油田项目可行性调研分析.docx

《油田项目可行性调研分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《油田项目可行性调研分析.docx（25页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、油井电机扭矩监测技术试验应用项目可行性研究汇报1 .编制根据和原则错误!未定义书签。1.1 编制根据错误!未定义书签。1.1.1 节能降耗、控制成本错误!未定义书签。1.1.2 实时跟踪、以便快捷错误!未定义书签。1.2 编制原则错误!未定义书签。2 .研究范围错误!未定义书签。2.1 电机参数在线检测技术错误!未定义书签。2.2 扭矩一载荷推算技术错误!未定义书签。2.3 数据远程传送技术错误!未定义书签。3 .遵照的原则、规范错误!未定义书签。4 .河口采油厂生产现实状况及存在问题错误!未定义书签。4.1 生产现实状况错误!未定义书签。4.2 存在问题错误!未定义书签。5 .河口采油厂抽油

2、电机扭矩在线监测系统方案设计错误!未定义书签。5.1 系统功能及技术指标错误!未定义书签。5.2 系统关键测试算法错误!未定义书签。电机定子电压和电流瞬时值的硬件检测框图错误!未定义书签。电机定子三相有功功率、无功功率及功率因数的计算措施错误!未定义书签。电机电磁转矩、转速估算原理错误!未定义书签。5.3 系统硬件构成和基本工作方式错误!未定义书签。5.4 系统软件基本工作方式错误!未定义书签。5.5 载荷一扭矩推算错误!未定义书签。抽油机井错误!未定义书签。螺杆泵错误!未定义书签。5.6 投资概算错误!未定义书签。5.7 经济效益分析错误!未定义书签。6 .环境保护错误!未定义书签。7 .安

3、全错误!未定义书签。8 .结论错误!未定义书签。1 .编制根据和原则1.1 编制根据节能降耗、控制成本伴随国民经济的不停发展，消费规模不停扩大，能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要原因。为处理我国能源紧张问题，国家提出了坚持开发与节省并举、节省优先日勺方针，大力推进节能降耗，提高能源运用效率。油气勘探开发行业是我国重要日勺能源生产行业之一，也是能源消耗日勺大户。在为国家生产更多油气资源的同步，节能降耗也是油气勘探开发行业重要任务之一。胜利油田自60年代初期开发至今，经数年的生产开发建设，油田产液含水率逐渐上升，原油产量逐渐递减，油田生产进入高含水日勺生产阶段；为了减少开发成本，减缓油田的递

4、减趋势，保证胜利油田的持续稳产高产，需要引入新思想、新观念、新技术、新工艺，才能实现节能降耗、成本控制。目前，有杆泵（包括抽油机和螺杆泵）井占采油厂生产井的90%以上，采油厂的电量绝大部分都消耗在有杆泵采油上，电量的使用是采油厂的一大成本。如河口采油厂目前日用电量140多万千瓦，假如能实时监控有杆泵的工况，对运行不平常的有杆泵电机进行调整，对电能日勺节省将是非常可观的。因此通过实时监测电机（包括异步和同步电机）的工作状况或供电状况，实现对电机的预知性维修，防止意外损失（如不必要的临时维修和意外人员伤亡等）,也可防止电机在低效率或不正常状况（电机故障或供电异常）下长期工作，实现节能降耗、成本控制

5、。本项目根据抽油电机的特性、构造、额定参数和实际工作环境等特点，采用电动机日勺无速度传感器速度检测方式，再深入获得其他关键电机运行参数，根据电机运行参数深入获取整个抽油系统日勺工况，为掌握抽油电机破7运行状况、节省电能、提高采油效率和增长经济效益奠定基础。实时跟踪、以便快捷目前，油田上分析抽油机井深井泵工况时，广泛采用实测示功图分析措施。实测示功图可以反应出深井泵在井下工作中的异常现象，可结合地质状况和运用生产数据、仪器工作状况，来分析解释抽油机的工作制度与否合理，机、杆、泵、参数组合与否与油井相适应。实测示功图通过诊断技术处理，可以找出影响油井泵效或不出油的原因，然后根据本油田采油工艺技术的

6、配套措施来处理生产问题。由于油田油井数量多且分布范围由几十至上百平方公里，分布比较零碎，且油区道路交通不是很好。人工每日定期检查设备运行状况并记录采油数据，用动力仪完毕示功图日勺绘制，但只能是一次测一口井，测量时需要停机安装动力仪，成果往往使得实测示功图不能很好地反应深井泵时实际工况，并且费时费力，影响抽油机井的产量,并且动力仪是机械式日勺,存在测量偏移,测量成果不精确,并且每一种冲程周期只采集一百多种点,诸多微小的变化没有在示功图上反应出来。这种方式不仅受天气和距离的限制，也必然增长工人劳动强度，并且影响了设备监控与采油数据的实时性，甚至精确性。当抽油机深井泵出现故障时不能及时发现，得不到有

7、效检测、防患和控制。本课题通过直接测量电机的电流、电压、功率等参数，计算出电机时输出扭矩，然后根据电机日勺输出扭矩推出抽油机减速箱的扭矩，然后运用预先计算好的扭矩因数苏推出悬点载荷，间接获得抽油机井的示功图，从而可以使用目前比较成熟的示功图分析和诊断技术对抽油机井的工况进行分析，并且通过对输出扭矩曲线进行频谱分析可以发现某些细节变化，这些细节是通过示功图所不能发现日勺，而这些细节暗示着抽油机井日勺某种工况。通过GPRS远程传播所测量电机的电参数，控制中心足不出户就可以获得抽油机井日勺实时动态工况，远程控制抽油机井。1.2 编制原则一、采用新产品、新工艺、新技术，及时掌握油区有杆泵电机的运行状况

8、，提高油区的采油效率和增长经济效益。二、采用可靠并且先进日勺技术，充足运用原有设备和设施，以节省工程投资。三、在满足生产的前提下，做到以便施工，易于维护，环境保护节能。2 .研究范围2.1 电机参数在线检测技术电机参数在线检测技术是通过测量异步电动机三相电压、电流，获得电机的有功功率、无功功率和功率因数，并且实现对电机定子磁链和电磁转矩以及电机转速日勺精确计算，同步可计算得到电机输出功率和输出转矩以及电机的运行效率等。通过在线检测抽油机的电参数实时监测抽油异步电动机的工作状况和供电状况，对经典的电机故障进行示警。2.2 扭矩一载荷推算技术抽油机工作时，由悬点载荷及平衡重在曲柄轴（减速箱输出轴）

9、上导致的扭矩与电动机输给曲柄的扭矩相平衡。一定型号的抽油机所配减速箱均有容许的最大扭矩。在一定条件下它既限制着油井生产时所采用日勺最大抽汲参数，同步又限制着为了保证大参数生产所需要日勺电动机功率。因此，扭矩曲线除了用来确定最大扭矩和检查与否超扭矩之外，还可以检查抽油机的平衡状况和进行平衡计算，确定电动机输出的功率，检查功率运用状况及运用均方根扭矩选择电动机功率。根据所测得的电机电磁扭矩曲线推算出减速箱输出轴扭矩曲线，然后运用预先计算好的扭矩因数推出悬点载荷，进而得到该井的示功图并自动分析该井的工作状态。2.3 数据远程传送技术GPRS通讯方式建设依赖移动通讯企业庞大日勺GPRS网络，建设成本与

10、运行维护成本都很低，远不不小于自行建设独立运行的专用通讯网络（电台、有线DDN、微波等）。GPRS网络建设以便简朴，使用GPRS模块及对应配件，直接与带有RS232串行口的监测设备连接，与中心数据服务器构建透明的数据传播通道。它运行可靠，数据采集实时性强，运行费用低，漏码误码很少，克服、处理了其他通信方式存在的多种问题。在保证数据传播及时、精确日勺前提下，将系统运行费用也减少到了极低；同步，通信链路由专业的运行商来维护，防止了顾客在使用监测系统的同步，还需要花费很大精力去维护通信线路的问题。3 .遵照的原则、规范为保证工程技术先进合理，安全可靠，符合国家的方针、政策，符合客观实际，严格执行如下

11、的原则、规范：(I)GBZT2887-2023电子计算机场地通用规范(2)GBT16435-1996远动设备终端通用技术条件(3)中华人民共和国安全行业管理规范(4)软件工程国标(5)中国电气安装工程施工及验收规范(6)GAT75-94安全防备工程程序与规定(7)GAT74-94安全检查防备系统通用图形符号(8)社会公共场所安全防备工种设计规范(9)GB50343-2023建筑物电子信息系统防雷技术规范(10)公安部、公安厅技防办有关文献规定。4 .河口采油厂生产现实状况及存在问题4.1 生产现实状况河口采油厂从属胜利油田有限企业，地处渤海之滨黄河故道入海口处，河口因以得名。前身是1972年成

12、立的河口指挥部，1983年将钻井单位划出另编，成立河口采油指挥部，1988年更名为河口采油厂至今。目前，河口采油厂管理着渤南、呈东、义和庄、义东、义北、邵家、大王庄、大王北、罗家、飞雁滩、陈家庄、英雄滩、富台等大大小小13个油田，探明含油面积283.4平方千米，地质储量36570万吨（不含油企业的），动用含油面积242.2平方千米，动用地质储量32770万吨，可采储量7918万吨，标定采收率24.2%,合计产油6118万吨；采油厂油井每天开井一千六百多口，日产液量八万多吨,日产油量八千多吨。4.2 存在问题目前常用的电机扭矩测试设备体积庞大，价格昂贵，限制了这方面技术的发展，而电机扭矩又是油田

13、现场生产用于监控电机乃至整个抽油系统生产工况的一种重要参数，由扭矩可以衍生出色多工况指标，因此低成本的电机实时测试技术、实时有杆泵工况分析技术具有广阔的应用前景。目前国内对电机本体质量与否合格的测试研究较多，而对电机自动测试系统日勺研究、应用则较少。因此，本项目拟采用实时性好、计算精确性高并且系统成本较低的电机自动测试系统实现对油田有杆泵电机运行工况的监测，为提高油田有杆泵电机系统运行效率，提高采油效率和经济效益奠定基础。5 .河口采油厂抽油电机扭矩在线监测系统方案设计5.1 系统功能及技术指标该系统采用高性能32位ARM处理器（1PC2364）作为关键数据处理器，1PC2364基于ARM7T

14、DM1-S核，可在高达72MHZ的频率下运行，其体积小、功耗低、成本低，支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，因此计算性能十分优秀，其片内具有128kB的程序存储器，8kB静态存储空间（SRAM）和6路10位ADC,具有先进的中断控制器，支持多达32个中断向量，同步其具有丰富的串行外设接口，便于实现与上位计算机通讯。系统软件算法采用原则C语言编程，程序构架充足采用构造化和模块化方案设计，程序执行效率高，易读性强，可扩充性强，便于软件程序的深入修改、移植及扩展等。该系统通过实时采集异步电机的三相电压和电流可实时计算电机的三相有功功率、无功功率和功率因数，根据定子三相电压和电流可实时

15、计算得到电机定子磁链的幅值和相位，结合定子电流可估算得到电机电磁转矩，运用定子电压和电流还可深入估算定子电角频率，运用估算所得的定子磁链幅值和电磁转矩可得到转子转差电角频率，运用定子电角频率和转子转差电角频率就可计算得到转子实际转速。运用电磁转矩和同步电角速度可计算电机电磁功率，结合所估算的转差率和机械损耗可估算电机输出机械转矩，根据电机输出转矩和转速可得到电机输出机械功率以及系统日勺整体效率。为实现系统临时数据保留、检测系统参数保留以及系统时间实时显示，选用低成本、低功耗时日历时钟芯片，日历时钟芯片不仅可作为系统的时间基准，并且其内部的数据存储单元可实现参数的保留，同步该系统的系统时间还可通

16、过远程通讯的方式进行时间校准，其日误差不不小于1秒(0.5秒)。采用上位计算机系统通过RS232接口对检测系统进行参数设置和修改，此外可根据实际规定选用通信方式，若需要对某些参数进行远程修改或对检测系统实现远程监控，可采用RS422/RS485传播方式进行数据通信，还可采用无线通信方式进行监控。本系统通过连接油田企业网，所测量的数据保留到企业数据库中，通过WEB方式提供顾客浏览，顾客可以通过浏览器在线检测抽油机的电参数实时监测抽油异步电动机的工作状况和供电状况，对经典日勺电机故障进行示警，通过直接测量电机日勺电流、电压、功率等参数，计算出电机的输出扭矩，然后根据电机时输出扭矩推出抽油机减速箱的