采油系统建设方案

（一）测试仪表实训系统体系结构

该仿真实训系统由典型采油过程装置（1路自喷井仿真装置、1路抽油井仿真装置、配

水间和计量站、水套炉等）、RTU和SCADA中控室组成，如图1所示。

自喷井和抽油井仿真装置模拟实际采油树，并安装有各类现场仪表和检测传感装置，采

用多管流程与计量站仿真装置相连。计量站仿真装置完全模拟实际计量站，实现自动选井和

油气计量。

配水间仿真装置模拟真实配水间流程，实现两路配水，可实现注水压力和流量采集。

为方便学员掌握和学习每个装置的自动化操作，采油自动化实训系统配置有采油井

RTU、配水间RTU和计量站RTU，各RTU之间互不干扰。

学员可在SCADA中控室监测采油过程参数和进行各类自动化操作，教师可在教师机设置

典型自动化采油故障工况，并由学员加以判断和处理。

RTU

图1采油工艺仿真培训系统网络结构

（二）各仿真装置介绍

该实训系统设计本着从工程化、参数化、现代化、开放性和培养综合性人才的原则出发，

模拟采油工艺过程，设置有完整的采油工艺流程仿真装置，在装置中采用了在采油开采现场

常用的检测控制装置，并对各典型装置（自喷井、抽油井、配水间、计量站、水套炉）配置

有控制RTU，并将信号传输到SCADA中控室进行远程数据采集与控制。

该实训系统的工艺流程图如附图1和附图2所示，附图1包括采油树检测控制模拟实训

装置、计量站模拟实训装置和水套炉模拟实训装置等重要组成部分，附图2是配水间模拟实

训装置的工艺流程图。

2.1采油树检测控制模拟实训装置

（1）采油树模拟实训对象系统

采油树模拟实训对象仿工业设备结构，具有较强现场设备感和丰富的设备种类。设备仪表均采用易于拆装式，便于学员进行实物拆装和操作。

包括：

•采油树；

•各种检测仪表；

•管道及阀门：DN25和DN20工业不锈钢管道；永德信铜球阀及闸阀阀门；

•辅助设备：储油罐、地层油罐。

采油树模拟实训装置示意图如图所示。

采油树模拟装置示意图

（2）采油树模拟系统工艺流程

流程介绍：

①自喷采油---地层油-→泵P101提供输油动力给自喷井采油树---→输油管路到计量站-→三通阀D102实现单井分别计量--→分离器实现油气分离-→平衡罐--→经过水套炉进行加热--→储油罐。

②机械采油---地层油-→泵P201提供输油动力给抽油井采油树---→输油管路到计量站-→三通阀D104实现单井分别计量--→分离器实现油气分离-→平衡罐--→经过水套炉进行加热--→储油罐。

2.2配水间模拟实训装置

（1）配水间仿真实训对象系统

配水间仿真实训对象仿工业设备结构，具有较强现场设备感和丰富的设备种类。

包括：

•水箱；

•管道及阀门：DN25和DN20工业不锈钢管道；永德信铜球阀及闸阀阀门；

•多套压力、流量等检测仪表。

配水间模拟实训装置示意图如图所示。

配水间模拟实训装置示意图

（2）配水间工艺流程

配水间的工艺流程如附图2所示。

流程介绍：水箱-→提供两路配水管路-→注水井水箱，实现配水管路的流量和压力的采集。

流量检测装置有文丘里流量计和涡轮流量计；使学生能了解和掌握各类典型流量计。压力检测装置包括现场压力指示仪表和压力变送器。各现场变送器通过配水间RTU实现远程数据采集和控制。

2.3计量站模拟实训装置

（1）计量站模拟实训对象系统

计量站模拟实训对象仿工业设备结构，具有较强现场设备感和丰富的设备种类。

包括：

•平衡罐；

•分离器；

•各种检测仪表；

•管道及阀门：DN25和DN20工业不锈钢管道；永德信铜球阀及闸阀阀门。

（2）计量站工艺模拟流程

流程介绍：单井计量---设置单井三通阀选通状态-→ D101关闭，D103打开-→液位上升至LAL101,F2闭合，RTU计时-→液位上升至LAH101，F1闭合，RTU停止计时-→D101打开，D103关闭，开始压油-→平衡罐。

通过采油及计量站仿真实训装置，学员可模拟实际采油树进行相关操作，观察采油井的油压、油温等的变化，实现各井的自动化计量。

2.4水套炉模拟实训装置

水套炉工艺模拟装置主要提供有供气调节阀门，在水套炉内部配置有电加热装置实现水套炉的温度控制。同时配置有水套炉内部液位检测装置。

（1）、水套炉模拟对象系统

水套炉模拟实训对象仿工业设备结构，具有较强现场设备感和丰富的设备种类。

包括：

•水套炉

•电加热装置

•管道及阀门，包括供气管路和输油管路以及供气调节阀

•温度等检测装置。

水套炉模拟实训装置示意图如图所示。

水套炉模拟实训装置示意图

（2）、水套炉流程工艺

该实训系统的水套炉结构设计如附图4所示。

水套加热炉由水套、炉膛、火咀、沸腾管四个部分组成，是间接加热的油田常用加热设备。燃料在火筒中燃烧后，产生的热能以辐射、对流等传热形式将热量传给水套中的水，使水的温度升高，并部分汽化，水及其蒸汽再将热量传递给油盘管中的原油，使油获得热量，温度升高。

2.5RTU网络结构和组成

如图所示，系统采用德国Siemens PLC作为采油自动化RTU，采油井、配水间和计量站RTU通过PROFIBUS总线相连，系统配置有以太网通讯模块，可与多台操作员站进行数据通讯和IO控制。