[实用新型]一种基于WIA-PA技术的智能页岩气单井撬装系统

说明书

本实用新型公开了一种基于WIA‑PA技术的智能页岩气单井撬装系统，包括现场仪表、无线网关、防火墙、井站站控PLC和远程控制器；现场仪表分别与无线网关和井站站控PLC连接，所述无线网关通过防火墙与井站站控PLC连接，井站站控PLC通过工业以太网与远程控制器连接。该系统在满足气田安全生产的前提下，在撬装化设备监测和低频率控制应用场景中推广使用工业无线WIA‑PA技术，完成撬装设备生产过程参数实时采集控制，在安全系统中仍然采用传统的4～20毫安信号通过电缆硬接线接入控制系统，实现撬装化设备控制的无线化、无人化、智能化。

技术领域

本实用新型属于撬装化设备技术领域，具体涉及一种基于WIA-PA技术的智能页岩气单井撬装系统。

背景技术

根据页岩气单井标准流程共划分为井口安装、高压除砂、单井分离计量、出站阀组、污水罐和放空立管等6个模块，为了提高设计、采购和施工效率，采用撬装化。撬装出设备配置智能有线仪表，根据撬装设备不同工艺生产处理要求配置监测、控制系统，实现撬装设备生产过程参数实时采集控制。

工业无线传输技术是一种新型的，短距离交互新型的无线通信技术，现已延伸至工业数据采集的现场，采集以前有线方式不能或者补房费采集到的过程数据，或投资更低更经济的实现过程参数的采集。WIA-PA标准是中国工业无线联盟针对过程自动化领域的迫切需求而率先制定的WIA(Wireless Networks for Industrial Automation)子标准，定义了用于过程自动化的WIA系统结构与通信规范。WIA-PA网络是我国具有自主知识产权的工业无线网络规范，标准于2008年10月31日经过国际电工标准委员会IEC全体成员国的投票通过，作为公共可用规范IEC/PAS 62601标准化文件正式发布，已形成国家标准。

现阶段页岩气单井各撬均按无人值守设计，根据撬装设备不同工艺生产处理要求配置有线智能检测仪表和撬装控制系统，智能仪表采用4～20mA模拟信号或RS232等串行通讯，通过仪表电缆将各工艺过程控制参数采集到控制系统。由于现场环境往往比较恶劣，加上撬内空间有限，工艺管道加上仪表穿线管，工程布线困难，工作量大，撬内通常显得比较凌乱；维护成本高，绝大部分系统故障是由电缆或电缆的连接器件损坏而引发的，在项目实施过程中存在以下技术问题：

1)基于保障国家能源安全的迫切需要，页岩气井站需要尽可能的压缩生产建设周期，尽快投产，但受限于传统有线仪表系统的固有缺陷，需要耗费大量宝贵时间去建立有线仪表系统。

2)采用有线仪表系统需要较高的后期维护检修费用。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的基于WIA-PA技术的智能岩页气单井撬装系统解决了现有的有线岩页气单井有线仪表撬装系统安装消耗时间长、后期维护检修费用高的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于WIA-PA技术的智能岩页气单井撬装系统，包括现场仪表、无线网关、防火墙、井站站控PLC和远程控制器；

所述现场仪表分别与无线网关和井站站控PLC连接，所述无线网关通过防火墙与井站站控PLC连接，井站站控PLC通过工业以太网与远程控制器连接。

进一步地，所述现场仪表包括单井分离计量组撬内现场仪表、出站阀组撬内现场仪表、单井高压除砂组撬内现场仪表和井口工艺组撬内现场仪表；

其中，所述单井分离计量组撬内现场仪表包括WIA-PA无线磁致伸缩液位变送器、WIA-PA无线可燃气体探测器、差压流量变送器、温度变送器、气动切断阀、气动调节阀和旋进漩涡流量计；

所述出站阀组撬内现场仪表包括WIA-PA无线可燃气体探测器、无线WIA-PA无线压力变送器和气动切断阀；