前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的数字采集传输技术在采油工程的运用，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
摘要：把大数据、物联网、互联网、人工智能技术以及5G运用到数字化采油用中，大大提高采油的效率。基于智能化、数字化技术，分析油厂采油过程中的数字采集和传输技术应用，提高经济效益。
关键词：智能化；数字化；信息化；物联网；大数据
1引言
为响应国家两化融合“以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走新型工业化道路”的号召，进一步提高采油系统数字化和自动化应用力度[1-5]。长庆油田率先部署，与中科院合作进行作业区采油智能化系统的开发与试验。采油智能化系统是将每一口油井，每一个井场，每一个工作站的设备用数字化技术合为一体，通过互联网、物联网技术物物互联，整合应用硬件和软件，完成实时采集、上传、分析和优化，实现“井筒热洗智能清蜡提效果，抽油机运行平稳节能提效益，井筒抽汲参数优化提效率”的目标，实现以作业区为基础网络平台的数字化运行和数字化监管。
2现状分析
采油厂拥有较成熟的油井实时数据采集系统，井场采集的数据采用无线传输，数据汇集后通过光缆传输到站控。现在的采油作业区SCADA系统总体架构如图1所示。采油厂拥有较成熟的油井基础数据，对油井深度，油井泵效，采油的地质情况、机站、配水间等数据都有所统计。采油厂当前对抽油机的效率，油井产量效率及油井的结蜡情况都有一定的研究，只是在对历史数据的利用方面有所欠缺，在对数据进行分析时的基础数据利用有待增强。
3解决方案
为作业区提供数字化操控平台，逐步实现智能化作业和精细化管理，提高整个系统的生产效率和经济效益，数字化平台不仅是全面的展示采油生产中的各个节点的情况，更重要的是通过对当前数据的分析，达到优化系统，提高整体效率的目的。对于已经进入平台的数据，通过数据平台接口直接访问，对于尚未进入平台的数据，根据条件逐步纳入数据平台。数据不仅从油田数据库读取，还将从联合站，配注站，计量间和采油平台上实时读取。图2为数据平台采集数据示意图。数字化平台搭建的基本原则，是在当前的数据基础上，最大限度的利用已有的数据（包括油井、配注站、计量间、联合站等），针对油井结蜡，抽油机运行效率，井筒抽汲平衡，测井等数据，从纵向和横向两个方向进行深度分析。（1）纵向分析，是对每一种数据，都参考足够时间的历史数据，通过历史数据的变化来推算未来的可能性。（2）横向分析，是对油井所能涉及的数据，特别是地质和测井数据，都纳入数据分析中来，从而让得出的结果更全面准确。数字化平台的搭建，是在当前油田的数字化基础上，进行优化。
4系统功能
（1）数据仓库。抽油机、注水站、计量间等实时数据接入后保存，查看的界面；清蜡机作业数据采集后保存、查看的界面。（2）设备管理。系统中的抽油机、清蜡机、注水站等设备的信息维护。（3）清蜡机生产运行。实现了清蜡机实时工况采集，对清蜡结果的智能评分。此模块分三个子模块功能，①当前清蜡情况显示，包含清蜡机参数、油井参数等多维度实时数据。②热洗智能清蜡，根据实时清蜡机和抽油机的参数，实时判断清蜡作业的效果，必要时远程调整清蜡机作业模式或参数，达到最优的清蜡效率。③清洗结果智能评分，对比清蜡前后抽油的功图以及产量数据，建立评分算法模型，得出每次清蜡的结果评分。（4）预防性维护。实现了对抽油机清蜡的预防性维护。根据结蜡情况和洗井数据，生成油井结蜡曲线，结合油井生产数据、产量数据和历史清蜡评分，建立预防性清蜡模型，当几个维度的触发值满足清蜡需求值时，则生成清蜡作业任务。（5）抽油机调参。实现了抽油机智能调参，调参过程有记录，调参结果可追溯，不断优化，当调参数据积累一定规模可以建立抽油机参数自动调节算法模型。本菜单模块有三个子模块：①结合井口SCADA实时数据平台中示功图、动液面、以及油井生产数据，并且对比同级其他高效率井口的参数，调节抽油机参数。②调参记录。③调参结果对比，调参前，调参后以及其他井口三者之间示功图和油井产量等数据对比，系统自动生成调参后一周、一月和一季度的数据对比报告，判断调参成果。（6）数据可视化。其他在SCADA系统中接入的生产运行数据，结合业务需求，建立时间维度（纵向）或多设备间（横向）的数据统计图，揭示对比关系和趋势走向。统计图大致有三种：趋势走势图、标准值对比图和预警区间图。
5关键技术
5.1成组的抽油机数字采集传输技术
此技术不但可实现高精度数字化控制，满足油井和抽油机的各种动态运动参数，而且可实现一机多台抽油机控制；引入恒扭矩电机和控制系统10～20套，并内置了各种传感技术，能及时准确将抽油机的运动参数采集、上传采油系统的数据平台上，实现数据分析、计算和应用，真正实现抽油机的智能化运行和监管。通过采集井口数据，并结合油井数据库中的井口回压、载荷、冲程、冲次等数据的读取，在抽油机及油井自动化监测的基础上，将示功图、动液面监测技术、油井生产动态测试有机结合，实现了工况在线调参和优化，提高油井工作效率。
5.2多参数清蜡时机及清蜡效果的分析技术
清蜡机上安装了各种数据采集传感器，实时数据采集并上传平台与油井抽油机数据相融合。物联网平台获取数据后，可根据多项数据的分析结蜡情况及洗井情况，生成油井的结蜡曲线，实时判断清蜡作业效果和智能化运行，同时发到操作平台上通知操作员，有必要时也可实施人工干涉，提高作业效率，使作业效果理想。
5.3计量间、配注站、联合站的数据采集与传输
计量间、配注站、联合站配备数据采集的，可设计接入平台系统的方案和程序，没有数据采集的，根据生产需要进行必要的数据采集设计、优化等方案设计和平台设计，并组织实验和数据优化。
5.4智能化的生产优化技术
通过采集日常的井口实时数据、计量间数据、配注站数据、联系站数据，对数据进行有效预处理，应用数字化平台提供的先进数据分析工具对数据进行分析，从而提前预报油气井计量间、配注站、联合站等不正常运行状态，并实施修正，系统故障时可提示操作者，作业区平台监控人员可根据诊断信息，及时调度现场操作员到井口、计量间、配注站、联合站进行有针对性的维护作业。同时，故障被跟踪并存入历史数据库，从而实现长期的维护优化。基于Web的报表和显示，可进行专家在线远程会诊。
5.5智能化的生产数据传输技术
（1）井场油气生产数据、计量站、配注站等实时数据通过接口的方式在作业区服务器端SCADA系统中收集。（2）清蜡机的运行参数和电机参数通过井口RTU通过2.4G无线通信模块与井场主RTU通讯，再利用专用通信信道与所属数字化管理单元的上位系统（作业区服务器）进行数据通信，上传生产运行数据，并接收控制指令。
6结语
本文是针对长庆油田实际生产状况研究成果，并参考了大量的文献及行业技术，同时也结合了北京中科凯思科技有限公司多年来在物联网方面的技术积累完成。引用的文字及内容在本文中已经注明，随着工业控制技术的不断进步，工业互联网、物联网、大数据以及人工智能在各个行业的不断得到应用[6-8]，智能时代已经到来，智能化、数字化已经深入到了各行各业。油田智能化的新技术将取代传统的采油方式。
作者:苏建涛 单位:北京中科凯思科技有限公司
