万科思智能间抽装置在油田中的应用
摘要：本文介绍万科思智能间抽装置在油田中的应用。万科思智能间抽装置由万科思智能间抽信息化软件、智能间抽控制机柜（万科思 RTU控制器、变频器、触摸屏、智能电表等）、通讯组网设备组成，实现抽油机井口信息化数据的采集与远程传输，实现功图曲线展示与工况分析，提供多种数据统计分析及故障智能告警，通过油井动液面、油泵充满度等技术参数建模，实现抽油机的智能优化运行，为油田提高生产效率、节能降耗、降低生产成本提供有力支持。
关键词： 智能间抽、井口信息化、示功图、功图分析、动液面、油泵充满度、节能降耗。
一、项目背景
国内油田在多年开采之后，井口产量逐渐下降，在原抽油机工频运行模式下，油井的动液面会逐渐降低，导致油泵充满度降低，油井产液量逐渐下降，油井吨产液量能耗增高。同时，原井口信息化系统采用示功仪作为功图数据的采集，存在投资成本高、采样频率低、定期标定、故障率高、维护工作量大等问题。万科思智能间抽装置很好的解决了上述问题，为油田提高生产效率、节能降耗、降低生产成本提供有力支持。
二、智能间抽装置功能描述
万科思智能间抽装置包含下述几个功能模块：
(1) 智能感知。
(2) 智能优化运行。
(3) 智能告警。
(4) 历史趋势查询。
(5) 生产报表。
(6) 数据互联互通。
2.1智能感知
万科思智能间抽装置的智能感知功能包含软功图、产液量、动液面、平衡度、能耗等数据采集与处理。
2.1.1软功图及功图分析
原油田井口信息化系统采用示功仪作为功图数据的采集，存在投资成本高、采样频率低、故障率高、定期标定、维护工作量大等问题。万科思智能间抽装置通过采集电参数据，根据传动比以及传动效率，计算出悬点示功图，经过万科思软功图模型修正后，得到精确的功图曲线。
根据软功图的图形，可以对油井运行工况进行分析，得出油井的运行状态，对异常运行工况及时进行告警，提高生产效率，降低人工成本。
智能软功图相比较传统示功仪，有如下几点优势：
(1) 投资低。
(2) 数据采集方式简单可靠。
(3) 数据采集频率高。
(4) 无需定期标定。
(5) 维护工作量小。
2.1.2 产液量计算
万科思智能间抽装置通过实时采集每一个冲程的智能软功图，进而转化成泵功图，根据功图图形通过模型计算出每一个冲程的产液量，通过累加，进而得到油井的产液量。通过智能软功图计算产液量，避免了常规应用通过一个功图代表一个时间段计算产业量所产生的较大误差，同时可以提供产液量曲线，实时监控产液量的变化。通过现场试验，产液量的准确率可以90%以上。
通过智能功图计算产液量，可以取消或大大降低人工测量产液量的频度，提高生产效率，降低生产成本。同时，产液量、产油量提供历史趋势查询功能，通过连续的产液量变化曲线，解决了油田生产过程中单井、区块产量变化跟踪不及时的问题，为油井开发方案调整提供有力依据。
2.1.3 动液面计算
智能间抽装置把软功图转化成泵功图，通过计算泵功图上行程平均载荷和下行程平均载荷，得到抽油泵的液柱载荷，结合油压、套压，再通过万科思智能间抽模型修正，得出动液面值。通过现场试验，动液面的误差在10%以内。
2.1.4 能耗计量
随着国家节能减排指标的提出，油田对抽油机节能降耗的监管越来越重视。万科思智能间抽装置配置有电能量计量表，可以实时采集、统计抽油井的电能量数据，包含电压、电流、功率、电度量等参数。这些数据提供趋势图查询功能，为油井运行状态诊断提供数据支持。
2.1.5 平衡度计算
游梁式抽油机通过曲柄及平衡块来实现抽油机上下冲程的负载平衡，合理平衡能够降低能耗，降低系统冲击，延长电动机、减速器、皮带等设备使用寿命，反之将增加能耗、降低相关设备的使用寿命。
抽油机平衡调整是抽油机井生产管理的一项重要内容，合理调节平衡度可实现5%-15%的节能效果。万科思智能间抽装置通过实时采集电参模块的电流、功率，检测并计算上下冲程的最大电流、最大功率、平均电流、平均功率，通过这些参数及变化趋势智能感知抽油机平衡效果，智能提示平衡问题，给出最佳平衡调整方案，提高生产及管理效率，节约能耗。
2.1.6 清蜡提示
游梁式抽油机长时间运行后，随着产油量的增加，蜡在油管、抽油杆上越积越多，最后导致抽油机载荷逐渐增大，严重的将导致抽油杆卡、脱造成油井停车，影响油井的正常生产。
万科思智能间抽装置通过监控抽油机电机的电参变化趋势，根据经验模型计算出结蜡度，生成清蜡提示和结蜡报警功能，提示维护人员及时进行清蜡，确保机组健康运行。
2.2 智能优化运行
万科思智能间抽装置提供多种运行模式可供选择，包含：现场手动启停、远程手动启停、自动调频、自动间抽、定时启停、时钟启停等模式。抽油机的智能优化运行，可最大程度实现保产节能效果，提供油田生产管理效率、降低生产成本。
2.3 智能告警
万科思智能间抽装置信息化软件平台的智能告警模块为油田生产提供多种井口生产告警信息，含实时报警列表、历史报警查询、区域汇总报警饼图统计等多种查询方式。
2.4 历史趋势查询
万科思智能间抽装置信息化平台为油田生产提供历史数据记录与趋势查询功能，包含产量历史趋势查询、耗电量历史趋势查询、吨液耗电量趋势查询、动液面历史趋势查询。
2.5 生产报表
万科思智能间抽装置信息化平台为油田生产提供生产运行报表及生产统计报表。
2.5.1生产运行报表
生产运行报表包含日报表、月报表，报表内容包含：井号、日期、生产时间、运行模式、产液量、耗电量、吨液耗电量、冲程、冲次等数据。
2.5.2生产统计报表
生产统计报表用于统计单井或区域内井口的产量、运行时间、启停次数、耗电量、通讯在线/离线数量等数据。
2.6 数据互联互通
万科思智能间抽装置为油田信息化系统提供多种数据互联互通方式。
(1) 与井口感知设备通讯。
① 带4路RS485/RS232通讯接口，可实现跟示功仪、电参模块、变频器、触摸屏等设备进行通讯。
② 支持A11通讯协议。
③ 支持ZigBee通讯协议。
④ 支持Modbus RTU、Modbus ASCII通讯协议。
⑤ 支持ALT645电表规约。
⑥ 支持串口自编程。
(2) 与油田信息化系统通讯。
① 带2路100M以太网、4路RS485/RS232通讯接口。
② 支持Modbus TCP/IP、Modbus RTU协议。
③ 支持DNP3.0通讯协议。
④ 支持MQTT通讯协议。
⑤ 支持LORA+V2.0通讯方式。
⑥ 支持4G/5G、VPN专线、以太网等通讯方式。