化数据，包括所有格式的办公文档、文本、图 片、各类报表、图像和音频视频信息等等。非结构化数据库是指其字段长度可变，并且每个字段的记录又可以由可重复 或不可重复的子字段构成的数据库，用它不仅可以处理结构化数据（如数字、符 号等信息）而且更适合处理非

25、结构化数据（全文文本、图象、声音、影视、超媒 体等信息）。1132工业实时历史数据库工业实时历史数据库主要存储油田生产单元采集的过程时序数据。工业实时 历史数据库实现对油气生产海量数据，以及分析、控制、管理数据的存储，查询; 实时数据库具有存储容量大，存储速度快，查询速度快，支持多种调用接口等特 性；以满足春风油田生产数据监控的实时性、准确性、高效性的需求。为了保证整个数据系统的高可靠性和高可用性，实时数据存储系统应具有镜 像冗余功能，保证存储、分析数据与网络展示用的数据分开，即使网络上使用的 数据遭到破坏，只是镜像系统中数据受损，只要更新镜像就可以恢复数据。实时数据库系统需要为上层应用系统提

26、供数据支持，这就要求实时数据库能 够提供多种数据访问接口和数据转发接口。 以下为实时数据库容量选择依据： 实时数据库存储量数据点数一个模型所需点数*，其中为实时数据库所规定 数据模型占用的字节数。假设一个厂按万数据点计算，实时数据库的存储量计算大概如下表： 实时数据库存储量计算釆集周期秒秒秒一次接收量小时接收量天接收量周存储量月存储量从上表可以看出，实时数据库一个周期如果存储万条数据，存储量就需要左 右，按采集周期秒计算，一天的存储量为，一周就达到。可以采用放大存储周期， 保留最近周的数据等存储策略减少存储量或采用分区表、表字段数据类型选择、 表索引等技术手段来解决大存储量问题。所以选择实时数

27、据库的时候，需要选择存储压缩比高，存储和查询数据速度 快的数据库；1.1.3.3功图数据库油田生产的数据存储核心即是功图数据的存储。功图的整存整取： 通常的功图数据为抽油机一个冲程的载荷与位移数据，根据示功仪硬件不 同，一个冲程所测量的数据量不同，一般一冲程会测量至个数据点，组成一个功 图数据。即一个功图数据有至个（载荷，位移）数据对，每个载荷、位移都是实 型数据。通常示功图数据以采油井分别归类，保存到在关系数据库中，一幅示功图的 数据保存在一个字段中，字段类型为长二进制数据；如果遇到一个功图数据的点数比较多的情况，个字节就有可能保存不了，比如超过对数据就保存不了了，同 时由于由于关系库无法对

28、数据进行压缩，所以关系数据库对功图数据的存储很难 满足油田的需求。而亚控科技是按照采油井分类，再按时间顺序把载荷和位移存储在专有的功 图数据库中，载荷、冲程各对应一个功图数据库的变量，再结合数据库的压缩算 法，能够保存长期功图数据。使用时会自动解析为多个数据对。针对非常高数据采集密度的需求，数据采集方案可使实际到达数据库数据得 到降低。同时对于如此庞大的数据，最终进行归档时，适当的数据压缩也是必要 的。功图数据库在数据存储时同样提供死区压缩、旋转门压缩、改进的死区压缩 等多种压缩算法，在保证数据压缩前后趋势不变的前提下使得所消耗的磁盘空间 下降。功图数据压缩生产数据都是时序数据，使用一般的关系

29、库进行处理既浪费空间又效率低 下。采用亚控科技的工业实时数据库对功图数据进行存储，可将数据压缩到原始 数据大小的。采用工业实时数据库存储功图，数据存取速度极快，即使是从年的 海量数据库中读取大规模的功图信息，查询反应时间均小于秒。、功图数据的存储和查询性能快倍一般功图数据是：位移载荷，位移电流；传统的做法：三个变量存三次，查三次 改进的做法：三个变量存一次，查一次;、功图数据的存储节省倍空间；功图压缩：亚控针对示功图研发的专业算法，压缩掉;MF4H*以某油田要求分钟上传功图数据为例：l*WI0. F *匕確M4-JMffOM757065蚩ftK、每个功图数据对数据点，大小为；、按中国油井万口井

30、计算；改进前后数据存储空间大小:对比油井数频率每天每月每年压缩前23万10分钟123TG3700TG4.5万TG压缩后23万10分钟25TG740TG9000TG依上所述，查询快倍，存储压缩掉倍的数据，实际查询可比改进前快倍!、查询任意一天某功图数据耗时秒；采栗平台数据勰存数据缓存技术：从底层设备、数据采集平台到数据库端充分利用数据缓存 技术，确保数据完整准确传输，在磁盘对缓存数据按序存放；查询任意一天某功 图数据耗时秒；四、系统功能油气生产物联网监控系统具有油气生产动态实时监控、生产实时工况诊断、 远程自动计量、单井远程启停、生产指挥调度、生产集中告警、生产环境监测、 工艺流程智能优化、生产

31、设备管理、移动办公等应用功能。基本功能系统基本功能包括流程运行监视、事故和报警处理、报表生成、趋势曲线分 析等。实现油井生产实时监测、工况分析、设备管理、生产动态分析等功能；实 现对水源井和泵房的检测控制；实现增压泵站内工艺参数、设备等进行监控；同 时通过设置可燃气体报警系统，以监测站内可燃气体浓度；实现联合站和注入站 生产数据和视频信号实时监测。同时配套自动化控制设备和装置，完成站库流程优化；配套井场供电系统、 紧急截断阀、启停装置、防爆器、自动投球收球装置、自动化验等设施，实现单 井远程启停控制、水源井电动调节蝶阀、井场和站库的远程视频调控。油井控制可实现单井油、套压、载荷、电流的超限报警

32、，能够完成 抽油机井远程启停控制，单井功率核算等功能。 实现对水源井和泵房的检测控制，并通过通信信道将监控信号上传 监控中心。 实现对增压泵站内的工艺参数、设备等进行测控。同时站内设置可 燃气体报警系统，用以检测站内的可燃气体浓度。数据通过通信信 道上传至监控中心。 实现注入站和联合站主要生产数据和视频信号自动采集，通过通信 信道上传至监控中心。综合智能应用子系统CC- 产时测 生实监单井监控间数据监控站库监控油水井工况数据录入设备 设备维护 管理设备自检应急应急预案检索辅助救援信息提示视频 图像G视频实时监控-智能 监控r图像智能分析丿L生产动态分析单井分析井组分析区块分析报表管理1报表统计

33、可视I 化监后台设备部署产量基础 生产单元数据：数据I :、生产单元逻辑关系：:控T I前台设备展示丿管理告警.管理卜视频监控告警生产运行告警作业动态产程动制生过自控单井远程启停 远程调冲程冲次 远程视频调控远程警告音频联锁控制水源井泵出口r一、-液位联锁启停增压泵电动调节蝶阀液位与增压泵变频联锁作业管理作业测试t）作业运行 调参管理增压泵进出口阀门控制自动调节增压泵转速远程自动倒泵远程启停增压泵i1生产 数据;油井生产数据釆集1增压泵站生产数据采集自动i1Z、采集! I水源井井生产数据釆集1注气站生产数据采集生产 环境 自动 监测-s.f、有毒有害气体1生产现场视频监控丿浓度检测异常信息主动

34、报警）1泄漏检测J壬%视频 数据 自动 采集油井视频数据釆集丿增压泵站视频数据采集 、 _ _ 1 （水源井视频生产数据釆集注气站视频数据釆集设备 信息监控物联设备工作状态监控 物联设备入网标识监测 物联设备入网标识监测 一物联设备故障诊断集成其他专家系统的能力（可以扩展各种模块，插件）在智能应用分析子系统方面，监控平台提供的解决方案，为通用的系统平台 （及的基本功能），为针对油气生产行业的专业功能组件，功能组件以标准模块 化的方式提供。比如功图组件（实现功图自动诊断及自动计量功能）、视频控件 （实现视频与联动）、智能语音报警控件（实现自动语音通知，报警）等。开放的数据源接口数据库存储海量的过

35、程数据，然而这些数据是无法直接成为有价值的信息， 也不能成为油田决策的有效依据，因此需要智能应用分析系统在提供分析和展示 能力的同时，能支持来自不同数据源的数据，如实时数据库，关系数据库，、数 据源的数据。五、方案总结效果分析油气生产物联网平台的应用可以实现在油气场站无人值守情况下能及时掌 握油井的动态变化情况，提高油田生产泵效（单井实时优化），应用功图计产辅 助计量；通过建立实时数据采集系统和数据存储系统，实现数据实时、准确、稳 定、安全、可靠地采集和存储，并以一定格式提供给其他数据应用系统。同时该平台可以提高油气场站系统运行效率（场站自动化、可视化与智能 化）、提高总体劳动效率，降低劳动强

36、度，落实以人为本的理念，为采油厂远期 发展培养、储备人才；优化劳动组织模式，减少用工总量，降低生产运行成本； 实现大庆油田的安全、高效、可持续发展。达到生产对象可视化，生产管理数字 化，生产过程安全化，生产决策智能化。经济效益分析地面流程简化优化解决环形井组无法计量的问题不产或减产不能及时发现的问题取消计量站撤销部分掺热水流程地面管线“地面管线串糖葫芦”，节约管线投资 大港港西油田集油管线简化前，简化后 ； 节省每年的功图测试费；雇工节约；减少占地；实现了原来“计量站中转站联合站”三级布站向二级、一级布站新模式的转变；“功图法” 产液量计量，为地面简化优化提供技术支撑；单井信息化、数字化建设与

37、节能降耗（）远程实时油井故障诊断； 减小因油井故障发现不及时导致的油井减产（港西平均吨油井年）； 基于诊断的优化设计更有针对性。（）远程实时系统效率各个部分损耗构成分析； 省下每年的系统效率普查测试费（元井年）； 计算各个部件的损耗，能够正确反映油井的系统效率与损耗构成变化。 提高系统效率措施有的放矢，节电更多；（）电量电费计量与抽油机平衡节电； 峰、平、谷分时段电量电费计量； 发现负向发电，避免虚假电流、虚假平衡； 计算抽油机平衡度，杜绝虚假平衡； 调平衡参数计算； 通过更好平衡实现有功、无功节电（元井年）。（）抽油机井智能间抽控制； 针对抽油机井低产情况，实现根据功图变化与自学习功能结合，

38、实现间 歇抽油智能决策与控制；大幅度节约低产井电费；（一般节电，按有功功率计算，电费元度，年 增效万元）避免常规间抽控制的盲目性，最大限度的避免因间抽设计不合理导致的 油井减产，使间抽节能和不减产兼顾。（避免减产，按方油计，年增效万元） 延长杆管柱寿命，（按减泵周期年，井深米，年增效万元）； 系统可以提供启抽前的井口声音警报，也可以选装网络智能红外视频摄 像机进行视频监控。（）抽油机井智能变频； 综合节电（按有功功率计算，电费 元度，年增效万元）； 延长杆管柱寿命，（按减泵周期年，井深米，年增效万元）； 针对低效井中的不能实施间抽的井，出砂严重，结蜡严重而导致停井后 起抽困难的井，可以采用智能

39、变频技术；对于一些产能稍好，实施间抽技术不要性不大的井，可以采用智能变频技术实现节电；智能变频主要是根据油井功图携带的充满状况信息，气体含量等信息，计算出最优充满系数，计算出设计频率，然后通过变频器实现变频；智能变频同时可以实现抽油机井的上慢下快，调整功图形状、提高平衡度等附加功能。主要收益估算（仅供参考）系统功能增效内容实施井数年效益功图量液（简化模式）地面流程简化优化（节 约管站维护、更新、常 温输送）井万年地面流程简化优化（减 少土地占用亩）井万年雇工节约，年新万人万年功图量液（非简化模式）解决环形井组无法计量 的问题节约人力工资万年远程实时油井故障诊断吨油井年井万年实时系统效率损耗构成

40、分析井万年电量电费计量与抽油机平衡 节电（兀井年）井万年抽油机井智能间抽控制年节电（或年增油万元）井万年（或万年）杆管寿命增效万兀年井万年抽油机井智能变频年节电万兀井万年杆管寿命增效万兀年井万年总效益地面流程简化模式万年管理效益分析（） 优化劳动组织架构 构建一体化生产基地，建立以”采油矿为中心，辐射到井”的劳动组织模 式，优化劳动组织架构，构建“采油矿监控中心单井”的生产管理模式，将采油 矿生产管理终端直接由区域监控中心延伸至单井。（）优化生产组织方式实现生产过程电子巡井、智能判识、分散控制、预警报警、多级监视、应急 联动、远程控制；建立“电子巡井、人工巡站、中心值守、应急联动”的数字化 管

41、理模式，优化了生产组织方式。()优化生产运行方式采用示功图诊断技术，自动采集、分析油井生产运行参数，自动优化调整油 井抽汲参数，实现抽油机井闭环控制、智能调参，提高低产井机采系统效率，达 到节能增效的目的。() 有利于控制生产运行成本电子巡井减少了用工人数和车辆巡护、巡检次数；由”人工抄表、定时巡检” 的管理方式转变为让数字说话，听数字指挥，精确制导的管理方式，降低了生产 运行成本。()有利于提高油气田企业管控和安全防范水平将一些无须人工干预的管理标准、参数等融入到数字化管理体系中，形成系 统刚性约束；增强对重点业务、重点环节、重点时段操作的实时监控能力，实时 巡检频次大幅度提升，从”人控”转为“机控”。()有利于提升企业形象和创造力电子巡井、电子值勤代替驻井管护、人工巡井；依据抽油机电机参数自动计 算平衡度，自动提供调节平衡方案，改变了传统抽油机人工现场判断、人工测量 计算、人工调整；减轻了工人劳动强度，减少高温高压装置的巡检、操作频次， 降低操作风险，将员工从驻井看护方式相对集中工作、集体生活、改变了员工过 去”晴天一身土，雨天一身泥”的工作状况。管控一体化系统体现以人为本的理 念，改善了一线员工生产条件，通过数字化解放劳动力，使员工有更多的时间学 习和培训，提高员工的素质，促进了一岗多能、复合型员工队伍的建设。