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北京九州云海科技有限公司
JZ-DCS煤层气排采自动化系统简介
一、概述
煤层气井口排采主要设备包括套管、螺杆泵+电机、排水管路、天然气管路、阀门等,如下图1所示。为了实现对煤层气排采过程的控制与调度的自动化、同时减少操作人员的劳动强度、能节约人力、财力资源、降低运营成本,我公司研制生产的JZ-DCS煤层气排采自动化系统对以现场的运行设备进行监测和控制,实现数据采集、设备控制、测量、参数调节、各类信号报警及数据远传、共享、集中管理等各项功能。
图1
二、自动化系统组成
如图2所示,自动化系统由现场测控单元、现场终端、无线网络传输系统、远程终端组成。
现场测控单元
现场测控单元由控制终端和各类执行器及传感器等组成,实时进行采集、处理、控制、无线传输等工作。
主要功能如下:
采集现场的井下压力、温度、套内压力等传感器数据,并计算显示。
采集变频器的电压、电流、频率等参数,并计算显示。
采集现场气体流量、水流量(瞬时和累计),并计算显示。
可接受现场及远程终端指令,远程控制电机的启停操作。
可接受现场及远程终端指令,设置变频器的频率,从而达到控制电机转速的目的。
根据现场及远程终端设定的水位高度,达到水位恒定的自动闭环控制,实现自动降液。
现场终端
现场终端主要通过数字化、图形化的方式显示现场监测到的各类传感器的数据,并具有分析、处理、以及控制等功能,便于现场工作人员的数据查看、分析和操作。
无线网络传输系统
该部分主要完成井场现场数据与远程终端之间的桥梁作用,用于实现无线数据采集功能。该部分主要包括无线数据传输装置、GPRS网络、底层数据传输采集系统组成。因考虑到实际现场的GPRS信号可能比较弱的特点,系统可以选配GPRS信号放大处理装置,或选用北斗卫星、欧洲海事卫星进行数据通讯。
远程终端
该部分主要完成现场数据的采集、处理、分析、存储等工作,以及对数据的网络发布功能,便于各级部门对于数据浏览功能的实现。
主要功能如下:
实时数据监测显示
显示井下压力、温度、水量、气量、井口压力、电压、电流、频率等信息。
远程控制功能
可远程设定水位深度调节策略,远程控制电机的转速,通过设定电机转速实行电机的启停。
系统信息管理
配置系统主要信息参数,包括井信息、报警限信息、GPRS信息、时间信息(采集、存储等时间)、用户信息、权限信息等主要信息数据,并可配置水位深度调节策略(水位与电机转速的对应表)。
数据报表功能
自动生成日报、月报、年报,并进行报表统计、打印。
数据存储备份功能
系统提供数据备份能力,可以方便的对数据库数据进行管理。
系统扩充升级功能
系统具有开放的数据接口,方便后期监测点的增加和扩容。
系统安全认证功能
权限设置提供完善的安全认证,非法用户不能进入系统,合法用户根据权限可进行相应的操作。
设备故障报警功能
可以设置参数的报警上下限值,系统将根据上下限值的判断自动将故障信息弹出,及时提醒操作人员,并以声音报警的形式体现。
图 2
终端界面介绍:
钻井数据
气体流量图形
三、系统设计
1、工控级通用控制器主要部件选型设计
现场测控单元主控制器
主控制器选用西门子系列可编程控制器,该控制器可扩展多个I/O模块、模拟量输入/输出模块、通讯模块等。
变频器
变频器选用西门子品牌。
无线数据传输模块
无线数据传输采用西门子 MD 720-3 模块,该模块通过串行端口与S7-200控制器相连接,可实现以下功能:
电话服务;
通过GSM、3G网络或卫星信号网络进行数据传输;
当出现故障时发送消息报警;
远程监控主控制器。
现场终端
现场终端采用西门子7英寸的触摸屏。
工业电源
选用MW系列电源或西门子SITOP系列电源,24V / 2A 输出,给PLC、传感器、HMI等供电。
压力传感器
井下压力传感器采用高品质压力、温度传感器,该传感器既然可以测量套内的气体压力,又可以用来测量井下水的液位。
2、安全性可靠性设计
防爆设计
防雷设计
防尘防潮设计
系统冗余设计
我公司研制生产的JZ-DCS煤层气排采自动化系统现已用于山西晋城、河北张家口等地的煤层气开采,用户评价:系统稳定可靠,自动化程度较高,技术服务及时、全面。
JZ-DCS煤层气排采自动化系统价格清单
名称
型号
数量
单位
单价
金额
备注
(元)
(元)
井口压力传感器
JZYH-JKYL-5
1
个
2500
2500
管道压力传感器
JZYH-JKYL-2
1
个
2500
2500
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