太陽能供電全無線變送器注水井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)高新技術(shù)企業(yè)培育資金項(xiàng)目申請書

天津市濱海新區(qū)高新技術(shù)企業(yè)

培育資金項(xiàng)目申請書

項(xiàng)目名稱：太陽能供電全無線變送器注水井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)

經(jīng)費(fèi)總額：230萬元，其中：申請科技資金：50萬元

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：周成行

承擔(dān)單位：天津市萬眾科技發(fā)展有限公司（蓋章）

聯(lián)系人電話真/p>

通訊地址：天津市大港油田港西街運(yùn)輸北區(qū)6-1-101

郵政編碼：300280電子郵箱:tjwzkj@163.com

中清日期：2010年7月1日

天津市濱海新區(qū)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)

二。一。年制

填寫說明

1.本申請書及其附件是項(xiàng)目評審、評估、論證的唯一依據(jù)。項(xiàng)目申請單位

和申請人必須實(shí)事求是填寫本申請巾，確保項(xiàng)目信息表與資金預(yù)算、實(shí)施方案

中的內(nèi)容和數(shù)據(jù)完全一致，并提供真實(shí)而必要的證明材料。一旦發(fā)現(xiàn)申報(bào)材料

中有弄虛作假行為，將取消共立項(xiàng)資格。

2.本申請書適用于天津市濱海新區(qū)高新技術(shù)企業(yè)培育資金項(xiàng)目，申請人必

須按照“年度項(xiàng)目指南”填寫所屬項(xiàng)目的具體名稱。

3.項(xiàng)目申報(bào)材料包括：

（1）《天津市濱海新區(qū)高新技術(shù)企業(yè)培育資金項(xiàng)目申請書》統(tǒng)一用A4紙

打印和復(fù)印，左側(cè)裝訂成冊。請不要另行制作封面，不采用膠圈、文件夾等帶

有突出棱邊的裝訂方式。內(nèi)容包括：

a.項(xiàng)目信息表（表中的各欄目不得空缺，無相關(guān)內(nèi)容時(shí)填“無”，不得超

過規(guī)定字?jǐn)?shù)，不得改動(dòng)表格的格式和內(nèi)容，數(shù)字一律取整數(shù)，單位名稱要寫全

稱）；

b.申報(bào)國家高新技術(shù)企業(yè)進(jìn)度安排（如以被認(rèn)定為國家高新技術(shù)企業(yè)則不

填）；

c.項(xiàng)目實(shí)施方案：

d.附件（發(fā)明專利證書、小試成果報(bào)告、科技查新報(bào)告、樣品檢測報(bào)告以

及其它能說明項(xiàng)目技術(shù)水平和來源、知識產(chǎn)權(quán)歸屬等的證明材料，承擔(dān)單位間

的合作協(xié)議等）。

2

（2）申請書電子文檔一份，以“項(xiàng)目名稱”為文件名，包括除附件外的全部申

報(bào)材料。

3

4.項(xiàng)目申請者嚴(yán)格按照表格格式和要求填寫和打印，不得自行改變版式、取消

和增加條目。

4

一、項(xiàng)目信息表

-

項(xiàng)

項(xiàng)目名稱太陽能供電全無線變送器注水井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)

目

基經(jīng)濟(jì)效益明顯、

起止時(shí)間2010年7月-2012年7月項(xiàng)目主要優(yōu)勢

本社會(huì)效益明顯

信技術(shù)領(lǐng)域電子信息技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域電子與信息

息

技術(shù)來源自主研發(fā)前期資助情況無

項(xiàng)姓名周成行性別男年齡47職務(wù)總工程師職稱副高級

目學(xué)位學(xué)士專業(yè)系統(tǒng)工程畢業(yè)院校南京理工大學(xué)

負(fù)

責(zé)身份證電022-259340

120102196302162316022-25930066傳真

人號話19

手子郵箱tjwzkj@163.ccm

性

年

別

姓名齡所在單位身份證號學(xué)位職稱

130603196211280副高

其程泰翔男48天津市萬眾科技發(fā)展有限公司學(xué)士

級

他398

120109197207176

主徐洪超男38天津市萬眾科技發(fā)展有限公司學(xué)士中級

要014

項(xiàng)

成130181198108283

目潘朋男28天津市萬眾科技發(fā)展有限公司學(xué)士中級

員33x

負(fù)

責(zé)

人

及總其中（按職稱）培養(yǎng)人才

項(xiàng)留學(xué)回

人

目國人數(shù)

數(shù)正高級副高級中級初級其它博士生碩士生本科生

組

10001

情440013

況開戶銀行中國建行天津油田支行賬號12001765001052501003

功能區(qū)

法定代表

李樹林主管部大港功能區(qū)科委

人

門

承注冊地址天津市大港油田港西運(yùn)輸北區(qū)

擔(dān)

單資產(chǎn)負(fù)債

注冊資金總資產(chǎn)上年?duì)I業(yè)收入上年繳稅上午凈利潤

位率

500萬1120萬53.75%960萬32萬9萬

內(nèi)設(shè)研發(fā)機(jī)構(gòu)名稱研發(fā)部研發(fā)支出占營業(yè)收入比重16%

是否國家高新技術(shù)是否濱海新區(qū)高新技術(shù)企

否是

企業(yè)業(yè)

一

5

項(xiàng)目簡介

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對石油的依賴性和敏感度越來越高，石油作為國家經(jīng)濟(jì)命脈，

在國民經(jīng)濟(jì)中的地位是無可替代的，因而如何通過技術(shù)手段提高油田采收率、降低生產(chǎn)成

本愈顯重要。

立項(xiàng)目前，國內(nèi)大多老油田已進(jìn)入二次開采（注水驅(qū)油）階段，部分進(jìn)入三次開采（注聚

目的驅(qū)油）階段，注水量仍采用人工現(xiàn)場調(diào)節(jié)，生產(chǎn)參數(shù)人工現(xiàn)場抄取手工匯總的方式，使得

與必注水工藝地面投資成本高、精度低、生產(chǎn)信息傳輸滯后，嚴(yán)重制約了老油田的生產(chǎn)和發(fā)展。

要性本期技術(shù)的應(yīng)用推廣可改變過去油田傳統(tǒng)的粗放型注水模式，后效地提高油田注水

（250字精度，降低開采成本、提高采收率，最終達(dá)到油田科學(xué)開采、當(dāng)采盡采的目標(biāo)。因此，在

左右）油田推廣實(shí)施此項(xiàng)技術(shù)非常有必要，符合國家產(chǎn)業(yè)政策。

本項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用推廣可改變過去油田傳統(tǒng)的粗放型注水模式，有效地提高油田注水精

度，降低開采成木，提高采收率，最終達(dá)到油田科學(xué)開采、當(dāng)采盡采的目標(biāo)。因此，在油

田推廣實(shí)施此項(xiàng)技術(shù)非常有必要，符合國家產(chǎn)業(yè)政策。

中國石油大港油田港西優(yōu)化簡化工程作為中國石油股份公司重點(diǎn)工程，使得計(jì)最站、

工作配水間和傳統(tǒng)的三級布站模式退出歷史舞臺，擺脫“地面工藝調(diào)整圍著已建場站轉(zhuǎn)”的思

基礎(chǔ)想束縛，形成以滿足油藏開發(fā)需要為標(biāo)準(zhǔn)的地面工程建設(shè)新理念，實(shí)現(xiàn)了信息化、網(wǎng)絡(luò)化

及已與油田地面集輸系統(tǒng)成功對接，開辟了油氣生產(chǎn)的新途徑。

具備該系統(tǒng)為優(yōu)化簡化模式順利實(shí)施與成功提供了基礎(chǔ)及關(guān)鍵的技術(shù)支撐，同時(shí)該系統(tǒng)

條件的應(yīng)用可精簡管理層次，實(shí)現(xiàn)扁平化管理，提高生產(chǎn)效率，使油田加速實(shí)現(xiàn)節(jié)約型企業(yè)

（200字的目標(biāo)。

左右）中石油總公司決定在各大油田應(yīng)用本系統(tǒng)，因而本系統(tǒng)市場前景廣闊。

中石油總公司決定在各大油田應(yīng)用本系統(tǒng)，因而本系統(tǒng)市場前景廣闊。

該系統(tǒng)是一個(gè)集采集、自動(dòng)控制、傳輸、監(jiān)測、展示和分析于一體的信息化管理系統(tǒng)。

可實(shí)現(xiàn)口注水量、瞬E寸流量、壓力的自動(dòng)計(jì)量和無線遠(yuǎn)傳，實(shí)現(xiàn)單井注水量的本地和遠(yuǎn)程

總體控制，實(shí)現(xiàn)注水參數(shù)監(jiān)測、展示和統(tǒng)計(jì)分析；同時(shí)克服了以往傳統(tǒng)模式下注水井計(jì)量、水

目標(biāo)量調(diào)控和生產(chǎn)管理的各種不足，實(shí)現(xiàn)對注水井運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測、生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

（200字的自動(dòng)采集和無線遠(yuǎn)程控制，提高注水井的自動(dòng)化管理水平，降低油田開采、運(yùn)行、管理

左右）成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善工人的勞動(dòng)環(huán)境，提高油田采收率，最終達(dá)到油田科學(xué)開

采、當(dāng)采盡采的目的。

實(shí)現(xiàn)對注水井工作參數(shù)的自動(dòng)采集，注水量的本地閉環(huán)控制和遠(yuǎn)程控制，相關(guān)報(bào)表

的自動(dòng)生產(chǎn)和計(jì)算，并通過局域網(wǎng)在油田公司展示。其主要研究內(nèi)容有：

硬件部分：

主要1、太陽能供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為現(xiàn)場RTU、智能流量控制器提供電源

實(shí)施2.設(shè)計(jì)研發(fā)低功耗、低扭矩的磨輪式智能流量控制器；

內(nèi)容3.設(shè)計(jì)研發(fā)微功耗測控主機(jī)（RTU）；

4.設(shè)計(jì)研發(fā)微功耗無線壓力變送器；

（250

軟件部分：

字左

1.控制終端（RTU）程序的開發(fā)

右）

2.本地流量檢測和閥門控制的程序開發(fā)

3.編制DTU管理中心軟件

4、后臺數(shù)據(jù)存儲、解析、展示軟件；后臺數(shù)據(jù)庫采用SQL,前臺采用WEB瀏覽器顯

木O

6

4.后臺數(shù)據(jù)存儲、解析、展示軟件；后臺數(shù)據(jù)庫采用SQL,前臺采用WEB瀏覽器顯示。

4、后臺數(shù)據(jù)存儲、解析、展示軟件；后臺數(shù)據(jù)庫采用SQL,前臺采用WEB瀏覽器顯

Zj^o

1.采用微功耗設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)安全電壓下注水量的智能控制；進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，延長供電時(shí)

間；

2.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)程控制，自主調(diào)節(jié)閥門開度，以滿足日配注的生產(chǎn)要求，提高工

作效率；

主要3.壓力為無線傳輸，降低管理難度；

創(chuàng)新4.合理優(yōu)化井口布線工藝，便于作業(yè)維護(hù)：

點(diǎn)

5.采用光伏供電、即解決供電問題又節(jié)能環(huán)保；

（200

6.采用主機(jī)拖帶技術(shù)，降低投資成本；

左右）

7、利用原有流量計(jì)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，降低了成本：

8、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)程控制，提高工作效率；

9、采用雙閉環(huán)方式進(jìn)行注水井流量調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)思路：可有效提高調(diào)節(jié)的精度、實(shí)時(shí)

性和可靠性。

2010年7月一2010年12月中試階段。根據(jù)油田實(shí)際需求，結(jié)合小試過程中發(fā)現(xiàn)

的問題，完善系統(tǒng)硬件、軟件功能。生產(chǎn)部分設(shè)備現(xiàn)場安裝，檢驗(yàn)改進(jìn)效果。

2011年1月一2011年6月試生產(chǎn)階段。完善、改進(jìn)中試階段存在的問題，同時(shí)車間

工作進(jìn)入備料、人員培訓(xùn)1、生產(chǎn)設(shè)備購置環(huán)節(jié)，開始少量試生產(chǎn)。并將系統(tǒng)設(shè)備再次現(xiàn)場安裝，

進(jìn)度驗(yàn)證改進(jìn)情況、產(chǎn)品質(zhì)量、穩(wěn)定性及適用性。

安排2011年7月一2011年12月小批量生產(chǎn)、推廣階段。完善、改進(jìn)上階段存在的問題，

（200字車間小批量生產(chǎn)，產(chǎn)品進(jìn)入推廣階段。

左右）2012年1月一2012年6月進(jìn)入批量生產(chǎn)階段然后從批量生產(chǎn)階段進(jìn)入批量生產(chǎn)規(guī)模

應(yīng)用階段。根據(jù)市場需求，組織車間批量生產(chǎn)，達(dá)到在油田批量應(yīng)用。

2012年1月一2012年6月進(jìn)入批量生產(chǎn)階段然后從批量生產(chǎn)階段進(jìn)入批量生產(chǎn)規(guī)模

應(yīng)用階段。根據(jù)市場需求，組織車間批量生產(chǎn)，達(dá)到在油田批量應(yīng)用。

7

1.工作壓力：16MPA,壓力范圍：0?25MPa：

2、流量控制精度：±5%（日配注量小于為，日配注大于為）,流量范圍：

?

3.工作壓差13MPA；

4.采用太陽能供電方式，供電電壓為DC24V；

5、采用“微功耗”理念，充分降低設(shè)備功耗，無采光情況下蓄電池連續(xù)工作時(shí)間：96

小時(shí)；同時(shí)具備一個(gè)RTU托帶兩個(gè)智能流量控制器的功能；

6.干壓波動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)，確保注水平穩(wěn)；

主要7、智能流量控制器選配低扭矩磨輪式調(diào)吊閥、使用風(fēng)24V百流安全電源，叵時(shí)具有

考核手動(dòng)、自動(dòng)雙控制流量功能：

指標(biāo)8、通訊方式：RS485.無線遠(yuǎn)傳；

（4009、通訊協(xié)議：ModbusRTU；

字左

10、井口流量計(jì)的底數(shù)與網(wǎng)上的展示數(shù)據(jù)一致；

右）

11.充分利用原來流量計(jì)；

12.具備無線遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)水功能；日配注可近程設(shè)定、控制；

13、具備人機(jī)界面顯示注水井壓力，日配注，瞬時(shí)流量，累計(jì)流量等數(shù)據(jù)，能夠?qū)?/p>

時(shí)在線計(jì)量、傳輸、展示水量、壓力等；

14.具備資料錄取及測試要求；

15.具備壓力超限、流量超限、流速異常、閥門堵轉(zhuǎn)等相關(guān)報(bào)警功能；

15、具備壓力超限、流量超限、流速異常、閥門堵轉(zhuǎn)等相關(guān)報(bào)警功能；

1.生產(chǎn)曲線、報(bào)表自動(dòng)生成，便于單井管理，提高生產(chǎn)時(shí)效。

2.能夠?qū)崿F(xiàn)注水井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測和超限報(bào)警，提高單井的管理水平和決策力度。

3.采用“拖帶”技術(shù)，降低了投資成本。

4、采用太陽能供電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排。

5、能夠?qū)崟r(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測、調(diào)節(jié)流量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高注水井的有效執(zhí)配率由改選前的

84%,上升為改造后的99%提高了分注合格率由改造前82虬上升到目前的98機(jī)降低了注

水能耗損失，節(jié)能效果明顯。

6、能夠?yàn)橛吞镒⑺_發(fā)提供及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的生產(chǎn)信息，為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化油田建設(shè)打好

望

堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（200字

左右）6.能夠?yàn)橛吞镒⑺_發(fā)提供及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的生產(chǎn)信息，為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化油田建設(shè)打好

堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

6、能夠?yàn)橛吞镒⑺_發(fā)提供及時(shí).、準(zhǔn)確、可靠的生產(chǎn)信息，為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化油田建設(shè)打好

堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

其它國內(nèi)中石油中石化兩大公司的油田地面優(yōu)化簡化已逐步展開，油田由粗放型管理

需要向精細(xì)化管理轉(zhuǎn)變勢在必行。建設(shè)數(shù)字化油田、“注好水、多采油”離不開“太陽能供

說明電全無線變送器注水井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)”這種先進(jìn)技術(shù)的支撐。隨著國內(nèi)油田開

的情采時(shí)間的增加，各油田二次精細(xì)化注水采油技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。行業(yè)稱“多注一

況方水，多采一噸油”，因此，該項(xiàng)目推廣前景非常廣闊，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益巨大。

（150字

左右）

8

資金預(yù)算（單

位：萬元）

其中

資金來源預(yù)算金額

2010年2011年

來源合計(jì)230萬135萬95萬

新區(qū)財(cái)政撥款50萬35萬15萬

其

單位自籌180萬100萬80萬

銀行貸款

中

其它

其中：新

區(qū)財(cái)政撥

資金支出預(yù)算金額計(jì)算依據(jù)

款

資金總額230萬50萬

10位研發(fā)人員兩年工

人員費(fèi)80萬15萬

資,平均每人每年4萬元

設(shè)備費(fèi)10萬5萬購置活塞式壓力計(jì)

傳感器、機(jī)殼、電子元

能源材料費(fèi)97萬15萬器件、電路板、智能流

其量控制器

試驗(yàn)外協(xié)費(fèi)15萬5萬實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的加工和調(diào)試

租賃費(fèi)

信息費(fèi)

冀東、新疆、勝利等油

差旅費(fèi)16萬5萬

中田學(xué)習(xí)考察

與專家溝通研究技術(shù)問

會(huì)議費(fèi)6萬3萬

題

貸款貼息費(fèi)

管理費(fèi)

其它費(fèi)用6萬2萬設(shè)備檢驗(yàn)費(fèi)、專利費(fèi)等

9

期初運(yùn)行費(fèi)

特別說明：無

10

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及其項(xiàng)目組承諾：

“太陽能供電全無線變送器注水井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)”推廣前景非常廣闊，經(jīng)

濟(jì)效益和社會(huì)效益巨大。為把該項(xiàng)目成果推廣轉(zhuǎn)化，為取得較好的企業(yè)和社會(huì)效益,

我們項(xiàng)目組鄭重承諾：

1.明確職責(zé)，合理分工，盡職工作；

2.嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃，確保項(xiàng)目如期完成；

3、嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，確果項(xiàng)目各項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)；

4、嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目資金預(yù)算，保證資金的有效使用。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人簽名（親筆）：年月日

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人簽名（親筆）：年月日

承擔(dān)單位承諾：

“太陽能供電全無線變送器注水井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)”推廣前景非常廣闊，經(jīng)

濟(jì)效益和社會(huì)效益巨大。為把該項(xiàng)目成果推廣轉(zhuǎn)化，為取得較好的企業(yè)和社會(huì)效益,

承擔(dān)單位鄭重承諾：

1.根據(jù)項(xiàng)目需要合理引進(jìn)、配備人員，明確職責(zé)，合理分工；

2.在人員、資金、設(shè)備等方面全力支持項(xiàng)目組的工作，確保項(xiàng)目如期完成；

3、定期召開項(xiàng)目推動(dòng)會(huì)，檢查推動(dòng)項(xiàng)目按計(jì)劃進(jìn)度執(zhí)行情況，督促解決存在的問題，確保項(xiàng)

目按期開展和各項(xiàng)設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)；

4、嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目資金預(yù)算，保證資金的有效使用。

（單位公章）

單位負(fù)責(zé)人（簽字）：年月日

11

二、申報(bào)國家高新技術(shù)企業(yè)進(jìn)度安排

項(xiàng)目實(shí)施

年份

2010年2011年

國家高企認(rèn)定條

達(dá)到7個(gè)實(shí)用新型專利、1達(dá)到7個(gè)實(shí)用新型專利、1

個(gè)計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)，完個(gè)外觀設(shè)計(jì)專利、3個(gè)計(jì)算機(jī)

自主知識產(chǎn)權(quán)情況全自主知識產(chǎn)權(quán)。軟件著作權(quán)，完全自主知識

產(chǎn)權(quán)。

科技及研發(fā)人員數(shù)量具有科技及研發(fā)人員數(shù)量具有大

大學(xué)專科以上學(xué)歷的科技學(xué)專科以上學(xué)歷的科技人員

人員占企業(yè)當(dāng)年職工總數(shù)占企業(yè)當(dāng)年職工總數(shù)的92%,

科技及研發(fā)人員數(shù)量的90%其中研發(fā)人員占其中研發(fā)人員占企業(yè)當(dāng)年職

企業(yè)當(dāng)年職工總數(shù)的20%；工總數(shù)的25%以上。

研發(fā)投入水平（研究開發(fā)9%10%

費(fèi)用總額占銷售收入總

額的比例）

65%80%

高新技術(shù)產(chǎn)品（服務(wù)）收

入水平（高新技術(shù)產(chǎn)品

（服務(wù)）收入占企業(yè)總收

入總收入比例）

1.制定了研究開發(fā)1.制定了研究開發(fā)項(xiàng)

項(xiàng)目立項(xiàng)報(bào)告目立項(xiàng)報(bào)告

2、建立了研發(fā)投入2、建立了研發(fā)投入核

核算體系算體系

3、開展了產(chǎn)學(xué)研合3、開展了產(chǎn)學(xué)研合作

作的研發(fā)活動(dòng)（與各大院的研發(fā)活動(dòng)（與各大院校、

企業(yè)研究開發(fā)組織管理

校、研究院的合作開發(fā)證研究院的合作開發(fā)證明）

水平

明）4、設(shè)有研發(fā)機(jī)構(gòu)并具

4、設(shè)有研發(fā)機(jī)構(gòu)并備相應(yīng)的設(shè)施和設(shè)備

具備相應(yīng)的設(shè)施和設(shè)備5、建立了研發(fā)人員的

5、建立了研發(fā)人員績效考核獎(jiǎng)勵(lì)制度

的績效考核獎(jiǎng)勵(lì)制度

科技成果轉(zhuǎn)化年平均數(shù)4科技成果轉(zhuǎn)化年平均數(shù)轉(zhuǎn)化

科技成果轉(zhuǎn)化能力項(xiàng)4項(xiàng)

12

總資產(chǎn)增長率：14%總資產(chǎn)增長率：27%

銷售與總資產(chǎn)成長性銷售增長率:27%銷售增長率：45%

銷售增長率:27%銷售增長率:45%

13

三、項(xiàng)目實(shí)施方案

1.研究目的、意義和必要性

隨著國際能源形勢的發(fā)展及我國所處的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，對

石油的敏感度越來越高。石油作為國家經(jīng)濟(jì)命脈，在新的取代

燃料出現(xiàn)之前，石油在國民經(jīng)濟(jì)中的地位無可替代。社會(huì)科學(xué)

院最近完成的一篇關(guān)于我國能源問題的報(bào)告指出，五大因素的

存在使得石油安全問題已經(jīng)成為中國能源安全的重中之重。一

是原油需求迅速膨脹。據(jù)中石油的研究報(bào)告，中國原油需求在

2010年將達(dá)到3?1億噸,到2020年有可能達(dá)到4億噸。二是

供求關(guān)系矛盾日益顯著。如今中國已探明可采儲量為23.8億噸,

按目前L8億噸計(jì)算，中國很有可能在20年后出現(xiàn)石油枯

竭……因此，石油對我國經(jīng)濟(jì)的重要性是顯而易見的，并已被

提高到國家戰(zhàn)略高度加以重視，那么如何通過技術(shù)手段提高油

田產(chǎn)量和采收率、降低生產(chǎn)成本愈顯重要。

一直以來，注水井生產(chǎn)都采用人工調(diào)節(jié)方式來控制單井注

水量。由于注水井分布分散，環(huán)境復(fù)雜，如此難以保證一線生

產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的有效收集。國內(nèi)部分老油田目

前已進(jìn)入二次開采（注水驅(qū)油）階段，有的已進(jìn)入三次開采（注

聚驅(qū)油）階段。在傳統(tǒng)的二次開采階段，注水量是否科學(xué)、精

確直接影響油田油井的產(chǎn)量和區(qū)塊的采收率。目前，各油田均

采用通過配水間實(shí)現(xiàn)單井注水，注水量靠人工現(xiàn)場調(diào)節(jié)，生產(chǎn)

參數(shù)靠人工現(xiàn)場抄取手工匯總的傳統(tǒng)注水方式。這種傳統(tǒng)的注

水方式存在：工藝流程地面投資成本高、生產(chǎn)信息傳輸滯后、

注水精度不可控、用工量大且勞動(dòng)強(qiáng)度高等缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)的

存在已嚴(yán)重制約了老油田的生產(chǎn)和發(fā)展。

14

為有效配合開展油田地面系統(tǒng)簡化工作，我公司研發(fā)了太

陽能供電全無線變送器注水井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)

不僅實(shí)現(xiàn)了日注水量、流速、壓力的自動(dòng)計(jì)量和無線遠(yuǎn)傳，還

依據(jù)遠(yuǎn)程設(shè)置的日配注水量自動(dòng)閉環(huán)調(diào)節(jié)閥門開度，完成流量

的全自動(dòng)調(diào)節(jié)。克服了以往傳統(tǒng)模式下注水井計(jì)量、水量調(diào)控

和生產(chǎn)管理的各種弊端，實(shí)現(xiàn)了對注水井運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)化監(jiān)

測、生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集和無線遠(yuǎn)程控制，提高了注水

井的自動(dòng)化管理水平。

太陽能供電全無線變送器注水井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)項(xiàng)

目的實(shí)施可改變過去油田傳統(tǒng)的粗放型注水模式，有效地提高

油田注水精度，有效提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)管理人員，改

善工人的勞動(dòng)環(huán)境，減少安全隱患，降低生產(chǎn)運(yùn)行及管理、維

護(hù)費(fèi)用，可以大量節(jié)約管道、配水間生產(chǎn)系統(tǒng)流程設(shè)備及土建

原材料等；而且太陽能供電方式既解決了井口無電源的問題，

同時(shí)兼具安全、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此該項(xiàng)技術(shù)的推廣和應(yīng)用，

能夠使油田逐步成為“產(chǎn)能大戶、節(jié)能大戶、節(jié)約大戶”，變

成集約化、節(jié)約化可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化大型企業(yè)。因此，在油

田推廣實(shí)施該項(xiàng)目的必要性是顯著的，是符合國家產(chǎn)業(yè)政策

的。

2009年3月在港西油田選擇了3口井開展了先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，項(xiàng)

目已于2010年3月6日通過了由中國石油大港油田組織的項(xiàng)目

驗(yàn)收組的驗(yàn)收，并取得了專家的認(rèn)可和好評。

中國石油股份公司有關(guān)方面負(fù)責(zé)人指出，簡化是一場革命,

地面系統(tǒng)建設(shè)是節(jié)能減排的載體，各油氣田企業(yè)要因地制宜地

學(xué)習(xí)和推廣油田簡化優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，把簡化作為今后工作踐行的理

念，總體規(guī)劃，分步實(shí)施，做好前期研究，多因素比對，并延

15

伸到大系統(tǒng)。地面集油系統(tǒng)建設(shè)要做到技術(shù)先進(jìn)適用、安全環(huán)

保達(dá)標(biāo)、布局經(jīng)濟(jì)合理，促進(jìn)節(jié)約型企業(yè)建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

太陽能供電全無線變送器注水井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)為

優(yōu)化簡化的順利實(shí)施與成功提供了基礎(chǔ)與關(guān)鍵的技術(shù)支撐。中

石油總公司決定在各大油田應(yīng)用本系統(tǒng)，因而本系統(tǒng)市場前

景廣泛。

2.研究目標(biāo)

太陽能供電全無線變送器注水井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)是

一個(gè)集采集、自動(dòng)控制、傳輸、監(jiān)測、展示和分析于一體的信

息化管理系統(tǒng)。可實(shí)現(xiàn)對注水井工作參數(shù)的自動(dòng)采集，注水量

的本地閉環(huán)控制及遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控、相關(guān)參數(shù)的設(shè)定，報(bào)表、

圖文的自動(dòng)生成和計(jì)算，并通過局域網(wǎng)在相應(yīng)的web發(fā)布，以

及各種工況的提示報(bào)警，實(shí)現(xiàn)注水井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)測、展示

和統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)單井注水量的本地和遠(yuǎn)程控制管理。

總體目標(biāo)如下：

（1）實(shí)現(xiàn)水井工況數(shù)據(jù)的自動(dòng)實(shí)時(shí)采集、解析、入庫，無

需人工干預(yù)；

（2）系統(tǒng)自動(dòng)完成對數(shù)據(jù)的分析，生成各種分析報(bào)表；

（3）水井客戶端管理軟件實(shí)現(xiàn)對水井運(yùn)行參數(shù)、采集制度

的設(shè)置。

（4）使用Web發(fā)布功能，實(shí)現(xiàn)相關(guān)人員利用瀏覽器了解注

水井的工況和各種報(bào)表數(shù)據(jù)的瀏覽，注水量的遠(yuǎn)程設(shè)定；

（5）利用用戶、權(quán)限的合理分配，讓使用人員了解權(quán)限范

圍內(nèi)的信息;

16

(6)現(xiàn)場設(shè)備統(tǒng)一使用直流安全電壓，并充分利用休眠機(jī)

制，最大限度地降低系統(tǒng)耗電，保證長期平穩(wěn)運(yùn)行。

(7)采用“微功耗”設(shè)計(jì)理念，“拖帶”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一套

太陽能供電RTU系統(tǒng)拖帶兩個(gè)智能流量控制器的功能。

＞預(yù)計(jì)可取得如下成果：

＞可本地和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)反映注水井工作狀況；

＞根據(jù)配注要求自動(dòng)調(diào)節(jié)水量，可明顯提高注水井的執(zhí)

配能力和分注合格率；

＞可實(shí)現(xiàn)水量和壓力的超限報(bào)警以及閥門堵轉(zhuǎn)報(bào)警，及

時(shí)反映注水井出現(xiàn)的問題；

＞生產(chǎn)曲線、報(bào)表自動(dòng)生成，便于單井管理，提高生產(chǎn)時(shí)

效；

＞能夠?qū)崿F(xiàn)注水井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測和超限報(bào)警，提高單井

的管理水平和決策力度；

＞采用“微功耗”設(shè)計(jì)理念，進(jìn)行有效電源管理，降低系

統(tǒng)靜態(tài)功耗，延長電池供電時(shí)間，提高電池使用壽命，

同時(shí)兼具一套光伏供電的RTU系統(tǒng)可以托帶兩個(gè)智能

流量控制器，降低了投資成本。

＞系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可操作性和可維護(hù)性，設(shè)備采用專門

設(shè)計(jì)的快速拆裝接口，便于修井作業(yè)前后的設(shè)備拆卸

與恢復(fù)。

＞采用太陽能供電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能

減排；

＞可以規(guī)范和優(yōu)化注水井井口工藝流程；

17

能夠?yàn)橛吞镒⑺_發(fā)提供及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的生產(chǎn)信息，為

實(shí)現(xiàn)數(shù)字化油田建設(shè)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.主要研究開發(fā)內(nèi)容

太陽能供電全無線變送器注水井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)是

一套融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、微功耗技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳

輸、圖像識別等軟件與硬件的綜合處理系統(tǒng)，同時(shí)響應(yīng)國家推

行綠色環(huán)保節(jié)能的太陽能方式給系統(tǒng)及設(shè)備供電，服務(wù)主體為

石油開采企業(yè)。系統(tǒng)的主要目的為實(shí)現(xiàn)油田數(shù)字化、降低油田

開發(fā)成本、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

本系統(tǒng)主要包括油井生產(chǎn)工況處理專家系統(tǒng)及井口數(shù)據(jù)采

集單元。其中井口設(shè)備由微功耗無線壓力變送器和微功耗無線

溫度變送器、智能流量控制器、流量計(jì)等數(shù)據(jù)采集裝置和測控

主機(jī)、GPRS無線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳設(shè)備兩部分組成。微功耗無線壓力變

送器和微功耗無線溫度變送器將采集到的壓力、溫度數(shù)據(jù)通過

短距離無線方式發(fā)送到測控主機(jī)，智能流量控制器通過485總

線將采集的流量、流速等相關(guān)信息發(fā)送到測控主機(jī)，測控主機(jī)

將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的預(yù)處理，再通過GPRS無線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳

設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)中心。位于數(shù)據(jù)中心的注水井工況專家分析系

統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析、處理和web發(fā)布等。該系統(tǒng)還可實(shí)

現(xiàn)注水井日配注水量、流速、壓力數(shù)據(jù)的自動(dòng)計(jì)量，并依托網(wǎng)

絡(luò)遠(yuǎn)程設(shè)置日配注水量，自動(dòng)閉環(huán)調(diào)節(jié)閥門開度，完成流量的

全自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而真正的實(shí)現(xiàn)油田管理部門對注水井運(yùn)行工況

的實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)端控制，為油井管理提供科學(xué)依據(jù)。

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對注水井工作參數(shù)的自動(dòng)采集，注水量的本地

閉環(huán)控制和遠(yuǎn)程控制，相關(guān)報(bào)表的自動(dòng)生產(chǎn)和計(jì)算，并通

過局域網(wǎng)在油田公司展示。其主要研究內(nèi)容有：

18

①外環(huán)境應(yīng)用的智能流量控制設(shè)備及流量計(jì)與智能流量控

制器之間的閉環(huán)控制，如何實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)；

②流量計(jì)與閥門的電源系統(tǒng)以及與RTU之間的通信；

③注水井工作參數(shù)遠(yuǎn)程采集與流量控制；

④注水井無線智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用，后臺數(shù)據(jù)庫

管理和分析、存儲、統(tǒng)計(jì)等。后臺數(shù)據(jù)庫采用SQL,前臺采用

web瀏覽器顯示；

⑤無電源注水井供電方式試驗(yàn)與推廣；

⑥“拖帶”、“微功耗”設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用，使得一套太陽

能供電RTU系統(tǒng)，帶兩套智能流量控制器，以降低優(yōu)化簡化投

資成本。

4.項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題

太陽能供電全無線變送器注水井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)對

注水井進(jìn)行流量的遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)是我國注水井自動(dòng)化技術(shù)的首

次試驗(yàn)和應(yīng)用，極大的提高了油水井自動(dòng)化技術(shù)程度，彌補(bǔ)了

國內(nèi)該領(lǐng)域的空白。

（1）進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，延長供電時(shí)間。井口所有設(shè)備均采用

“微功耗”設(shè)計(jì)理念以及進(jìn)行了有效的電源管理，對各個(gè)設(shè)備

進(jìn)行了多方面優(yōu)化，降低系統(tǒng)的靜態(tài)功耗，提高了蓄電池的使

用壽命，實(shí)現(xiàn)的安全電壓下的水量智能控制；當(dāng)系統(tǒng)不進(jìn)行流

量調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)斷開調(diào)節(jié)閥的電源，從而有效降低了調(diào)

節(jié)閥的靜態(tài)損耗；同時(shí)，當(dāng)RTU檢測到蓄電池電壓低于工作電

壓下限值時(shí)，為保證系統(tǒng)能得到有效監(jiān)控，RTU將不再執(zhí)行流

量調(diào)節(jié)指令，太陽能充電充足后，繼續(xù)調(diào)節(jié)。

19

(2)智能流量控制裝置集控制器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)集

成一體，裝置可根據(jù)干線壓力變化自主調(diào)節(jié)閥門，以滿足日配

注要求。

(3)壓力為無線傳輸，降低管理難度。注水井回壓、套壓

和干線壓力檢測均采用全無線通信，極大的簡化了井口布線，

方便了注水井的日常管理，降低了維護(hù)難度。

(4)合理優(yōu)化井口布線工藝，便于作業(yè)維護(hù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了

快速拆卸接口，極大的方便了修井作業(yè)前后的設(shè)備的拆卸和恢

復(fù)。RTU與智能流量控制器之間的線纜采用特殊處理，采用鍍

鋅管，深埋(0.5米)，并做了防水處理。克服了有線設(shè)備線

纜易進(jìn)水、折斷，修井作業(yè)后系統(tǒng)恢復(fù)困難等不足，經(jīng)過這項(xiàng)

改進(jìn)，沒有發(fā)生因作業(yè)造成線路進(jìn)水和拆斷的情況。

(5)低功耗無線壓力變送器和流量控制裝置均安裝了防盜

外殼，這不僅在一定程度上降低設(shè)備被盜可能性，同時(shí)也由于

設(shè)備不外露，提高了設(shè)備的使用壽命以及增強(qiáng)了現(xiàn)場操作人員

的安全性。如圖4-5-1和圖4-5-2所示。

(6)采用光伏供電，即解決供電問題又節(jié)能、環(huán)保、安全、

經(jīng)濟(jì)。

(7)系統(tǒng)選用低扭矩磨輪式閥門，降低電機(jī)負(fù)荷，兼具主

機(jī)拖帶技術(shù)，降低投資成本，使一套光伏供電系統(tǒng)能同時(shí)驅(qū)動(dòng)

兩臺流量捽制，有利于地面分注井實(shí)施。

(8)該系統(tǒng)內(nèi)嵌多家知名企業(yè)生產(chǎn)的流量計(jì)通信協(xié)議，可幫助

油田利用原有流量計(jì)，進(jìn)行一體化改造設(shè)計(jì)，從而進(jìn)一步降低

了油田優(yōu)化簡化的成本。

20

（9）采用雙閉環(huán)方式進(jìn)行注水井流量調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)思路，可有效

提高調(diào)節(jié)的實(shí)時(shí)性和可靠性。

圖4-5-1流量控制裝置防護(hù)設(shè)備圖4-5-2無線壓力變送器防護(hù)裝置

5.研究方法和工藝技術(shù)路線

5.1工作原理

如圖5J-1所示為注水井遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)信息框圖。在該系統(tǒng)中,

用戶通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程設(shè)置注水井日配注水量，相關(guān)信息通過

GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到RTU進(jìn)行鑒別和處理，合法的數(shù)據(jù)將會(huì)由

RTU發(fā)送到智能流量控制器，智能流量控制器將利用PID算法

自動(dòng)閉環(huán)調(diào)節(jié)閥門開度，同時(shí)將即時(shí)流量數(shù)據(jù)和累計(jì)流量數(shù)據(jù)

及其他相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到RTU；無線壓力變送器完成各種壓力的

測量并即時(shí)傳輸?shù)絉TU,RTU將采集到的流量、壓力等數(shù)據(jù)利

用GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)回傳到油田企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，在油水井服務(wù)器

端自動(dòng)生成相關(guān)報(bào)表并通過局域網(wǎng)在網(wǎng)頁上發(fā)布。

21

太陽初共電RTU

■田公司企受網(wǎng)

圖5-1-1注水井流量遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)信息流程示意圖

5.2技術(shù)路線

5.2.1本地流量檢測和閥門控制

本地流量計(jì)采用的是流量積算儀，閥門控制采用的是磨輪

結(jié)構(gòu)電動(dòng)閥門。流量計(jì)和閥門的供電采用本地測控主機(jī)（簡稱

“RTU”，下同）供電的太陽能蓄電池控制，供電線路和RS-485

通信線路都通過深埋線路設(shè)計(jì)，可以大大降低水井維護(hù)導(dǎo)致線

路斷裂。

流量計(jì)按照設(shè)定的采集間隔與RTU進(jìn)行通信，并將當(dāng)前流

量值發(fā)送到RTU,RTU收到流量即發(fā)送的收據(jù)后，轉(zhuǎn)發(fā)到后臺。

同時(shí)后臺發(fā)送一個(gè)設(shè)定的流量值到RTU,RTU收到后臺發(fā)送的數(shù)

據(jù)后，將之與存儲的流量值進(jìn)行比較，如果比較結(jié)果相同，則

不下發(fā)流量設(shè)定值，如果不同，則發(fā)送收到的流量設(shè)定值。智

能流量控制器收到新的流量設(shè)定值值后，將重新啟動(dòng)閥門自主

調(diào)節(jié)開度，以使流量滿足用戶設(shè)定的要求。

22

5.2.2.本地油壓、套壓、干線壓力檢測和傳輸

本地油壓、套壓和干線壓力檢測采用的是微功耗無線壓力

便搜購年期，其主控芯片為MSP430單片機(jī)，變送器在每個(gè)采

集周期通過短距離無線傳輸方式向RTU發(fā)送壓力數(shù)據(jù)。

5.2.3.本地RTU

該產(chǎn)品適用于DC7-36V,用來接收并執(zhí)行控制中心控制指

令；管理控制壓力變送器、流量計(jì)等外圍設(shè)備完成壓力、流量

以及人員入侵、壓力超限、流量超限、流速異常等報(bào)警信息的

采集、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。

5.2.4.后臺處理

現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)經(jīng)由信息中心接收進(jìn)入局域網(wǎng)后，由自動(dòng)計(jì)

量系統(tǒng)進(jìn)行處理。壓力、流量數(shù)據(jù)以統(tǒng)一格式存入油田公司自

動(dòng)計(jì)量數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。后臺數(shù)據(jù)庫采用SQL,前臺

采用WEB瀏覽器顯示。

5.3實(shí)施方案

考慮到如下幾方面因素以及油田注水井的現(xiàn)狀和設(shè)備的兼

容性，我們設(shè)計(jì)了光伏供電方案。

(1)安全因素：井口流量控制裝置采用直流24V的安全電

壓供電。

(2)可維護(hù)性：售后服務(wù)最優(yōu)化，維修成本最小化。

(3)兼容互換性：無論何種井別，RTU及主要設(shè)備都應(yīng)具

有通用性。

(4)投資最小化：有效利用原有設(shè)備及成熟技術(shù)，盡可能

減少重復(fù)投資。

光伏供電方案

23

圖5-3-1光伏供電流量遠(yuǎn)程控制流程圖

光伏供電方案信息處理框圖如圖5-3-1,該方案具有如下

特點(diǎn)：

(1)采用兩塊15W的太陽能電池板和兩節(jié)12Ah>12V的蓄

電池為RTU、無線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳設(shè)備和流量控制裝置提供動(dòng)力電源。

(2)RTU采用我公司微功耗測控主機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、

存儲、轉(zhuǎn)發(fā)；并對光伏供電系統(tǒng)電池電壓進(jìn)行監(jiān)測，合理使用

電源，以避免蓄電池因過度放電而損壞。

(3)壓力變送器采用我公司自主研發(fā)、生產(chǎn)的WLPO601A

型微功耗無線壓力變送器，取消了井口布線，降低施工和日常

維護(hù)管理難度。

(4)流量控制裝置采用的是我公司與相關(guān)廠家聯(lián)合研制的

微功耗流量控制裝置。

5.4計(jì)劃達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1.工作壓力：16MPA,壓力范圍：0?25MPa；

2、流量控制精度：±5%(日配注量小于為，日配注

大于為)，流量范圍：；

3.工作壓差13MPA；

4.采用太陽能供電方式，供電電壓為DC24V；

24

5、采用“微功耗”理念，充分降低設(shè)備功耗，無采光情況

下蓄電池連續(xù)工作時(shí)間：96小時(shí)；同時(shí)具備一個(gè)RTU托帶兩個(gè)

智能流量控制器的功能；

6?干壓波動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)，確保注水平穩(wěn)；

7、智能流量控制器選配低扭矩磨輪式調(diào)節(jié)閥、使用DC24V

直流安全電源，同時(shí)具有手動(dòng)、自動(dòng)雙控制流量功能；

8、通訊方式：RS485.無線遠(yuǎn)傳；

9、通訊協(xié)議：ModbusRTU；

10、井口流量計(jì)的底數(shù)與網(wǎng)上的展示數(shù)據(jù)一致；

11.充分利用原來流量計(jì)；

12.具備無線遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)水功能；F1配注可遠(yuǎn)程設(shè)定、控制;

具備資料錄取及測試要求；

13、具備人機(jī)界面顯示注水井壓力，日配注，瞬時(shí)流量，

累計(jì)流量等數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r(shí)在線計(jì)量、傳輸、展示水量、壓力

等；

14.具備壓力超限、流量超限、流速異常、閥門堵轉(zhuǎn)等相關(guān)

報(bào)警功能；

5.5可行性分析

5.5.1技術(shù)支撐

天津市萬眾科技發(fā)展有限公司具有在低功耗測控主機(jī)、微

功耗無線壓力變送器、微功耗無線溫度變送器、無線遠(yuǎn)傳、后

臺數(shù)據(jù)接收和處理、前臺數(shù)據(jù)展示等方面取得了多項(xiàng)研究成果

和專利技術(shù)。目前，公司獨(dú)立研發(fā)、生產(chǎn)的“全無線變送器油

井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)”已在油田廣泛應(yīng)用，為油田地面系

統(tǒng)的簡化優(yōu)化提供了技術(shù)保障。天津市萬眾科技發(fā)展有限公司

25

具有一批可持續(xù)發(fā)展的研發(fā)力量和現(xiàn)場技術(shù)支持、維護(hù)隊(duì)伍，

具備較強(qiáng)的工業(yè)自動(dòng)化項(xiàng)目的研發(fā)和生產(chǎn)能力。在注水井遠(yuǎn)程

流量控制系統(tǒng)研究過程中，我們聯(lián)合流量計(jì)儀表公司（如浙江

富馬、蒼南天信等流量計(jì)儀表公司），共同進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)和技

術(shù)改造，同時(shí)天津市萬眾科技發(fā)展有限公司在不斷用一流的技

術(shù)，做一流的產(chǎn)品，培養(yǎng)一流的人才，成就一流的企業(yè)。

5.5.2各部件獨(dú)特的設(shè)計(jì)，保證了系統(tǒng)運(yùn)行可靠穩(wěn)定。

?本地設(shè)備：

?微功耗測控主機(jī)（RTU）

微力耗測控主機(jī)是我公司自主研發(fā)、生產(chǎn)制造的,

適用于不同供電方式的油水井。在注水井流量遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中,

測控主機(jī)管理微功耗無線壓力變送器和智能流量控制裝置完成

壓力、流量和流速的采集、存儲、顯示、轉(zhuǎn)發(fā)及遠(yuǎn)程注水量的

調(diào)控。具有本地顯示壓力、流量、流速等相關(guān)數(shù)據(jù)功能；同時(shí)

具有系統(tǒng)的工作電壓、電池電量、充電控制、開關(guān)機(jī)狀態(tài)判別、

壓力超限、流量超限、流速異常、閥門堵轉(zhuǎn)等相關(guān)報(bào)警功能。

其技術(shù)指標(biāo)如下：

圖5-5-2-1微功耗測控主機(jī)（RTU）

26

(1)工作電壓和功耗：12V直流，靜態(tài)功耗600mW,通過

GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信時(shí)，瞬態(tài)不超過24WO

(2)485有線通訊地址范圍：0—255。

(3)通信距離：井口微功率無線通信距離0T50叫GPRS

無線通信無限制。

(4)適用環(huán)境溫度：-30℃~80℃。

(5)適用相對濕度：10%?90%,不結(jié)露。

(6)通過微功率無線方式可以處理以下重要參數(shù)：油壓、

套壓、回壓、溫度、油管注水流速、油管注水流量，套管注水

流速、套管注水流量、油管的設(shè)定流速和套管的設(shè)定流速以及

相關(guān)報(bào)警參數(shù)等。

(7)可使用GPRS通信網(wǎng)絡(luò)無線傳輸數(shù)據(jù)。

?微功耗無線壓力變送器

如圖5-5-2-2所示的微功耗無線壓力變送器為我公司專利產(chǎn)品,

該變送器負(fù)責(zé)接收測控主機(jī)指令，完成油壓、套壓、干線壓力

等壓力數(shù)據(jù)的測量和傳送；具有數(shù)字顯示功能，便于現(xiàn)場觀察

及設(shè)置，可以在現(xiàn)場設(shè)定采集間隔、數(shù)據(jù)發(fā)送間隔、報(bào)警上下

限等參數(shù)。變送器采用“微功耗”設(shè)計(jì)理念，進(jìn)行了電路設(shè)計(jì)、

用電管理、通信協(xié)議的優(yōu)化；采用微發(fā)射功率和高靈敏度接收

策略；具有電池電量實(shí)時(shí)在線監(jiān)測功能，低于設(shè)定值自動(dòng)報(bào)警,

提醒用戶及時(shí)更換電池；嚴(yán)格按照國家無線電管理委員會(huì)對民

27

用無線控制裝置的技術(shù)要求生產(chǎn)，使用不受限制的433MHz公

用頻道，不必申請專用頻率；采用碼分多址調(diào)制方式，允許在同

一區(qū)域多部設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)而不會(huì)相互干擾；數(shù)據(jù)可靠傳輸距

離可達(dá)0J50米。其具體技術(shù)指標(biāo)如下：

圖5-5-2-2無線壓力變送器

(1)測量精度：0.5級；

(2)供電電池：一次性鋰電池，電池壽命可達(dá)2年以上；

(3)靜態(tài)功耗：小于45AA；

(4)通信距離：微功率短距離無線通信距離0-150叱

?(5)適用溫度：-30℃?80℃；

?智能流量控制器

如圖5-5-2-3所示，智能流量控制器由低扭矩磨輪式調(diào)節(jié)

閥與流量計(jì)組成的。該裝置中的流量計(jì)內(nèi)部集成了電機(jī)控制算

法，流量、流速數(shù)據(jù)的采集和傳送以及注水井日配注水量的動(dòng)

態(tài)調(diào)控等程序。其特點(diǎn)如下：

流量計(jì)采用電子液晶中文顯示，具有瞬時(shí)流量、累計(jì)流量

及日歷顯示；

采用EEPR0M數(shù)據(jù)存儲技術(shù)可防止數(shù)據(jù)丟失；

28

同時(shí)具有內(nèi)部與外部按鍵，通過外部按鍵可設(shè)定日注水

量；

可同時(shí)輸出流量脈沖信號及調(diào)節(jié)閥開度反饋信號；

具有RS485通訊接口，可實(shí)現(xiàn)雙向通訊控制及無線遠(yuǎn)傳控

制功能；

具有超流量保護(hù)及流量計(jì)故障限流功能；

流量計(jì)量采用磁電式流量計(jì)，無可動(dòng)部件、耐高壓沖擊；

采用了先進(jìn)的磨輪調(diào)節(jié)技術(shù)，在高壓下實(shí)現(xiàn)低扭矩，高

安全性和密封性；

圖5-5-2-3智能流量控制裝置

智能流量控制器中的磨輪式調(diào)節(jié)閥較之傳統(tǒng)形式的調(diào)節(jié)閥有著

諸多的優(yōu)點(diǎn)，傳統(tǒng)形式的調(diào)節(jié)閥一般采用螺紋閥桿升降式結(jié)構(gòu),

調(diào)節(jié)流量費(fèi)力耗時(shí)，閥座易堵易卡，關(guān)閉不嚴(yán)，使用壽命短等

缺陷。而磨輪式調(diào)節(jié)閥，設(shè)計(jì)了兩塊各帶有二個(gè)圓孔的磨輪相

對作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過改變介質(zhì)的流通截面積，進(jìn)行調(diào)節(jié)流量，

工作原理如圖5.5.2?4所示，其結(jié)構(gòu)原理如圖5.5.2?4所示。介

29

質(zhì)流體從閥門的進(jìn)口端進(jìn)入閥腔內(nèi)，假設(shè)閥門正在關(guān)閉狀態(tài)，

如圖5.5.2.4(a)所示，兩磨輪上的節(jié)流孔處于垂直相向位置，流

道被完全堵死；隨后當(dāng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)開始轉(zhuǎn)動(dòng)一定的銳角隹度,

并通過閥桿的連接傳遞，使動(dòng)磨輪也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)銳角，這

時(shí)兩個(gè)磨輪的相對位置就形成了如圖5-5-2-4(b)所示，工作面

上的流道為兩個(gè)月牙孔，流體通過兩月牙孔被分成兩股支流，

以后再合并為一股從閥門的出口處流出。

調(diào)節(jié)流量的大小也就是使閥桿在90°角度之間的任意轉(zhuǎn)動(dòng)，改

變由兩塊動(dòng)、靜磨輪組成的流道流通面積的大小來實(shí)現(xiàn)的，其

工作面上流道變化的全過程就似天體月亮的圓缺變化的模樣，

當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)繼續(xù)轉(zhuǎn)至全開位置時(shí)，流道被完全打開，工作面上

的流道截面好像兩顆滿月的月亮，(如圖5-5-2-4C)所示。另外,

閥門在工作中，流體對磨輪產(chǎn)生了一定的壓力，使得動(dòng)、靜磨輪

始終緊貼在一起，更加強(qiáng)了工作面的氣密性，就在逆流工況時(shí),

也具良好的密封性能。

30

動(dòng)輪動(dòng)輪

在該裝置中，電機(jī)捽制算法集成到流量計(jì)中，流量計(jì)與調(diào)節(jié)閥

自構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)的控制回路，當(dāng)流量計(jì)接收到RTU發(fā)出的日

配注和流速調(diào)節(jié)時(shí)，流量計(jì)通過PID算法控制調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)到符

合控制精度要求的開啟度，其控制框圖如所示。采用這種小閉

環(huán)調(diào)節(jié)，有效地降低了數(shù)據(jù)傳輸量，增大了調(diào)節(jié)的實(shí)時(shí)性和可

31

靠性，這也是流量控制裝置能自主根據(jù)干線壓力變化調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)

閥的開啟大小。此外,PID控制算法已經(jīng)固化在流量計(jì)中的信息

處理芯片中。表5-5-2-6為整個(gè)智能流量控制器參數(shù)表。

表5-5-2-6智能流量控制器參數(shù)

型號

LDZ-15LDZ-25LDZ-50LDZ-80

項(xiàng)目

公稱口徑（nun）15255080

公稱壓力（MPa）1.6-42

允許最大壓差（MPa）32

最大輸出扭矩lOONm

流量調(diào)節(jié)范圍（〃//介）

0.1?20.4?82.5?505-100

計(jì)量精度等級0.5；1.0

控制精度見圖5-5-2-7

工作電源DC24V

啟動(dòng)電流（最大）1.75A

動(dòng)態(tài)電流300mA

靜態(tài)電流4mA

電機(jī)額定功率10W

流量計(jì)工作電流100uA

閥體材料WCB；SIS316

閥芯材料（磨輪）SUS401

連接方式法蘭GB/T9115.4-2000

電氣接口M20X1.5

防爆等級/防護(hù)等級ExdIIBT4/IP68

32

拄制精度(％)

圖5-5-2-7智能流量控制器控制精度曲線

?光伏供電系統(tǒng)

在注水井流量遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)采用的光

伏供電系統(tǒng)中，供電持續(xù)性是最為關(guān)鍵技術(shù)之一。光伏供電系

統(tǒng)由太陽能電池板、太陽能充電控制器、蓄電池(組)組成。

為確保電力供電持續(xù)性，我們在原注水井自動(dòng)計(jì)量與監(jiān)測系統(tǒng)

基礎(chǔ)之上添加了一塊太陽能板和蓄電池，也就是目前該系統(tǒng)采

用了兩塊20W的太陽能電池板和兩節(jié)12Ah、12V的蓄電池為RTU、

無線遠(yuǎn)傳設(shè)備和智能流量控制器提供動(dòng)力電源。如圖5-5-2-8

所示光伏供電系統(tǒng)使用外觀圖。

33

圖5-5-2-8所示光伏供電系統(tǒng)使用外觀圖

為保證光伏供電系統(tǒng)的持久性和可靠性，我們對系統(tǒng)做了

如下一些改進(jìn)：

(1)選用低扭矩磨輪式閥門，降低電機(jī)負(fù)荷，使一套光伏

供電系統(tǒng)能同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩臺流量控制，有利于地面分注井實(shí)施。

(2)低于電池電壓工作下限值，暫時(shí)關(guān)閉流量調(diào)節(jié)功能，

蓄電池電壓符合要求時(shí)，打開流量調(diào)節(jié)功能，避免蓄電池過度

放電致使蓄電池永久性損壞。

(3)采用“低功耗”設(shè)計(jì)理念，降低系統(tǒng)靜態(tài)功耗，延長

電池供電時(shí)間，提高電池使用壽命。

后臺配置：

水井計(jì)量專用服務(wù)器及其配套程序

截至目前，我們在油水井計(jì)量應(yīng)用服務(wù)器技術(shù)不斷的升級,

在注水井應(yīng)用方面，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了如下功能：

(1)根據(jù)用戶設(shè)定采集間隔發(fā)送采集指令自動(dòng)采集和數(shù)據(jù)

存儲;

34

（2）運(yùn)行GPRS數(shù)據(jù)管理中心程序，通過油田公司數(shù)據(jù)網(wǎng)

美,與油水井測控主機(jī)（RTU）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；

（3）處理客戶端指令，對RTU進(jìn)行設(shè)置和控制；

?（4）進(jìn)行報(bào)警信息處理，并利用油田短信平臺根據(jù)設(shè)

定的關(guān)聯(lián)短信功能向相關(guān)人員發(fā)送報(bào)警短信；

?（5）具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲和處理功能，可以同時(shí)保留

每口油水井的所有數(shù)據(jù)，用戶可以根據(jù)工作需要進(jìn)行

報(bào)表、打印等操作和功能。

?控制終端

水井基本數(shù)據(jù)、水井測控設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警參數(shù)設(shè)置。包

括：

（1）設(shè)備編號的設(shè)定，監(jiān)測時(shí)間的設(shè)定，遠(yuǎn)程參數(shù)的設(shè)定

與修改，監(jiān)控設(shè)備的添加、刪除，精度系數(shù)的修正等；

（2）根據(jù)用戶設(shè)定采集間隔發(fā)送采集指令自動(dòng)采集和數(shù)據(jù)

存儲：

（3）處理客戶端指令，對RTU進(jìn)行設(shè)置和控制；

（4）井口壓力、流量手動(dòng)即時(shí)采集；

（5）警報(bào)關(guān)聯(lián)短信設(shè)置；

?（6）歷史資料的查詢，具有井口壓力、流量數(shù)據(jù)、報(bào)

警信息等數(shù)據(jù)及圖表、曲線的查詢。

?后臺數(shù)據(jù)庫展示平臺

（1）可以實(shí)時(shí)顯示設(shè)備狀態(tài)，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)實(shí)

時(shí)傳入服務(wù)器，打開相關(guān)界面可實(shí)時(shí)顯示該井的工作狀態(tài)數(shù)據(jù),

如井口壓力、流量數(shù)據(jù)等（如下圖所示）；