中国联通油田远程监控产品推介方案.doc
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1、中国联通油田远程监控产品推介方案(v1.0)集团客户事业部2023年3月目 录1.方案概述11.1.方案背景11.2.需求分析11.2.1.增产11.2.2.节能21.2.3.防盗21.2.4.提高管理21.3.国内油田分布32.整体方案设计72.1.总体方案72.2.中心平台重要功能92.2.1.数据远程采集92.2.2.智能视频监控112.2.3.系统基本管理功能132.2.4.系统安全管理142.3.平台硬件设备152.3.1.平台管理服务器152.3.2.数据库服务器162.3.3.分发服务器172.3.4.存储服务器172.3.5.前端应用服务器172.3.6.客户端应用服务器183
2、.前端采集设备203.1.抽油机监控设备203.2.注水井监控233.3.视频监控设备264.组网方案304.1.前端采集现场网络接入方式304.2.监控中心网络接入方式325.客户监控中心325.1.监控大屏325.2.PC客户端335.3.手机客户端336.商业模式346.1.客户自建模式(模式一)346.2.合作运营模式(模式二)356.3.客户指定模式(模式三)356.4.油田远程监控合作模式建议367.资费建议367.1.资费方案设计原则367.2.其他规定388.业内厂商介绍398.1.业内厂商特点(油田监控应用)398.2.山东力创398.3.中兴通讯418.4.恒宝股份429.
3、附录-物联网类产品方案441. 方案概述1.1. 方案背景上世纪90年代中期我国成为石油净进口国以来,国内石油消费一直居高不下,进口连年扩大,石油对外依存度几乎每隔两三年就跨上一个新台阶,由1997年的10、1999年的20、2023年的30、2023年的40,扩大到2023年的50,近两年仍呈现逐年扩大态势。进入“十二五”,中国经济仍将连续快速发展,对能源特别是石油的需求还将进一步增长,石油对外依存度很也许越过60%,甚至更高。这是一个对中国经济和社会发展产生重大影响的石油安全警戒线。国内石油生产供应商和石油公司,未来五年及此后一个时期,将在石油安全警戒线的“刀背梁”上,全力以赴做好保障石油
4、稳定供应。保供的基础是国内生产,每增产一吨石油,就是对增强国家石油安全砝码的一份奉献。展望“十二五”,石油公司将竭尽全力寻找油质好、储量大的油田,加快建成松辽、鄂尔多斯和新疆三个5000万吨以及四川和渤海湾两个2023万吨规模油气区,使大庆油田连续稳产4000万吨,长庆油田油气当量达成5000万吨,新疆建成全国最大的油气生产基地,肩负起保障国家石油安全的重大历史责任。中国联通作为全业务电信运营商,依托优势通信网络资源、雄厚的技术研发实力、庞大的服务支撑团队以及丰富的行业信息化项目实行经验,能为石油公司在生产数据采集、工况设备监测、安全生产管理等领域提供完整的行业解决方案。1.2. 需求分析1.
5、2.1. 增产目前中国抽油机的保有量在10万个,年增量在5000个,抽油机的不断增长提高了中国原油产量;从管理的角度减少抽油机的故障运营时间,同样可以提高产量。影响抽油机安全运营时间的因素很多,至少涉及:n 油井分散、治安环境复杂,因偷盗变压器或电机导致的停井现象;n 因冬季天气因素冻堵管线、回压过高等问题,特殊井出现油井砂卡、蜡卡等问题;n 油井冲次过快,加大抽油杆的疲劳限度,同时增长了抽油杆、油管的偏磨率,缩短了油井寿命。n 因对油井的示功图、回压、油量等生产参数获知手段落后导致空抽;n 因电压不稳定、电机缺相等导致设备工作异常停井;1.2.2. 节能中国目前抽油机电动机总容量3500MW
6、,每年耗电量超过百亿KWH,效率20-30%,国内平均为25.96%,国外平均为30.05%,节能潜力巨大,节能方式很多。根据油井工况调整抽油机平衡块和减少空抽等是一个通用且有效地方式。通过对抽油机的电能计量、示功图测量进行单井耗能分析,调整配重平衡,调整抽油机运营时间等减少能耗。1.2.3. 防盗油区管理范围大且分散在野外、治安环境复杂,油井变压器、电机等被盗现象时有发生,破坏相称严重,减少了油井生产效率,导致原油产量损失。1.2.4. 提高管理n 目前油田油水井分析基本依靠人工计量和人工采集生产数据,需要采油队资料员录入到上游生产信息数据库,数据采集解决滞后;n 油水井生产数据采集人为影响
7、因素大,计量方式不合理,特别是间歇出油井。n 生产管理人员很难及时全过程掌握油水井生产动态数据,不能实现油水井在线动态管理;油井作为油田生产的基本,油井基本工况数据的数字化、信息化,油井生产数据的数字化、信息化更是重中之重。因此,建设一套可以对油井生产进行管理分析的综合信息网络平台,已成为各大油田目前迫在眉睫的首要任务。1.3. 国内油田分布n 大庆油田 位于黑龙江省西部,松嫩平原中部,地处哈尔滨、齐齐哈尔市之间。油田南北长140公里,东西最宽处70公里,总面积5470平方公里。1960年3月党中央批准开展石油会战,1963年形成了600万吨的生产能力,当年生产原油439万吨,对实现中国石油自
8、给起了决定性作用。1976年原油产量突破5000万吨,到1996年已连续年产原油5000万吨,稳产2023。1995年年产原油5600万吨,是我国第一大油田。 n 胜利油田 地处山东北部渤海之滨的黄河三角洲地带,重要分布在东营、滨洲、德洲、济南、潍坊、淄博、聊城、烟台等8个地市的28个县(区)境内,重要工作范围约4.4万平方公里。1995年年产原油3000万吨,是我国第二大油田。 n 辽河油田 油田重要分布在辽河中下游平原以及内蒙古东部和辽东湾滩海地区。已开发建设26个油田,建成兴隆台、曙光、欢喜岭、锦州、高升、沈阳、茨榆坨、冷家、科尔沁等9个重要生产基地,地跨辽宁省和内蒙古自治区的13市(地
9、)32县(旗),总面积近10万平方公里。1995年原油产量1552万吨,产量居全国第三位。 n 克拉玛依油田 地处新疆克拉玛依市。40年来在准噶尔盆地和塔里木盆地找到了19个油气田,以克拉玛依为主,开发了15个油气田,建成792万吨原油配套生产能力(稀油603.1万吨,稠油188.9万吨),3.93亿立方米天然气生产能力。从1990年起,陆上原油产量居全国第4位。1995年年产原油790万吨。 n 四川油田 地处四川盆地,已有60年的历史,发现气田85个,油田12个,含油气构造55个。在盆地内建成南部、西南部、西北部、东部4个气区。目前生产天然气产量占全国总产量的42.2%,是我国第一大气田,
10、1995年年产天然气71.8亿立方米,年产原油17万吨。 n 华北油田 位于河北省中部冀中平原的任丘市,涉及京、冀、晋、蒙区域内油气生产区。1975年,冀中平原上的一口探井任4井喷出日产千吨高产工业油流,发现了我国最大的碳酸盐岩潜山大油田任丘油田。1978年,原油产量达成1723万吨 ,为当年全国原油产量突破1亿吨做出了重要奉献。直到1986年,保持年产原油1千万吨达2023之久。1995年年产原油466万吨,天然气3.13亿立方米。 n 大港油田 位于天津市大港区,其勘探地区辽阔,涉及大港探区及新疆尤尔都斯盆地,总勘探面积34629平方公里,其中大港探区18629平方公里。现已在大港探区建成
11、投产15个油气田24个开发区,形成年产原油430万吨和天然气3.8亿立方米生产能力。 n 中原油田 地处河南省濮阳地区,于1975年发现,通过2023的勘探开发建设,已累计探明石油地质储量4.55亿吨,探明天然气地质储量395.7亿立方米,累计生产原油7723万吨 、天然气133.8亿立方米。现已是我国东部地区重要的石油天然气生产基地之一,1995年年产原油410万吨,天然气11亿立方米。 n 吉林油田 地处吉林省扶余地区,油气勘探开发在吉林省境内的两大盆地展开,先后发现并探明了18个油田,其中扶余、新民两个油田是储量超亿吨的大型油田,油田生产已达成年产原油350万吨以上,原油加工能力70万吨
12、特大型公司的生产规模。 n 河南油田 地处豫西南的南阳盆地,矿区横跨南阳、驻马店、平顶山三地市,分布在新野、唐河等8县境内。已累计找到14个油田,探明石油地质储量1.7亿吨及含油面积117.9平方公里。1995年年产原油192万吨。 n 长庆油田 勘探区域重要在陕甘宁盆地,勘探总面积约37万平方公里。油气勘探开发建设始于1970年,先后找到油气田22个,其中油田19个,累计探明油气地质储量54188.8万吨(含天然气探明储量2330.08亿立方米,按当量折合原油储量在内),1995年年产原油220万吨,天然气1亿立方米。 n 江汉油田 是我国中南地区重要的综合型石油基地。油田重要分布在湖北省境
13、内的潜江、荆沙等7个市县和山东寿光市、广饶县以及湖南省衡阳市。先后发现24个油气田,探明含油面积139.6平方公里、含气面积71.04平方公里,累计生产原油2118.73万吨、天然气9.54亿立方米。1995年年产原油85万吨。 n 江苏油田 油区重要分布在江苏省的扬州、盐城、淮阴、镇江4个地区8个县市,已投入开发的油气田22个。目前勘探的重要对象在苏北盆地东台坳陷。1995年年产原油101万吨。 n 青海油田 位于青海省西北部柴达木盆地。盆地面积约25万平方公里,沉积面积12万平方公里,具有油气远景的中新生界沉积面积约9.6万平方公里。目前,已探明油田16个;气田6个。1995年年产原油12
14、2万吨 n 塔里木油田 位于新疆南部的塔里木盆地。东西长1400公里,南北最宽处520公里,总面积56万平方公里,是我国最大的内陆盆地。中部是号称“死亡之海”的塔克拉玛干大沙漠。1988年轮南2井喷出高产油气流后,通过7年的勘探,已探明9个大中型油气田、26个含油气构造,累计探明油气地质储量3.78亿吨,具有年产500万原油、80100万吨凝折油、25亿立方米天然气的资源保证。1995年年产原油253万吨。 n 土哈油田 位于新疆吐鲁番、哈密盆地境内,负责吐鲁番、哈密盆地的石油勘探。盆地东西长600公里、南北宽50130公里,面积约5.3万平方公里。于1991年2月全面展开吐哈
15、石油勘探开发会战。截止1995年终,共发现鄯善、温吉桑等14个油气田和6个含油气构造,探明含油气面积178.1平方公里,累计探明石油地质储量2.08亿吨、天然气储量731亿立方米。1995年年产原油221万吨。 n 玉门油田 位于甘肃玉门市境内,总面积114.37平方公里。油田于1939年投入开发,1959年生产原油曾达成140.29万吨,占当年全国原油产量的50.9%。发明了70年代60万吨稳产2023和80年代50万吨稳产2023的优异成绩。誉为中国石油工业的摇篮。1995年年产原油40万吨。 n 滇黔桂石油勘探局 负责云南、贵州、广西三省(区)的石油天然气的勘探开发。区域面积86万平方公
16、里,具有大量的中古生界及众多的第三系小盆地,可供勘探面积27.7万平方公里。先后在百色、赤水、楚雄等地区油气勘探有了重大突破,展示了滇黔桂地区具有广阔的油气发展前景。1995年年产原油10万吨。 n 冀东油田 位于渤海湾北部沿海。油田勘探开发范围覆盖唐山、秦皇岛、唐海等两市七县,总面积6300平方公里,其中陆地3600平方公里,潮间带和极浅海面积2700平方公里。相继发现崇高堡、柳赞、杨各庄等7个油田13套含油层系。1995年年产原油51万吨。 n 中国海洋石油南海东部公司 成立于1983年6月,是中国海洋石油总公司下属的四个地区油公司之一。负责南海东部东经11310以东、面积约13.1万平方
17、公里海域的石油、天然气的勘探开发生产业务,授权全面执行该海域的对外合作的石油协议和协议。2023来,已有8个油田建成投产,公司每年原油产量大幅度增长,至1996年产油量超过1000万吨,在全国陆海油田中年产量排行第四位。2. 整体方案设计2.1. 总体方案油田远程监控系统是集计算机技术、通信技术、数据采集技术及传感器技术于一体综合系统,通过高精度的数据采集器,获取安装在油井设备上的电流、电压、温度、压力、液面、流量、含水传感器等生产数据,采用通信接口及传输设备将其传输到中心管理平台,实现对采油过程的全面监控,并通过对生产数据进行深度挖掘,提供生产辅助决策功能;同时通过智能视频监控、视频报警联动
18、等功能,满足公司生产安全监控的保障需求。 系统图示本系统是一套以控制中心服务器集群为核心的多级分布式系统。重要分为以下重要组成部分:l 中心管理平台重要由服务器集群构成,涉及数据中心、Web服务器、数据库服务器。数据中心重要完毕WCDMA/GPRS模块以及网络管理,负责实时数据的采集与解决,实时控制命令的发布与解决,并提供数据接口。Web服务器重要完毕Web应用程序的发布。数据库服务器完毕监控中心的数据存储以及对重要数据的备份,保证数据的高安全性。l 前端采集设备分布于现场油水井的终端控制箱以及各模块化,重要负责数据采集以及控制操作。l 传输网络系统可通过WCDMA、GPRS或有线网络进行通讯
19、,各级系统通过网络进行互联互通。l 客户端客户集群通过Web访问形式(B/S)或桌面软件形式(C/S),接入系统服务器集群,进行数据的远程监控,支持远程控制。2.2. 中心平台重要功能2.2.1. 数据远程采集u 抽油机(磕头机)结构图图中,1底座;2支架;3悬绳器;4驴头;5游梁;6横梁轴承座;7横梁;8连杆;9曲柄销装置;10曲柄装置;11减速器;12刹车保险装置;13刹车装置;14电动机;15配电箱。 u 抽油机(磕头机)工作原理磕头机通常由普通交流异步电动机直接拖动。其曲柄带以配重平衡块带动抽油杆,驱动井下抽油泵做固定周期的上下往复运动,把井下的油送到地面。在一个冲次内,随着抽油杆的上
20、升/下降,而使电机工作在电动/发电状态。上升过程电机从电网吸取能量电动运营;下降过程电机的负载性质为位势负载,加之井下负压等使电动机处在发电状态,把机械能量转换成电能回馈到电网。 然而,井下油层的情况特别复杂,有富油井、贫油井之分,有稀油井、稠油井之别。恒速应用问题显而易见。如抛却这些不谈,就抽油机油泵自身而言,磨损后的活塞与衬套的间隙漏失等都是很难解决的问题,况且变化的地层因素如油中含砂、蜡、水、气等复杂情况也对每冲次抽出的油量有很大的影响。看来,只有调速驱动才干达成最佳控制。 引进调速传动后,可根据井下状态调节抽油机冲程频次及分别调节上、下行程的速度,在提高泵的充满系数的同时减少泵的漏失,
21、以获得最大出油量。特别是采用变频调速既无启动冲击,又可解决选型保守、线路较长等所致的功率因数偏低等问题,获得节能增效的同时又能提高整机寿命。特别是油泵的寿命,减少机械故障提高可靠性油井工作状态传感器重要有温度传感器,压力传感器,电机电流、电压传感器、抽油机载荷、位移传感器、变压器一次侧电流传感器,它们将油井的工作状态变换成相应的电压或电流值送至井口控制器RTU。然后经WCDMA/GPRS网,接入采油厂通讯机,数据通讯机采用轮询方式收集井口控制器数据,数据通过度析经解决后,进采油厂实时数据库。厂矿小队的计算机可根据不同的权限,采用C/S或B/S模式对实时数据库进行访问。安装示意图重要功能如下:l
22、 实时数据采集:对抽油机参数及注水井参数进行采集并远程无线传输。 抽油机电量参数: 三相电压、电流、有功功率、无功功率、正/反向有/无功电能、功率因数。 抽油机平衡参数 :电流曲线、有功功率曲线(电功图)、载荷变化曲线(示功图)。 抽油机的冲程周期、冲次。 抽油机井口压力。 注水井日注水量 注水井注水流速 注水井压力 计量站井口温度l 数据解决 数据显示 实时显示测量的所有参数 曲线显示 电流、功率、载荷曲线(示功图)显示、电饼图显示 报警显示 抽油机停机、电机缺相、井口压力、通讯异常等情况报警 记录报表 进行生产数据记录分析并形成报表 网页发布 所有信息在许可范围内网页发布、远程共享l 远程
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