摘要：针对苏里格气田井场分布“散”、“偏”、“远”，以及地面建设工程施工条件有限和环境恶劣，施工难度增大，施工周期长等问题，研制了集工艺、发电、监测、控制于一体的橇装化装置，实现工厂预制化，缩短建设周期，简化现场安装、提高了质量，加快气田地面建设。
关键词：苏里格气田；井场；一体化集成装置；橇装化；
苏里格气田是中国陆上最大的整装气田。随着气田规模增大、井数增多，为提高设计效率，缩短施工周期，提高施工质量，在井场标准化设计的基础上，研制集“独立运行、智能开关井、压差发电、动态监测、智能报警”等功能为一体的井场一体化橇装设备，适应各种工况气田建设。
1.井场一体化橇装装置［1］～［3］
集“集气、远程/自动开关井、高低压紧急截断、两相计量、压差发电和动态监控”6项功能的天然气井场橇装装置，可实现“独立运行、智能开关井、动态监测、智能报警”，实现井场无人值守、远程控制。目前苏里格气田已设计标准化井场系列35种，其中涉及水平井的井场类型11种，根据现场建设情况，选择应用最多的H2井场（由两口水平井组成）作为本次研发装置。
1.1装置组成
本装置由集气发电装置和电控柜两部分组成。集气发电装置由电动针型节流阀、高低压紧急截断阀、两相流量计、发电盒子等主要设备组成，实现“独立运行、智能开关井、远程关断、压差发电、动态监测、智能报警”等功能；电控柜集电气、仪表、通信于一体，由电源控制系统、RTU、数传电台、胶体蓄电池组、太阳能电池板等主要设备组成，具有供电、数据采集、控制、数据无线传输等功能，满足电子巡井、智能开关井、远程截断等井场智能化管理的要求。
1.1.1集气发电装置
集气发电装置2座水平井井口接天然气，分别设置电动角式节流阀、高低压紧急关断阀和流量计，串接后统一输往采气干管输至集气站，采气干管设置旁通经压力能发电装置进行发电，供装置用电。高低压紧急截断阀及上游管线设计压力为25MPa；高低压紧急截断阀下游设计压力为6.3MPa，工作压力1.0～3.5MPa。环境温度为-30.0℃～38.6℃。H2井丛平均产量按8.0×104m3/d，单口井产量按4.0×104m3/d。
1.1.2电控柜
电控柜对井场供电系统、自控系统及通信系统进行集成与简化，将数字化井场的供配电、自动控制、视频监控、通信等设备集成并组合。
（1）供配电系统：电源系统由差压发电、太阳能发电、电源综合监控、冗余型控制系统、差压优先级、自动充电系统、储能式蓄电池组、电池保护系统、柜内保温系统及馈出系统组成。装置设差压发电和太阳能发电相结合方式，正常运行时主要依靠差压发电，太阳能系统退出；差压发电装置退出后自动转换为太阳能供电；当差压发电及太阳能均不能供电时由蓄电池组继续提供不间断直流电源。所有转换均为零切换。
（2）自控系统：工艺装置生产过程数据采集及自动控制，传至上级管理系统，实现井场的远程监控。
（3）通信系统：采用数传电台，将生产数据、视频信号对外通过无线信号上传至上级站场。
1.2关键技术
井场一体化集成装置采用了“实时动态检测技术、智能开关技术、压差发电+太阳能互补技术”等关键技术。
1）实时动态检测技术
对井场一体化装置的关键运行参数进行检测，实时掌控生产运行情况，确保装置处于安全、可控状态。主要包括：①单井油压、套压检测及油压超限报警；②井口高低压截断阀信号控制和阀位状态信息检测；③单井流量、压力、温度检测。
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2）智能开关技术
智能开关井即远程控制高低压紧急截断阀和可调节的电动针阀，实现远程开关。
紧急截断阀适用于天然气输气管线的快速关闭型机械式安全截断装置。当管线出现压力异常现象时，该阀门将迅速完成截断动作，而一旦截断，则不能自动复位；只有故障解除后、且阀门采集到控制压力处于正常状态的信号时，方可通过现场手动或远程控制将截断阀打开；该阀也可远程控制关闭。
电动调节针阀主要用于主控系统下达开关井指令后，完成智能调节开井及关井任务。该阀根据控制信号和当前阀位决定电机的动作方向，当达到指定阀位后输出相应的开关量输出触点信号。行程开关限制输出轴的转动极限位置，力矩开关限制输出力矩，当达到或超过设定位置或设定力矩时将切断电机电流以保护负载和阀门。
3）压差发电+太阳能发电技术
由于井口分散，位置较偏僻，无法连接市电，井场采用压力能+风能电源，互为备用，提供不间断电源。采用星旋式气体压力能回收装置将天然气压力能转换为电能，为采气井口设备提供持续的电源，不仅解决困扰井口设备持续用电的难题，而且电能的来源是天然气自身的压力能，不会消耗天然气的化学能，对天然气的采集及输送也无任何影响。
1.3装置特点
（1）装置可根据各气井的生产需求进行个性设置，并实现气井远程开、关和流量调节。
（2）装置采用压力能+太阳能发电技术，满足井场用电需求，提高井场发电安全可靠性。
（3）装置采用两相流量计，连续实时在线自动测量单井产气量、产液量。
（4）装置实现工厂预制化，保证安装质量，缩短现场调试安装周期。
（5）装置采用密集布置，装置面积仅9.75m2，实现节约、集约用地。
（6）装置上设置接线箱，对外只需接2根电缆即可，减少电缆敷设量80%，既优化了安装，又减少连接的电缆，降低投资。
（7）装置统一采购、统一标准、统一技术参数，保证装置运行可靠性，方便采购、安装、更换、维护。
2.平面优化
采用井场一体化集成装置，优化H2井场布局，井场占地面积由0.52亩减少到0.375亩。
3.结论
通过井场一体化集成装置的应用，实现了苏里格气田井场的橇装化建设，对进一步推广智能化、数字化管理技术，在气田大规模建设中彰显出它的优势，取得了显著的成效：
（1）井场一体化集成装置既满足采气工艺要求，又可以在工厂预制完成井场地面建设，提高产品质量和服务水平，可在采气现场快速安装搬迁。
（2）实现“智能开关井、远程关断、压差发电、动态监测、智能报警”，满足井场的智能化管理，降低现场操作人员配员及工作量。
（3）井场占地面积减少11％以上。
参考文献：
[1] 王登海，杨家茂，石万里，等.致密气藏低成本地面工艺优化简化技术－以苏里格气田为例[J].天然气工业，2014，34（3）：126-130.
[2] 朱天寿，王登海，石万里，等.天然气集气一体化集成装置的研制与应用[J].石油规划设计，2014，25（25）：24-26.
[3] 朱天寿，刘袆，周玉英，等.苏里格气田数字化集气站建设管理模式[J].天然气工业，2011，31（2）：9-11.
作者简介：
王莉华，1982年生，女，工程师，硕士，2008年毕业于西南石油大学油气储运工程，现从事气田地面工程规划设计工作。
论文作者:王莉华,张璞,安维杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/25
标签：井场论文; 装置论文; 气田论文; 智能论文; 天然气论文; 压力论文; 井口论文; 《基层建设》2018年第8期论文;