油井液面智能监测系统征求意见稿VIP

ICS75.180.10CCSE92中国中/CASME小商业企业协会团体标准MEXXXXIntelligentmonitoringsystemofoilwellliquidlevel(征求意见稿)IT/CASMEXXXX—2023前言 II1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14缩略语 25产品分类 26主要组成 27型号和参数 38技术要求 49试验方法 610检验规则 911标志、随机文件、包装、运输、贮存 10附录A(规范性附录)试验用仪器设备及要求 12T/CASMEXXXX—2023前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布单位不承担识别这些专利的责任。本文件由西安海联石化科技有限公司提出。本文件由中国中小商业企业协会归口。本文件起草单位：西安海联石化科技有限公司、中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司油气工艺研究院、高新兴创联科技有限公司、西安洛科电子科技股份有限公司、库尔勒施得石油技术服务有限公司、陕西埃菲克能源科技有限公司。本文件主要起草人：张乃禄、刘广胜、张钰哲、甘庆明、吴宜超、兰孟平、白彦明、金钟辉、任俊1T/CASMEXXXX—2023油井液面智能监测系统1范围本文件规定了油井液面智能监测系统的术语和定义、缩略语、产品分类、主要组成、型号和参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、随机文件、包装、运输及贮存。本文件适用于对油田、气田等液面与套压检测并进行综合动态分析处理的油井液面智能监测系统。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T191包装储运图示标志GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.3环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验GB3836爆炸性环境GB/T3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求GB/T3836.2爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备GB/T4208外壳防护等级(IP代码)GB/T7251.1低压成套开关设备和控制设备第1部分:总则GB/T9969工业产品使用说明书总则GB/T13306标牌GB/T13384机电产品包装通用技术条件SY/T5102石油勘探开发仪器基本环境试验方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1利用油井套管伴生气或压缩气体产生瞬间声爆，形成液面测试声波，对其声波接收处理，完成油井液面检测，实现油井液面实时动态监测的智能化系统。3.2el2T/CASMEXXXX—2023抽油井正常生产时，油管和套管环形空间的液面。注：液面位置：用该液面到井口的深度表示，或从井口到油层面上部饱和层的深度表示。3.3石油套管，保证钻井过程进行和完井后整个油井的正常运行，用于支撑油、气井井壁的钢管。3.4在钻探完成后将原油和天然气从油气层运输到地表的管道。3.5asingpressure油管与套管之间的环空压力。3.6利用压缩气体对套管内环空放气，产生测量声波的过程。3.7利用套管内伴生气对外放气，产生测量声波的过程。4缩略语下列缩略语适用本文件：MTBFMeanTimeBetweenFailure平均故障间隔时间RTURemoteTerminalUnit遥测单元5产品分类根据应用场景的不同，油井液面智能监测系统可分为：a)油井液面分布式监测系统检测控制和井口仪表分离结构，油井连续监测的液面智能测控装置；b)油井液面集散式监测系统一机多井模式，即丛式井场或大井组油井分散采集，井场集中监测的液面智能测控装置；c)油井液面移动式监测系统依据需求可移动的连续监测的液面智能测控装置。6主要组成3T/CASMEXXXX—2023油井液面智能监测系统的主要组成部件见表1。表1油井液面智能监测系统主要组成部分模块部件井口装置井口仪表井口防爆箱控制箱液面监测控制器专用压缩气泵井场智能遥测模块服务器液面监测后台服务器软件系统自适应油井液面实时检测系统分布式油井液面实时检测系统集散式油井液面实时检测系统高含气油井液面泡沫修正软件油田智能监测物联网平台软件钻井液面智能监测平台7型号和参数7.1型号7.1.1命名油井液面智能监测系统的型号命名由企业名称代号简称，工作模式、通信模式、供电模式和产品类型的代号组成。XX XX 7.1.2代号说明代号说明见表2。表2代号说明产品类型供电模式通信模式工作模式企业名称代号简称分类代号说明工作模式I：内爆；O:外爆；A:自适应(内外爆自动切换)；T:内外爆(手动切换仪表头)。通信模式G:公网(2G,3G,4G,5G)；W:内网(WIFI)；Z：无线Zigbee；R:有线RS485；L：本地处理。供电模式A:交流电源；D:直流电源；S:太阳能供电；C:蓄电池供电。产品类型C:一体化；D:分布式；E:集散式；F:便携式；Y:移动式；G:综合测试仪；H:试油；Z:钻井；X:修井；Q:气井。4T/CASMEXXXX—20237.1.3示例XX公司生产的外爆、4G通信、交流供电，分布式的液面智能监测系统,表示为：XXOGA-D。注：HLOGA-D，为：西安海联石化外爆公网通讯交流供电分布式液面智能检测系统。7.2基本参数产品的基本参数应符合表3所示。表3基本参数项目基本参数分布式监测系统/集散式监测系统移动式监测系统全量程型有压型液面测量范围20m~2500m(±3‰)20m~3500m(±3‰)20m~2500m(±3‰)套压测量范围0MPa~5MPa(±2‰)0.2MPa~10MPa(±2‰)0MPa~5MPa(±2‰)工作模式压缩气体或套管气产生声源套管气产生声源压缩气体或套管气产生声源防护等级IP66防爆等级ExdⅡCT6Gb承压范围0MPa~10MPa-注：误差值，均为满量程误差。8技术要求8.1外观8.1.1油井液面智能监测系统应符合本文件的要求，并按照经规定程序批准的工艺及技术文件制造。8.1.2系统各部分应齐全完整，仪表壳体表面应光洁、平整，无划痕、毛刺、坑洼、油污、锈蚀及其他机械损伤。8.1.3外壳上应有明显接地标志，防爆等必要标志应鲜明、清晰。8.1.4产品所用电缆应排列整齐、编号清晰、避免交叉，并应固定牢固。8.2结构要求8.2.1井口装置与套管节头螺纹连接应牢固可靠、密封、不松动。8.2.2产品紧固件应无松动，开关、按键应灵活。8.2.3仪器的可移动部分，应适应振动环境条件。8.3功能8.3.1井口装置功能8.3.1.1采用分布式结构，声源装置和发声、测声装置分离，井口装置密封防爆，防止井口气体和硫化氢进入井口装置非管道部分。8.3.1.2井口装置电源应在安全电压范围，建议优选DC12V，DC24V。8.3.1.3对油井套管有压和无压均可测量，内外爆能自动切换，适合套管口开放生产和套管气回收生产模式。5T/CASMEXXXX—20238.3.1.4智能仪表功能包括：a)测量状态实时记录检测数据，数据能存储、传输及分析；b)通过网络将测量过程数据传输至固定的服务器或客户指定服务器；c)测量过程故障信息及时报警，过程数据进行统计和分析。8.3.2控制箱功能8.3.2.1本地显示功能，实时查看动液面测量数值。8.3.2.2方便与抽油机控制器等联动，实现智能采油控制。TU8.3.3.1井场范围信号稳定传输。8.3.3.2通过网络与数字化油田系统友好连接、融合。8.3.4服务器功能8.3.4.1能处理液面监测、故障诊断、油井工况诊断、故障预警。8.3.4.2自动匹配适应不同油田和井况的模型数据。8.3.4.3提供原始液面、接箍波形、液面波数据。8.4性能指标8.4.1参数测量8.4.1.1液面测试液面测试应符合表4要求。表4液面测试参数套管压力/MPa可测液面深度/m最大允许误差0~0.220~25000.2~520~35008.4.1.2套压测试套压测试范围为0MPa~5MPa，套压测试精度为±2‰。8.4.1.3耐压测试最大安全压力并稳定10min状态，各部件应无永久变形现象，所有型号井口装置的最大安全压力均为10MPa。8.4.2防爆性能防爆区域使用的仪器或设备，其防爆结构应符合GB/T3836.1、GB/T3836.2的规定。8.4.3防护等级配电系统和仪表装置的防护等级为IP66。8.4.4传输性能6T/CASMEXXXX—2023系统自动连续测试过程中，不得出现测试数据传输中断现象。8.5电气安全性8.5.1绝缘性能主机外壳与电控柜电源之间的绝缘电阻(冷态)应不小于30MΩ；电源线与地之间绝缘电阻应不小于30MΩ。8.5.2介电强度电路与外露可导电部分之间经AC2000V、50Hz、60s的耐压试验应无击穿或闪络现象。8.5.3井口装置供电电压井口装置电源供电电压应在安全电压范围。8.6环境适应性8.6.1高温贮存系统经受温度为(60±2)℃，时间为2h的高温试验，在正常大气条件下恢复2h，试验后，系统的外观和性能应正常。8.6.2低温贮存系统经受温度为(-33±2)℃，时间为2h的低温试验，在正常大气条件下恢复2h，试验后，系统的外观和性能应正常。8.6.3恒定湿热系统经受温度为(40±2)℃，相对湿度为(93±3)%，时间为12h的湿热试验，试验后，系统的外观和性能应正常。8.6.4振动试验系统在非工作状态下经振动试验后，系统的外观和性能应正常。8.7可靠性8.7.1连续工作时间连续监测时间不少于7天(测试点不超过100点)。8.7.2平均故障间隔时间系统整机的平均故障间隔时间MTBF应不低于3000h。9试验方法9.1检验条件9.1.1工作温度7T/CASMEXXXX—2023仪器工作温度优先从以下范围中选取：——5℃~30℃；——-10℃~+60℃；——-20℃~+55℃；——-30℃~+50℃；——-40℃~+60℃。9.1.2工作湿度9.1.3振动振动试验条件应包括：a)频率：5Hz~55Hz~5Hz；b)加速度：20m/s2；c)扫频速率≤loct/min；d)振动时间：30min。9.1.4主要测试设备试验用仪器设备及其精度要求见附录A。9.2外观通过目测和手触检测。9.3结构要求通过手触检测。9.4功能实际操作，逐一检测。9.5性能指标9.5.1参数测量9.5.1.1液面测试选取测试井，执行手动测试功能，重复测试三次，采用接箍法(选取十个以上接箍波波峰或波谷)计算液面深度。9.5.1.2套压测试将系统连接到标准压力源上，连接动液面远程监测仪和服务器。执行“套压检定”功能。标准压力源的压力从0MPa到满量程，按1MPa间隔递增；再按1MPa间隔递减到0MPa。重复三次，按照式(1)计算套压误差：8T/CASMEXXXX—2023式中：δp——套压误差；Pi——第i试验点上行或下行套压的平均值，MPa；P0i——第i试验点的标准压力值，MPa；PFS——满量程套压值，MPa。9.5.1.3耐压测试将系统的管螺纹接口通过工装连接到高压管线上，接上控制阀和压力表，用液体加压设备加压到相应的压力，保压3min后卸压，耐压性能应符合8.4.1.3的要求。9.5.2防爆性能防爆型仪器或部件应取得符合要求的防爆证书，防爆性能试验按GB3836的规定由国家授权的防爆检验机构进行。9.5.3防护等级按GB/T4208的规定执行。9.5.4传输性能9.5.4.1设定测试时间间隔，测试总点数5个点。系统工作状态正常后，启动自动测量功能，经过设定时间后，接收测试数据，测试记录的时间间隔和持续时间应与设定值一致。9.5.4.2系统连接到服务器后，在服务器软件上设定测试时间表，执行读取时间表功能，接收结果应与设定值一致。9.6电气安全性按GB/T7251.1规定的方法进行检测。9.7环境适应性9.7.1高温贮存按GB/T2423.2的要求，在(60±2)℃的环境下放置2h，在正常大气条件下恢复2h后，检查系统的外观和性能是否正常。9.7.2低温贮存按GB/T2423.1的要求，在(-33±2)℃的环境下放置2h，在正常大气条件下恢复2h后，检查系统的外观和性能是否正常。9.7.3恒定湿热按GB/T2423.3的要求，在(40±2)℃，相对湿度为(93±3)%的环境中放置12h，试验后，检查系统的外观和性能是否正常。9.7.4振动试验9T/CASMEXXXX—2023将仪器固定在振动试验台上，在非工作状态下按SY/T5102规定的方法和10.1.0的要求进行试验。试验后，仪器应能正常工作，符合7.4的相应要求。9.8可靠性9.8.1连续工作时间将电池充满电，设定不超过100点的测试时间表，开启自动监测功能，记录开始监测时间，接收到最后一条测试数据的时间，记为监测结束时间。9.8.2平均故障间隔时间9.8.2.1平均故障间隔时间计算被测试仪器的平均故障间隔时间以MTBF表示，其计算公式为：式中：MTBF——平均故障间隔时间，单位为小时(h)；ti——被测试仪器第i次的累计故障间隔时间，单位为小时(h)；N——试验过程被测试仪器故障的总次数，N为自然数。对在试验过程中从开机到关机结束试验，无故障发生的所有被测试仪器总的故障次数，按N=1取值。9.8.2.2平均故障间隔时间试验基本方法正常室温环境条件下，产品的各项功能应符合产品技术规范的要求。进行故障间隔时间试验，包括：a)选取若干台仪器通电，使仪器均处于正常工作状态，并按规定对被测试仪器进行监测。b)如发现某台被测试仪器出现故障，应及时统计故障次数，记录故障间隔时间，排除故障后的仪器可继续进行试验，累计工作时间。c)被测仪器的平均故障间隔时间按照式(2)计算，结果应符合8.7.2的要求.10检验规则10.1检验分类产品检验分为型式检验和出厂检验。10.2出厂检验10.2.1每套系统出厂前，均需经工厂检验部门检验。10.2.2出厂检验项目见表5。10.3型式检验10.3.1正常生产时每5年进行一次型式检验，有下列情况时亦应进行型式检验：a)首批生产时；b)正式生产时，如产品的设计、结构、工艺、材料有重大改变可能影响到产品的质量；c)出厂检验的结果与上次型式检验有较大差异时；T/CASMEXXXX—2023d)国家质量监督机构提出要求时；e)和客户发生质量争议需要仲裁时。10.3.2型式检验项目见表5。10.3.3型式检验样品从合格的产品中随机抽取，抽样比例应不低于10%，最小样品数为3台。10.4判定规则10.4.1出厂检验项目全部合格后，方可出厂。不合格项目允许返修，并按本文件进行复检，复检合格，方可允许出厂。10.4.2型式检验中任一项不合格时，应查明原因，在不涉及产品设计方案、产品原材料和重要工艺问题时，允许修复后重新检验，复检合格，通过型式检验。仍有不合格项目，则判定该批系统型式检验不合格。表5检验项目检验项目要求试验方法检验类型出厂检验型式检验外观8.19.2√√结构要求8.29.3√√功能8.39.4—√液面测试8.4.1.19.5.1.1√√套压测试8.4.1.29.5.1.2√√耐压测试8.4.1.39.5.1.3—√防爆性能8.4.29.5.2—√防护等级8.4.39.5.3√√传输性能8.4.49.5.4√√绝缘性能8.5.19.6√√介电强度8.5.29.6—√井口装置供电电压8.5.39.6—√高温贮存8.6.19.7.1—√低温贮存8.6.29.7.2—√恒定湿热8.6.39.7.3—√振动试验8.6.49.7.4—√连续工作时间8.7.19.8.1—√平均故障间隔时间8.7.29.8.2—√11标志、随机文件、包装、运输、贮存11.1标志11.1.1销售标志应至少含有以下内容：a)