2022年东辛采油厂广一注水站系统技术方案

1、东辛采油厂注水系统 智能监控装置技术方案东营市赫尔科工贸有限公司1 广一注水站智能监控装置技术方案第一章 项目背景 1、概况成功油田东辛采油厂一矿广一注水站,前期已投入过数据监测系统,站内外表配置较齐全,由于设备老化,目前基本瘫痪；该站配置 4 台离心泵,站内配置 2 具储水罐、 1 座污水池、 1 座精细过滤间,网络光纤已连接到站内；该注水站为采油 4 队、五队 23 座配水间的 85 口注水井供应注水服务；注水管线相对较长,任务繁重,生产运行治理任务艰难；多年来,该注水站始终采纳人工录用数据资料和设备巡检制度,各注水泵机组及其帮助设备未能做到运行状态的实时检测与掌握,设备预知性修保才能差,

2、对机组的振动、效率,泵的噪声未能开展检测和有效掌握,由此造成注水泵站系统效率不高、能耗大、故障率高、信息反馈速度慢等问题,为此,设计此方案,以提高油田注水系统效率和自动化水平；2、存在问题.注水站职工昼夜值守,手工填写生产报表；另外.采油厂对基层注水治理主要靠电话联络；.注水站实时信息不能准时传递到矿区智能部室；.现场生产状况不能准时反馈到治理部门；介于以上存在的问题,需要使用科技手段,来适应采油厂对注水精细化治理的要求；采油厂全部的统计资料都来自基层,第一手资料的正确,是引导油田深层次开发的重要元素,是正确指导生产运行的基本保证,否就可能因统计误差带来不行猜测的后果,承担庞大的经济缺失,牺牲

3、了油田的深层开发；油田注水监测、节能降耗、水质监测、参数优化以及配注量与实际注入量之差的分析等非常重要,而注水智能化应用装置的配备为此供应较好的技术保证；2 3、该项目建设目标注水站工况实时检测、预警与爱护、机泵效率、注水泵单耗（标耗）、注水管网管损运算、信息发布等；其次章 项目建设内容1、注水实时测控系统. 广一注水站站控信息实时测控；. 配水间配水信息实时监测；. 配水间远程流量调剂；2、注水治理信息系统. 注水站生产信息信息；. 配注方案信息；. 查询、统计信息；3、注水信息发布系统. 注水量信息发布. 注水信息查询. 配水间信息注水站信息机泵效率信息注水管损信息3 第三章 项目需求及设

4、计原就 1、注水站需求1.1 、注水站安全需求注水泵是注水站的关键设备,其功能是向地下高压注水,以保持足够的地下油气压力,注水站、配水间、注水井、注水管汇构成采油厂的注水系统；要求系统能够对以下设备的相关参数进行实时监测与掌握：注水泵出口压力实时监测及上限报警并实现爱护停泵；电机轴瓦温度实时监测及上限报警,并实现爱护停泵；离心泵轴瓦温度实时监测及上限报警,并实现爱护停泵；电机三相电流实时监测及上、下限报警,并实现爱护停泵；电压实时监测及上、下限报警并实现爱护停泵；电机风温实时监测及上、下限报警并实现爱护停泵；润滑油温度实时监测及上限报警,并实现爱护停泵；冷却水压力实时监测及上限报警,并实现爱护

5、停泵；冷却水温度实时监测及上限报警,并实现爱护停泵；大罐液位实时监测以及上、下限报警并实现爱护停泵,注水站来水压力实时监测及上限报警；1.2 、系统需求实现注水泵站数据自动采集及远程传输；为决策层供应实时精确数据；提高注水系统自动化治理水平分布式数据采集及掌握系统；4 站内设工业掌握运算机进行掌握治理、供应人机界面；人机界面友好,数据一目了然；模块式结构,易于扩展；操作简洁,爱护便利；矿内（厂内）设数据库以及 WEB 发布服务器,供应统一的实时现场工况远程监控平台,实现局域网网上浏览；2、主要技术与性能指标 : . 平均故障间隔时间 MTBF 30000h ；. 平均故障修理时间 MTTR 1

6、5min ；. 发送掌握命令响应时间5s；. 掌握回路操作响应时间1s；. 不间断电源切换时间10ms ；. 计量系统的精确度2；3、系统设计依据及原就3.1 、设计依据GBJ93-86 工业自动化外表安装工程施工及验收规范；HG/T20573-95 分散型掌握系统工程设计规定；HG20508-92 外表掌握室设计规定；HG20509-92 外表供电设计规定；通信电源运算机集中监控系统通信协议；YD/T1163 网络安全技术要求安全框架,信息产业部；YD5068 98 移动通信基站防雷与接地设计规范；5 电气标准：GB4728 电气图用图形符号；YTT5015 95 电信工程制图与图形符号；H

7、G20507-92 自动化外表选型规定；SY50025-95 石油设施电气装置场所分类；通信局（站）电源、空调及环境集中监控治理系统前端智能设备通信协议；采纳法定计量单位；3.2 、设计原就依据对用户需求的明白,拟按下述原就进行总体设计：3.2.1 牢靠性设计工业掌握系统要求长期运行情形下的稳固性、牢靠性,所以有以下要求：采纳高牢靠性的器件,包括主控器、现场外表；实行肯定的抗干扰措施,详细有良好的接地措施、电磁屏蔽措施；实行牢靠的施工工艺,严格依据工业自动化工程安装规范和油气田工程设计工艺执行,确保人为故障率降到最低；3.2.2 可扩充性设计为便利以后系统的扩展,系统留有扩展余地,可以很便利的

8、实现扩容,只需在增加相应硬件的基础上,对后台软件进行肯定的设置即可实现系统的扩容；3.2.3 开放性设计系统具有肯定的开放性,可与多个厂家、多种规格的通用型设备（电动设备、外表等）进行连接；6 随着网络标准和软件版本的更新,现有的技术和设备能够向上兼容；数据库接口开放,能进行多种数据库的互操作,有利于油田的数据共享和治理；能将局域网和广域网（如油田信息网）互连；3.2.4 易治理性和易操作性后台软件采纳提示、查看、口令等人机对话方式,以及操作权限分级方式；3.2.5 模块化结构设计整个系统无论硬件、软件均采纳模块化结构,软件模块化便于软件的编制、调试、 功能扩展、可读性好；全汉字化界面便于操作

9、人员熟识把握全系统,硬件模块化使得配置敏捷,接口标准,易于升级、爱护和更新；3.2.6 系统设备选型依据设备选型以技术先进、性能稳固、牢靠性高、性能价格比高、能够满意精度要求、能够满意现场工况要求为原就；通过严格的产品设计生产及测试以保证系统的稳固性、牢靠性；相同类型产品尽量选用同一系列的产品,削减规格型号和生产厂商数量,以便利爱护服务；第四章 项目建设方案 1、系统监测内容广一注水站采集信息表位号用途测量单位输入处其它要求累报输入输出记趋范畴信号PIT-0101 1# 离心泵进口压力0-1.0 Mpa 4-20m理录势计表AI A PIT-0102 1# 离心泵出口压力0-20 Mpa 4-

10、20mAI A 7 PIT-0103 1# 离心泵进出口平稳压力0-20 Mpa 4-20mAI A PIT-0104 1# 离心泵冷却水进口压力0-1.6 Mpa 4-20mAI A PIT-0105 1# 离心泵冷却水出口压力0-1.6 Mpa 4-20mAI A PIT-0106 1# 离心泵润滑油压力0-1.6 Mpa 4-20mAI A PIT-0201 2# 离心泵进口压力0-1.0 Mpa 4-20mAI A PIT-0202 2# 离心泵出口压力0-20 Mpa 4-20mAI A PIT-0203 2# 离心泵进出口平稳压力0-20 Mpa 4-20mAI A PIT-020

11、4 2# 离心泵冷却水进口压力0-1.6 Mpa 4-20mAI A PIT-0205 2# 离心泵冷却水出口压力0-1.6 Mpa 4-20mAI A PIT-0206 2# 离心泵润滑油压力0-1.6 Mpa 4-20mAI A PIT-0301 3# 离心泵进口压力0-1.0 Mpa 4-20mAI A PIT-0302 3# 离心泵出口压力0-20 Mpa 4-20mAI A PIT-0303 3# 离心泵进出口平稳压力0-20 Mpa 4-20mAI A PIT-0304 3# 离心泵冷却水进口压力0-1.6 Mpa 4-20mAI A PIT-0305 3# 离心泵冷却水出口压力0

12、-1.6 Mpa 4-20mAI A PIT-0306 3# 离心泵润滑油压力0-1.6 Mpa 4-20mAI A PIT-0401 4# 离心泵进口压力0-1.0 Mpa 4-20mAI A PIT-0402 4# 离心泵出口压力0-20 Mpa 4-20mAI A PIT-0403 4# 离心泵进出口平稳压力0-20 Mpa 4-20mAI A PIT-0404 4# 离心泵冷却水进口压力0-1.6 Mpa 4-20mAI A 8 PIT-0405 4# 离心泵冷却水出口压力0-1.6 Mpa 4-20mAI A PIT-0406 4# 离心泵润滑油压力0-1.6 Mpa 4-20mAI

13、 A PIT-0501 注水站来水压力压力0-1.0 Mpa 4-20mAI A PIT-0502 1# 罐液位压力压力0-1.1 Mpa 4-20mAI A PIT-0503 2# 罐液位压力压力0-1.2 Mpa 4-20mAI A PIT-0504 冷却水来水压力0-1.3 Mpa 4-20mAI A PIT-0505 冷却水回水压力0-1.4 Mpa 4-20mAI A PIT-0506 泵出口汇管压力0-1.5 Mpa 4-20mAI A TIT-0101 1# 离心泵轴瓦温度1 0-104-20mAI 0 A TIT-0102 1# 离心泵轴瓦温度2 0-104-20mAI 0 A

14、 TIT-0103 1# 电动机轴瓦温度1 0-104-20mAI 0 A TIT-0104 1# 电动机轴瓦温度2 0-104-20mAI 0 A TIT-0105 1# 电动机风温1 0-104-20mAI 0 A TIT-0106 1# 电动机风温2 0-104-20mAI 0 A TIT-0107 1# 离心泵冷却水进口温度0-104-20mAI 0 A TIT-0108 1# 离心泵冷却水出口温度0-104-20mAI 0 A TIT-0201 2# 离心泵轴瓦温度1 0-104-20mAI 0 A TIT-0202 2# 离心泵轴瓦温度2 0-104-20mAI 0 A TIT-0

15、203 2# 电动机轴瓦温度1 0-104-20mAI 0 A TIT-0204 2# 电动机轴瓦温度2 0-104-20mAI 9 TIT-0205 2# 电动机风温1 0 A AI 0-104-20m0 A TIT-0206 2# 电动机风温2 0-104-20mAI 0 A TIT-0207 2# 离心泵冷却水进口温度0-104-20mAI 0 A TIT-0208 2# 离心泵冷却水出口温度0-104-20mAI 0 A TIT-0301 3# 离心泵轴瓦温度1 0-104-20mAI 0 A TIT-0302 3# 离心泵轴瓦温度2 0-104-20mAI 0 A TIT-0303

16、3# 电动机轴瓦温度1 0-104-20mAI 0 A TIT-0304 3# 电动机轴瓦温度2 0-104-20mAI 0 A TIT-0305 3# 电动机风温1 0-104-20mAI 0 A TIT-0306 3# 电动机风温2 0-104-20mAI 0 A TIT-0307 3# 离心泵冷却水进口温度0-104-20mAI 0 A TIT-0308 3# 离心泵冷却水出口温度0-104-20mAI 0 A TIT-0401 4# 离心泵轴瓦温度1 0-104-20mAI 0 A TIT-0402 4# 离心泵轴瓦温度2 0-104-20mAI 0 A TIT-0403 4# 电动机

17、轴瓦温度1 0-104-20mAI 0 A TIT-0404 4# 电动机轴瓦温度2 0-104-20mAI 0 A TIT-0405 4# 电动机风温1 0-104-20mAI 0 A TIT-0406 4# 电动机风温2 0-104-20mAI 0 A TIT-0407 4# 离心泵冷却水进口温度0-104-20mAI 0 A 10 TIT-0408 4# 离心泵冷却水出口温度0-104-20mAI 0 A FIT-0101 1# 离心泵注水流量0-60 t/h 数字量485 FIT-0201 2# 离心泵注水流量0-60 t/h 数字量485 FIT-0301 3# 离心泵注水流量0-6

18、0 t/h 数字量485 FIT-0401 4# 离心泵注水流量0-60 t/h 数字量485 FIT-0501 广一站来水流量0-12t/h 数字量485 0 CIT-0101 1# 电动机 A 相电流0-5 A 0-5A AC CIT-0102 1# 电动机 B 相电流0-5 A 0-5A AC CIT-0103 1# 电动机 B 相电流0-5 A 0-5A AC CIT-0201 2# 电动机 A 相电流0-5 A 0-5A AC CIT-0202 2# 电动机 B 相电流0-5 A 0-5A AC CIT-0203 2# 电动机 B 相电流0-5 A 0-5A AC CIT-0301

19、3# 电动机 A 相电流0-5 A 0-5A AC CIT-0302 3# 电动机 B 相电流0-5 A 0-5A AC CIT-0303 3# 电动机 B 相电流0-5 A 0-5A AC CIT-0401 4# 电动机 A 相电流0-5 A 0-5A AC CIT-0402 4# 电动机 B 相电流0-5 A 0-5A AC CIT-0403 4# 电动机 B 相电流0-5 A 0-5A AC VIT-0101 1# 电动机 A 相电压0-45V 0-450V VC 0 VIT-0102 1# 电动机 B 相电压0-45V 0-450V VC 0 VIT-0103 1# 电动机 B 相电压

20、0-45V 0-450V VC 0 VIT-0201 2# 电动机 A 相电压0-45V 0-450V VC 0 VIT-0202 2# 电动机 B 相电压0-45V 0-450V VC 0 VIT-0203 2# 电动机 B 相电压0-45V 0-450V VC 0 VIT-0301 3# 电动机 A 相电压0-45V 0-450V VC 0 VIT-0302 3# 电动机 B 相电压0-45V 0-450V VC 0 VIT-0303 3# 电动机 B 相电压0-45V 0-450V VC 11 0 VIT-0401 4# 电动机 A 相电压0-45V 0-450V VC 0 VIT-04

21、02 4# 电动机 B 相电压0-45V 0-450V VC 0 VIT-0403 4# 电动机 B 相电压0-45V 0-450V VC 0 广一注水站状态信息表位号用途测量范单位输 入 信其它要求趋累报输 入 /处记围号输出理录势计表SIT-0101 1# 离心泵电动阀开ON CIO SIT-0102 1# 离心泵电动阀关OFF CIO SIT-0201 2# 离心泵电动阀开ON CIO SIT-0202 2# 离心泵电动阀关OFF CIO SIT-0301 3# 离心泵电动阀开ON CIO SIT-0302 3# 离心泵电动阀关OFF CIO SIT-0401 4# 离心泵电动阀开ON

22、CIO SIT-0402 4# 离心泵电动阀关OFF CIO SIT-1101 1# 离心泵工作ON CIO SIT-1102 1# 离心泵停止OFF CIO SIT-1103 2# 离心泵工作ON CIO SIT-1104 2# 离心泵停止OFF CIO SIT-1105 3# 离心泵工作ON CIO SIT-1106 3# 离心泵停止OFF CIO SIT-1107 4# 离心泵工作ON CIO SIT-1108 4# 离心泵停止OFF CIO SIT-2101 1# 冷却水泵工作ON CIO SIT-2102 1# 冷却水泵停止OFF CIO SIT-2103 2# 冷却水泵工作ON C

23、IO SIT-2104 2# 冷却水泵停止OFF CIO SIT-2105 3# 冷却水泵工作ON CIO SIT-2106 3# 冷却水泵停止OFF CIO SIT-3101 1# 润滑油泵工作ON CIO 12 SIT-3102 1# 润滑油泵停止OFF 7 井次 CIO SIT-3103 2# 润滑油泵工作ON CIO SIT-3104 2# 润滑油泵停止OFF CIO SIT-3105 3# 润滑油泵工作ON CIO SIT-3106 3# 润滑油泵停止OFF CIO SIT-4101 1# 冷却风机工作ON CIO SIT-4102 1# 冷却风机停止OFF CIO SIT-4103

24、 2# 冷却风机工作ON CIO SIT-4104 2# 冷却风机停止OFF CIO SIT-4102 1# 冷却风机停止OFF CIO SIT-4103 2# 冷却风机启动ON CIO SIT-4104 2# 冷却风机停止OFF CIO 配水间采集信息表位号用途测 量 范单位输 入 信其它要求趋累报输 入 /处记围号输出理录势计表PIT-0101 1# 注水井注水压力0-20 MPa AI PIT-0102 2# 注水井注水压力0-20 MPa AI PIT-0103 3# 注水井注水压力0-20 MPa AI PIT-0104 4# 注水井注水压力0-20 MPa AI PIT-0105

25、5# 注水井注水压力0-20 MPa AI PIT-0106 6# 注水井注水压力0-20 MPa AI PIT-0107 7# 注水井注水压力0-20 MPa AI PIT-0109 干线压力0-20 MPa AI PIT-0110 洗井压力0-20 MPa AI FIT-0101 1# 注水井流量0-30 M3 485 FIT-0102 2# 注水井流量0-30 M3 485 FIT-0103 3# 注水井流量0-30 M3 485 FIT-0104 4# 注水井流量0-30 M3 485 FIT-0105 5# 注水井流量0-30 M3 485 FIT-0106 6# 注水井流量0-30

26、 M3 485 FIT-0107 7# 注水井流量0-30 M3 485 FIT-0108 注水总流量0-30 M3 485 13 注水站总计：AI: 62 路DI：42 路AC: 12 路VC: 12 路485 ：5 路配水间（ 5 座,）AI: 45 路485 ：35 路2、系统硬件描述系统运行基本要求（1 ）工控机硬件要求：硬盘 40GB 以上；内存 256MB ；主机 P4 2.0G ；显示器选用大屏幕触摸式液晶显示屏；打印机一台； 软件要求： 系统运行环境为中文 Windows NT 4.0；开发应用软件采纳 MCS 系统工控组态软件；（2 ）网络服务器硬件要求： P4 2.0GHZ

27、CPU； 256MB 以上内存；软件要求：系统运行环境为中文Windows NT 4.0 + Servics Pack4.0 或更高版本、 IE4.01 或更高版本； 应用软件采纳 SOL Serv-er 7.0、IIS4.0 和 EXceI 2022 ；（3 ）网络防火墙14 硬件要求： PIII 级别；软件要求： WinNT 系统；基本工作原理该系统通过智能传感器组对现场各注水泵机组的压力、温度、流量、电流、电压、用电量、振动量、水位、油位、噪声等物理量进行自动监测,并将监测结果传输给监控系统主机,经数据运算以及注水站生产系统运行优化处理后,第一路送至变频器组去掌握各泵出口电动阀门,通过电

28、动机的无级调速来掌握各泵的排量；并监控系统操作、 显示各泵及整个注水站系统的运行状态,将测试结果存入磁盘,以及可以打印输出班报、日报、月报、年报及效率分析表等；其次路送至反常处理（包括爱护、报警等）系统,确保注水站各部分的正常安全运行；最终一路是数据远传系统,通过网络服务器和网络防火墙,实现各注水站系统的网络化治理和远距离调控操作；依据有关监测数据运算出泵干压压差、泵效、单耗、各机组单台系统效率及整个注水站的平均系统效率等参数；同时依据注水站生产运行优化参数需要,如遇超限参数,就发出声光报警和操作提示信号；该系统通过对各注水泵出口电动阀的自动调剂,使各注水泵处于安全、高效的工作区内运行；15

29、16 3、主要设备选型及参数介绍工作现场各物理量的监测（1 ）压力和液位检测采纳意大利的TSK 霍尔压力传感器将现场各压力（液位） 信号转换成4 20mA 标准模拟信号输入至工控机,由工控机进行模数转换,并运算实际的压力（液位）值,存入工控机的数据储备区,等待程序实时调用；（2 ）温度检测采纳美国的DS1820 温度传感器,将各点温度信号送入工控机中,并进行数据的储备,等待程序实时调用；（3 ）流量检测选用具有 RS485 通信接口的电磁流量计,将瞬时流量和累计流量采纳读取外表内存的方法,经RS485 通信接口直接送入工控机的数据储备区,等待程序实时调用；（4 ）用电量检测选用具有RS485

30、通信接口的智能电能表,将电动机用电量采纳读取外表内存的方法,经 RS485 通信接口直接送入工控机数据储备区,由程序实时调用；（5 ）电压、电流的检测通过安装在配电柜中的变送器将各电量信号转换成4 20mA 标准模拟信号给工控机,经模数转换后存入数据储备区,等待程序实时调用；（6 ）振动量和噪声的检测通过安装在泵房中的震惊传感器和噪声检测器将检测信号转换成4 20mA 标准模拟信号传送给工控机,经工控机模数转换后存入数据储备区,等待程序实时调用；3.3 17 阀门掌握经过上述现场各物理量的监测和运算,得出各机组的电流、单耗和效率,依据各系统运行期望值的要求,工控机内的调控掌握程序通过实时掌握变

31、频调速器的运行频率和正反转,实现对机泵电动阀门的自动调控,并将调控结果反馈给工控机,使注水泵始终处于安全、高效的运行状态；同时有效实现阀门电动机在起动和运行过程中的过电流和过电压爱护；3.4 换泵操作提示通过对泵出口压力与注水管网干线压力的检测,运算出泵干压差；当系统经过优化调控措施后泵干压差仍超出上限时,微机屏幕发出“ 申请减泵” 提示；反之就发出“ 申请加泵”提示；当单台机组系统效率低于下限时,发出“ 申请换泵” 提示；每次提示操作均同时发出声光报警信号；3.5 爱护及报警操作提示当注水系统运行显现突发性故障和严峻超出调控值时,系统能准时发出声光报警,并赐予提示,以及自动紧急跳闸断电停机爱

32、护,同时工控机能自动弹出报警窗口,显示报警画面；在没有操作人员按下报警应答指令前,无论是否执行停机命令,系统始终保持报警提示状态,确保注水系统在高效安全状态下运行；3.6 网络操作通过一台网络服务器将各注水站工业现场的掌握系统与企业的局域网有效地连接起来,实现网络化治理；各客户端通过联网操作,可查看各泵站的历史数据、实时数据、历史报表和曲线、动态实时画面、数据库中的原始数据、报警信息,以及可远距离实现机泵起停、调控参数设置、爱护参数设置和紧急故障处理等；4 系统组成及主要技术指标下图为系统组成框图；18 主要技术指标为：各种传感器的测量精确度,1 l.0% ；oA/ D 变换辨论率, l2 位

33、；工控机及掌握柜工作电压：220 （l 1 0. l ） V；工作电压： 380 （l 1 0.l ）V；5000m3储水罐液位掌握在5 llm 之间；之间,压力低于 0.05MPa时,注水泵、电动机前后轴瓦温度掌握在70C 以下；2022kW 电机定子温度掌握在ll0C 以下；注水泵冷却水管线压力掌握在0.l5MPa以下；注水泵和电动机轴瓦前后的润滑油压力掌握在0.06 0.l3MPa 起动备用油泵；注水泵、电动机的前后轴瓦处的振动量掌握在0.5mm 以下；1 注水站单台泵效达到78% 以上；2 循环水池液位掌握在0.4m 以上；19 3 微机自动起泵（包括加载）时间小于 8S；微机自动停泵（包括卸载）时间小于 l0S ；4 当注水系统发生故障时,微机发出自动停机爱护、报警、故障显示并记录时间小于 l0S；5 泵的出口压力波动量掌握在 1 0.lMPa 之内；6 泵房噪声掌握在 95dB 以下；7 网络通信