油田數字化螺桿泵井遠程測控解決方案

1.概述

目前，我國油田螺桿泵井工況測試，需載荷扭矩轉速傳感器和無線發射器兩個產品組合進行，載荷扭矩轉速傳感器長期固定在螺桿泵井上，無線發射器則需隨裝隨測再隨拆。無線發射器內置電池、線路板、無線發射器和天線等。測試時，先停井安裝無線發射器，再與載荷扭矩轉速傳感器連接，然后開井方可進行儀器測試。儀器測試完畢，需再次停井，取下無線發射器，再開井。因此測試螺桿泵井需停井兩次才能完成。如此測試方法下，若油井含沙量大、油稠或工頻開機啟動扭矩大，都可能會引起桿斷、泵漏、管漏、桿管偏磨、皮帶打滑、電機啟動電流過大燒毀電機等故障，對油田企業造成直接經濟損失。整個測試過程繁瑣，收集資料時間也局限于人工上井測試，工作量大，測試資料不能實時反映等，限制了螺桿泵井采油工藝分析工作。為解決上述問題，我單位以多年在螺桿泵井產品開發、系統成套、工程安裝等經驗總結，這里提供2套成熟的數字化螺桿泵井遠程測控解決方案可供選擇。

2.功能

a.圖形監測：載荷-時間曲線、扭矩-時間曲線、轉速-時間曲線、電流-時間曲線、功率-時間曲線；

b.光桿參數監測：載荷、扭矩、轉速；

c.井口參數監測：油壓（或匯管壓力）、套壓、井口溫度等參數；

d.三相電量監測：三相電流、電壓、有功功率、功率因數等；

e.油井遠程控制：遠程開井、停井，遠程開井前完備的語音告警。

f.系統報警監測：停井、開井、停電報警；三相電流不平衡、流缺相報警。

3.技術指標

a.載荷：0～150kN 精度：0.5％F.S

b.扭矩：0～2000N.m 精度：0.5％F.S

c.轉速：0～300轉／min

d.電流： 0～100A 精度：0.5％F.S

e.電壓：0～800V 精度：0.5％F.S

f.油壓：0～5MPa 精度：0.5％F.S

g.套壓： 0～5MPa 精度：0.5％F.S

h.溫度：-50～125℃ 精度：0.5％F.S

i.工作環境：－40℃～＋85℃

4.方案拓撲圖

方案1全有線傳感器模式

方案2.全無線傳感器模式

5.系統特點

5.1.方案1.
5.1.1.SM39LGB測速傳感器, 磁鐵吸附式結構安裝、拆卸、移位等便捷；

5.1.2.SM39YO4防爆壓力傳感器2線制不分正負極，節省電纜、接線便捷；

5.1.3.SM39YO4防爆壓力傳感器、SM39T104防爆溫度傳感器，防爆認證，確保井口安全；

5.1.4.高集成度SM40KS5000KE RTU電控箱產品，集交流供電電源、防雷/浪涌抑制、變送器供電及信號采集、電量采集、多種標準數據通訊總線接口、DI、DO功能于一體;豐富的多種制式標準通訊接口;適合多種、多路變送器同時接入的供電、信號接口;針對抽油機遠程啟動、停止控制而設計的DO、DI接口;獨立電控箱結構，適合于在井場抽油機控制柜空間較小時，取代SM40P-5000KB系統;可做為數字化抽油機智能控制柜產品。

5.2.方案2.

5.2.1.載荷扭矩轉速、壓力、溫度、電量采集控制器等傳感器均使用無線方式，組建成SMSF本地無線數據通訊網絡，無需挖溝布線；

5.2.2. SM39-DW-P防爆型無線數字化壓力傳感器、SM39-DW-T防爆型無線數字化溫度傳感器，防爆認證，確保井口安全；

5.2.3. SM40KSDW6000P-CAN-ZL無線數字電量采集控制器，兼容CAN總線、本地無線通訊，集成抽油機配電柜單元監測——三相電量采集及螺桿泵遠程啟停控制等功能于一體；

5.2.4.優點：全功能測試，綜合性價比高。