油井液面智能監(jiān)測系統(tǒng)征求意見稿

ICS75.180.10CCSE92中國中/CASME小商業(yè)企業(yè)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)MEXXXXIntelligentmonitoringsystemofoilwellliquidlevel(征求意見稿)IT/CASMEXXXX—2023前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14縮略語 25產(chǎn)品分類 26主要組成 27型號和參數(shù) 38技術(shù)要求 49試驗(yàn)方法 610檢驗(yàn)規(guī)則 911標(biāo)志、隨機(jī)文件、包裝、運(yùn)輸、貯存 10附錄A(規(guī)范性附錄)試驗(yàn)用儀器設(shè)備及要求 12T/CASMEXXXX—2023前言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布單位不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本文件由西安海聯(lián)石化科技有限公司提出。本文件由中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會歸口。本文件起草單位：西安海聯(lián)石化科技有限公司、中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司油氣工藝研究院、高新興創(chuàng)聯(lián)科技有限公司、西安洛科電子科技股份有限公司、庫爾勒施得石油技術(shù)服務(wù)有限公司、陜西埃菲克能源科技有限公司。本文件主要起草人：張乃祿、劉廣勝、張鈺哲、甘慶明、吳宜超、蘭孟平、白彥明、金鐘輝、任俊1T/CASMEXXXX—2023油井液面智能監(jiān)測系統(tǒng)1范圍本文件規(guī)定了油井液面智能監(jiān)測系統(tǒng)的術(shù)語和定義、縮略語、產(chǎn)品分類、主要組成、型號和參數(shù)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、隨機(jī)文件、包裝、運(yùn)輸及貯存。本文件適用于對油田、氣田等液面與套壓檢測并進(jìn)行綜合動態(tài)分析處理的油井液面智能監(jiān)測系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T191包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志GB/T2423.1電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)A：低溫GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)B：高溫GB/T2423.3環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Cab：恒定濕熱試驗(yàn)GB3836爆炸性環(huán)境GB/T3836.1爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求GB/T3836.2爆炸性環(huán)境第2部分：由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備GB/T4208外殼防護(hù)等級(IP代碼)GB/T7251.1低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分:總則GB/T9969工業(yè)產(chǎn)品使用說明書總則GB/T13306標(biāo)牌GB/T13384機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件SY/T5102石油勘探開發(fā)儀器基本環(huán)境試驗(yàn)方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1利用油井套管伴生氣或壓縮氣體產(chǎn)生瞬間聲爆，形成液面測試聲波，對其聲波接收處理，完成油井液面檢測，實(shí)現(xiàn)油井液面實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測的智能化系統(tǒng)。3.2el2T/CASMEXXXX—2023抽油井正常生產(chǎn)時(shí)，油管和套管環(huán)形空間的液面。注：液面位置：用該液面到井口的深度表示，或從井口到油層面上部飽和層的深度表示。3.3石油套管，保證鉆井過程進(jìn)行和完井后整個(gè)油井的正常運(yùn)行，用于支撐油、氣井井壁的鋼管。3.4在鉆探完成后將原油和天然氣從油氣層運(yùn)輸?shù)降乇淼墓艿馈?.5asingpressure油管與套管之間的環(huán)空壓力。3.6利用壓縮氣體對套管內(nèi)環(huán)空放氣，產(chǎn)生測量聲波的過程。3.7利用套管內(nèi)伴生氣對外放氣，產(chǎn)生測量聲波的過程。4縮略語下列縮略語適用本文件：MTBFMeanTimeBetweenFailure平均故障間隔時(shí)間RTURemoteTerminalUnit遙測單元5產(chǎn)品分類根據(jù)應(yīng)用場景的不同，油井液面智能監(jiān)測系統(tǒng)可分為：a)油井液面分布式監(jiān)測系統(tǒng)檢測控制和井口儀表分離結(jié)構(gòu)，油井連續(xù)監(jiān)測的液面智能測控裝置；b)油井液面集散式監(jiān)測系統(tǒng)一機(jī)多井模式，即叢式井場或大井組油井分散采集，井場集中監(jiān)測的液面智能測控裝置；c)油井液面移動式監(jiān)測系統(tǒng)依據(jù)需求可移動的連續(xù)監(jiān)測的液面智能測控裝置。6主要組成3T/CASMEXXXX—2023油井液面智能監(jiān)測系統(tǒng)的主要組成部件見表1。表1油井液面智能監(jiān)測系統(tǒng)主要組成部分模塊部件井口裝置井口儀表井口防爆箱控制箱液面監(jiān)測控制器專用壓縮氣泵井場智能遙測模塊服務(wù)器液面監(jiān)測后臺服務(wù)器軟件系統(tǒng)自適應(yīng)油井液面實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)分布式油井液面實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)集散式油井液面實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)高含氣油井液面泡沫修正軟件油田智能監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)平臺軟件鉆井液面智能監(jiān)測平臺7型號和參數(shù)7.1型號7.1.1命名油井液面智能監(jiān)測系統(tǒng)的型號命名由企業(yè)名稱代號簡稱，工作模式、通信模式、供電模式和產(chǎn)品類型的代號組成。XX XX 7.1.2代號說明代號說明見表2。表2代號說明產(chǎn)品類型供電模式通信模式工作模式企業(yè)名稱代號簡稱分類代號說明工作模式I：內(nèi)爆；O:外爆；A:自適應(yīng)(內(nèi)外爆自動切換)；T:內(nèi)外爆(手動切換儀表頭)。通信模式G:公網(wǎng)(2G,3G,4G,5G)；W:內(nèi)網(wǎng)(WIFI)；Z：無線Zigbee；R:有線RS485；L：本地處理。供電模式A:交流電源；D:直流電源；S:太陽能供電；C:蓄電池供電。產(chǎn)品類型C:一體化；D:分布式；E:集散式；F:便攜式；Y:移動式；G:綜合測試儀；H:試油；Z:鉆井；X:修井；Q:氣井。4T/CASMEXXXX—20237.1.3示例XX公司生產(chǎn)的外爆、4G通信、交流供電，分布式的液面智能監(jiān)測系統(tǒng),表示為：XXOGA-D。注：HLOGA-D，為：西安海聯(lián)石化外爆公網(wǎng)通訊交流供電分布式液面智能檢測系統(tǒng)。7.2基本參數(shù)產(chǎn)品的基本參數(shù)應(yīng)符合表3所示。表3基本參數(shù)項(xiàng)目基本參數(shù)分布式監(jiān)測系統(tǒng)/集散式監(jiān)測系統(tǒng)移動式監(jiān)測系統(tǒng)全量程型有壓型液面測量范圍20m~2500m(±3‰)20m~3500m(±3‰)20m~2500m(±3‰)套壓測量范圍0MPa~5MPa(±2‰)0.2MPa~10MPa(±2‰)0MPa~5MPa(±2‰)工作模式壓縮氣體或套管氣產(chǎn)生聲源套管氣產(chǎn)生聲源壓縮氣體或套管氣產(chǎn)生聲源防護(hù)等級IP66防爆等級ExdⅡCT6Gb承壓范圍0MPa~10MPa-注：誤差值，均為滿量程誤差。8技術(shù)要求8.1外觀8.1.1油井液面智能監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)符合本文件的要求，并按照經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的工藝及技術(shù)文件制造。8.1.2系統(tǒng)各部分應(yīng)齊全完整，儀表殼體表面應(yīng)光潔、平整，無劃痕、毛刺、坑洼、油污、銹蝕及其他機(jī)械損傷。8.1.3外殼上應(yīng)有明顯接地標(biāo)志，防爆等必要標(biāo)志應(yīng)鮮明、清晰。8.1.4產(chǎn)品所用電纜應(yīng)排列整齊、編號清晰、避免交叉，并應(yīng)固定牢固。8.2結(jié)構(gòu)要求8.2.1井口裝置與套管節(jié)頭螺紋連接應(yīng)牢固可靠、密封、不松動。8.2.2產(chǎn)品緊固件應(yīng)無松動，開關(guān)、按鍵應(yīng)靈活。8.2.3儀器的可移動部分，應(yīng)適應(yīng)振動環(huán)境條件。8.3功能8.3.1井口裝置功能8.3.1.1采用分布式結(jié)構(gòu)，聲源裝置和發(fā)聲、測聲裝置分離，井口裝置密封防爆，防止井口氣體和硫化氫進(jìn)入井口裝置非管道部分。8.3.1.2井口裝置電源應(yīng)在安全電壓范圍，建議優(yōu)選DC12V，DC24V。8.3.1.3對油井套管有壓和無壓均可測量，內(nèi)外爆能自動切換，適合套管口開放生產(chǎn)和套管氣回收生產(chǎn)模式。5T/CASMEXXXX—20238.3.1.4智能儀表功能包括：a)測量狀態(tài)實(shí)時(shí)記錄檢測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)能存儲、傳輸及分析；b)通過網(wǎng)絡(luò)將測量過程數(shù)據(jù)傳輸至固定的服務(wù)器或客戶指定服務(wù)器；c)測量過程故障信息及時(shí)報(bào)警，過程數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。8.3.2控制箱功能8.3.2.1本地顯示功能，實(shí)時(shí)查看動液面測量數(shù)值。8.3.2.2方便與抽油機(jī)控制器等聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)智能采油控制。TU8.3.3.1井場范圍信號穩(wěn)定傳輸。8.3.3.2通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字化油田系統(tǒng)友好連接、融合。8.3.4服務(wù)器功能8.3.4.1能處理液面監(jiān)測、故障診斷、油井工況診斷、故障預(yù)警。8.3.4.2自動匹配適應(yīng)不同油田和井況的模型數(shù)據(jù)。8.3.4.3提供原始液面、接箍波形、液面波數(shù)據(jù)。8.4性能指標(biāo)8.4.1參數(shù)測量8.4.1.1液面測試液面測試應(yīng)符合表4要求。表4液面測試參數(shù)套管壓力/MPa可測液面深度/m最大允許誤差0~0.220~25000.2~520~35008.4.1.2套壓測試套壓測試范圍為0MPa~5MPa，套壓測試精度為±2‰。8.4.1.3耐壓測試最大安全壓力并穩(wěn)定10min狀態(tài)，各部件應(yīng)無永久變形現(xiàn)象，所有型號井口裝置的最大安全壓力均為10MPa。8.4.2防爆性能防爆區(qū)域使用的儀器或設(shè)備，其防爆結(jié)構(gòu)應(yīng)符合GB/T3836.1、GB/T3836.2的規(guī)定。8.4.3防護(hù)等級配電系統(tǒng)和儀表裝置的防護(hù)等級為IP66。8.4.4傳輸性能6T/CASMEXXXX—2023系統(tǒng)自動連續(xù)測試過程中，不得出現(xiàn)測試數(shù)據(jù)傳輸中斷現(xiàn)象。8.5電氣安全性8.5.1絕緣性能主機(jī)外殼與電控柜電源之間的絕緣電阻(冷態(tài))應(yīng)不小于30MΩ；電源線與地之間絕緣電阻應(yīng)不小于30MΩ。8.5.2介電強(qiáng)度電路與外露可導(dǎo)電部分之間經(jīng)AC2000V、50Hz、60s的耐壓試驗(yàn)應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。8.5.3井口裝置供電電壓井口裝置電源供電電壓應(yīng)在安全電壓范圍。8.6環(huán)境適應(yīng)性8.6.1高溫貯存系統(tǒng)經(jīng)受溫度為(60±2)℃，時(shí)間為2h的高溫試驗(yàn)，在正常大氣條件下恢復(fù)2h，試驗(yàn)后，系統(tǒng)的外觀和性能應(yīng)正常。8.6.2低溫貯存系統(tǒng)經(jīng)受溫度為(-33±2)℃，時(shí)間為2h的低溫試驗(yàn)，在正常大氣條件下恢復(fù)2h，試驗(yàn)后，系統(tǒng)的外觀和性能應(yīng)正常。8.6.3恒定濕熱系統(tǒng)經(jīng)受溫度為(40±2)℃，相對濕度為(93±3)%，時(shí)間為12h的濕熱試驗(yàn)，試驗(yàn)后，系統(tǒng)的外觀和性能應(yīng)正常。8.6.4振動試驗(yàn)系統(tǒng)在非工作狀態(tài)下經(jīng)振動試驗(yàn)后，系統(tǒng)的外觀和性能應(yīng)正常。8.7可靠性8.7.1連續(xù)工作時(shí)間連續(xù)監(jiān)測時(shí)間不少于7天(測試點(diǎn)不超過100點(diǎn))。8.7.2平均故障間隔時(shí)間系統(tǒng)整機(jī)的平均故障間隔時(shí)間MTBF應(yīng)不低于3000h。9試驗(yàn)方法9.1檢驗(yàn)條件9.1.1工作溫度7T/CASMEXXXX—2023儀器工作溫度優(yōu)先從以下范圍中選取：——5℃~30℃；——-10℃~+60℃；——-20℃~+55℃；——-30℃~+50℃；——-40℃~+60℃。9.1.2工作濕度9.1.3振動振動試驗(yàn)條件應(yīng)包括：a)頻率：5Hz~55Hz~5Hz；b)加速度：20m/s2；c)掃頻速率≤loct/min；d)振動時(shí)間：30min。9.1.4主要測試設(shè)備試驗(yàn)用儀器設(shè)備及其精度要求見附錄A。9.2外觀通過目測和手觸檢測。9.3結(jié)構(gòu)要求通過手觸檢測。9.4功能實(shí)際操作，逐一檢測。9.5性能指標(biāo)9.5.1參數(shù)測量9.5.1.1液面測試選取測試井，執(zhí)行手動測試功能，重復(fù)測試三次，采用接箍法(選取十個(gè)以上接箍波波峰或波谷)計(jì)算液面深度。9.5.1.2套壓測試將系統(tǒng)連接到標(biāo)準(zhǔn)壓力源上，連接動液面遠(yuǎn)程監(jiān)測儀和服務(wù)器。執(zhí)行“套壓檢定”功能。標(biāo)準(zhǔn)壓力源的壓力從0MPa到滿量程，按1MPa間隔遞增；再按1MPa間隔遞減到0MPa。重復(fù)三次，按照式(1)計(jì)算套壓誤差：8T/CASMEXXXX—2023式中：δp——套壓誤差；Pi——第i試驗(yàn)點(diǎn)上行或下行套壓的平均值，MPa；P0i——第i試驗(yàn)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)壓力值，MPa；PFS——滿量程套壓值，MPa。9.5.1.3耐壓測試將系統(tǒng)的管螺紋接口通過工裝連接到高壓管線上，接上控制閥和壓力表，用液體加壓設(shè)備加壓到相應(yīng)的壓力，保壓3min后卸壓，耐壓性能應(yīng)符合8.4.1.3的要求。9.5.2防爆性能防爆型儀器或部件應(yīng)取得符合要求的防爆證書，防爆性能試驗(yàn)按GB3836的規(guī)定由國家授權(quán)的防爆檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行。9.5.3防護(hù)等級按GB/T4208的規(guī)定執(zhí)行。9.5.4傳輸性能9.5.4.1設(shè)定測試時(shí)間間隔，測試總點(diǎn)數(shù)5個(gè)點(diǎn)。系統(tǒng)工作狀態(tài)正常后，啟動自動測量功能，經(jīng)過設(shè)定時(shí)間后，接收測試數(shù)據(jù)，測試記錄的時(shí)間間隔和持續(xù)時(shí)間應(yīng)與設(shè)定值一致。9.5.4.2系統(tǒng)連接到服務(wù)器后，在服務(wù)器軟件上設(shè)定測試時(shí)間表，執(zhí)行讀取時(shí)間表功能，接收結(jié)果應(yīng)與設(shè)定值一致。9.6電氣安全性按GB/T7251.1規(guī)定的方法進(jìn)行檢測。9.7環(huán)境適應(yīng)性9.7.1高溫貯存按GB/T2423.2的要求，在(60±2)℃的環(huán)境下放置2h，在正常大氣條件下恢復(fù)2h后，檢查系統(tǒng)的外觀和性能是否正常。9.7.2低溫貯存按GB/T2423.1的要求，在(-33±2)℃的環(huán)境下放置2h，在正常大氣條件下恢復(fù)2h后，檢查系統(tǒng)的外觀和性能是否正常。9.7.3恒定濕熱按GB/T2423.3的要求，在(40±2)℃，相對濕度為(93±3)%的環(huán)境中放置12h，試驗(yàn)后，檢查系統(tǒng)的外觀和性能是否正常。9.7.4振動試驗(yàn)9T/CASMEXXXX—2023將儀器固定在振動試驗(yàn)臺上，在非工作狀態(tài)下按SY/T5102規(guī)定的方法和10.1.0的要求進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)后，儀器應(yīng)能正常工作，符合7.4的相應(yīng)要求。9.8可靠性9.8.1連續(xù)工作時(shí)間將電池充滿電，設(shè)定不超過100點(diǎn)的測試時(shí)間表，開啟自動監(jiān)測功能，記錄開始監(jiān)測時(shí)間，接收到最后一條測試數(shù)據(jù)的時(shí)間，記為監(jiān)測結(jié)束時(shí)間。9.8.2平均故障間隔時(shí)間9.8.2.1平均故障間隔時(shí)間計(jì)算被測試儀器的平均故障間隔時(shí)間以MTBF表示，其計(jì)算公式為：式中：MTBF——平均故障間隔時(shí)間，單位為小時(shí)(h)；ti——被測試儀器第i次的累計(jì)故障間隔時(shí)間，單位為小時(shí)(h)；N——試驗(yàn)過程被測試儀器故障的總次數(shù)，N為自然數(shù)。對在試驗(yàn)過程中從開機(jī)到關(guān)機(jī)結(jié)束試驗(yàn)，無故障發(fā)生的所有被測試儀器總的故障次數(shù)，按N=1取值。9.8.2.2平均故障間隔時(shí)間試驗(yàn)基本方法正常室溫環(huán)境條件下，產(chǎn)品的各項(xiàng)功能應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范的要求。進(jìn)行故障間隔時(shí)間試驗(yàn)，包括：a)選取若干臺儀器通電，使儀器均處于正常工作狀態(tài)，并按規(guī)定對被測試儀器進(jìn)行監(jiān)測。b)如發(fā)現(xiàn)某臺被測試儀器出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)統(tǒng)計(jì)故障次數(shù)，記錄故障間隔時(shí)間，排除故障后的儀器可繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，累計(jì)工作時(shí)間。c)被測儀器的平均故障間隔時(shí)間按照式(2)計(jì)算，結(jié)果應(yīng)符合8.7.2的要求.10檢驗(yàn)規(guī)則10.1檢驗(yàn)分類產(chǎn)品檢驗(yàn)分為型式檢驗(yàn)和出廠檢驗(yàn)。10.2出廠檢驗(yàn)10.2.1每套系統(tǒng)出廠前，均需經(jīng)工廠檢驗(yàn)部門檢驗(yàn)。10.2.2出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目見表5。10.3型式檢驗(yàn)10.3.1正常生產(chǎn)時(shí)每5年進(jìn)行一次型式檢驗(yàn)，有下列情況時(shí)亦應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)：a)首批生產(chǎn)時(shí)；b)正式生產(chǎn)時(shí)，如產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、工藝、材料有重大改變可能影響到產(chǎn)品的質(zhì)量；c)出廠檢驗(yàn)的結(jié)果與上次型式檢驗(yàn)有較大差異時(shí)；T/CASMEXXXX—2023d)國家質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)提出要求時(shí)；e)和客戶發(fā)生質(zhì)量爭議需要仲裁時(shí)。10.3.2型式檢驗(yàn)項(xiàng)目見表5。10.3.3型式檢驗(yàn)樣品從合格的產(chǎn)品中隨機(jī)抽取，抽樣比例應(yīng)不低于10%，最小樣品數(shù)為3臺。10.4判定規(guī)則10.4.1出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目全部合格后，方可出廠。不合格項(xiàng)目允許返修，并按本文件進(jìn)行復(fù)檢，復(fù)檢合格，方可允許出廠。10.4.2型式檢驗(yàn)中任一項(xiàng)不合格時(shí)，應(yīng)查明原因，在不涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案、產(chǎn)品原材料和重要工藝問題時(shí)，允許修復(fù)后重新檢驗(yàn)，復(fù)檢合格，通過型式檢驗(yàn)。仍有不合格項(xiàng)目，則判定該批系統(tǒng)型式檢驗(yàn)不合格。表5檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)項(xiàng)目要求試驗(yàn)方法檢驗(yàn)類型出廠檢驗(yàn)型式檢驗(yàn)外觀8.19.2√√結(jié)構(gòu)要求8.29.3√√功能8.39.4—√液面測試8.4.1.19.5.1.1√√套壓測試8.4.1.29.5.1.2√√耐壓測試8.4.1.39.5.1.3—√防爆性能8.4.29.5.2—√防護(hù)等級8.4.39.5.3√√傳輸性能8.4.49.5.4√√絕緣性能8.5.19.6√√介電強(qiáng)度8.5.29.6—√井口裝置供電電壓8.5.39.6—√高溫貯存8.6.19.7.1—√低溫貯存8.6.29.7.2—√恒定濕熱8.6.39.7.3—√振動試驗(yàn)8.6.49.7.4—√連續(xù)工作時(shí)間8.7.19.8.1—√平均故障間隔時(shí)間8.7.29.8.2—√11標(biāo)志、隨機(jī)文件、包裝、運(yùn)輸、貯存11.1標(biāo)志11.1.1銷售標(biāo)志應(yīng)至少含有以下內(nèi)容：a)