作者:Ron Mozer，EIPaso Field services公司，farmington； New Mexico；Kevin Finnan，Bristol Babcock公司，watertown，Connecticut EPFS公司正在完成一项为期3年的工程项目，利用最新的电子测量、无线电数据传输以及监控和数据采集（SCADA）技术，使美国西南部的San Juan，Permian和Anadarko盆地中的6,000个气井和大约6,900英里的气体采集管路实现自动操作。 井场自动化和遥测技术（WATT，Wellsite Automation and Telemetry Technology）工程项目的安装于1994年春季开始，并且，按计划应在今年完成。
图1 以前的测量仪器是典型的在订单636之前的工业惯例 然而，在实时命令636系统中，要保证该项目的两大主要目标－测量和操作能更好地满足客户的需求并在后636系统商业环境具有竞争力。把先前各自独立的测量、通信和操作功能设备进行组合以降低成本是决定该工程项目成功的关键。 EI Paso Field Services （EPFS，）是EI Paso能源公司（以前的EI Paso 天然气公司）的一个部门。该部门成立于1991年，专门从事气体采集，并且，它是在San Juan、Anadarko和Permian盆地运营的国家最大的气体采集商之一。该公司向生产者提供从气源到干线的宽范围的服务，包括：采集、产品提取、提纯、压缩以及信息服务。 San Juan系统包括：5,500英里的管路、9,200个测量点、超过42,000的现场压缩马力以及590 MMcfd（百万英尺/日）的产品提取装置。Anadarko和Permian系统包括：超过1,600英里的管路、超过800个测量点、9,000的现场压缩马力以及两个纯化装置，其组合能力为290 MMcfd。 WATT工程项目 该项目可迅速响应客户的需求。WATT使链接到采集系统的生产者能够访问附近井场的实时运行状态信息，以及气体测量数据。通过WATT，生产者能够对气体进行调度和示踪、减缓失衡现象，还能够监视气体流量、生产单位的故障和管路的冻结。 该项目通过提供对信息管理、安全和环境因素以及车辆和劳工的优化，增强了气体采集公司运作效率。气体采集公司能够对管路和井口冻结、仪器故障、应急关止阀关闭和液体集结迅速做出反应。 生产者能够对表现不佳的井、池液位警报、放卸阀故障、罐液位警报、脱水器故障以及柱塞故障做出迅速的反应。生产者认为2.5小时之前的信息对于人员调度毫无价值，因此，及时的信息对生产者至关重要。正常情况下WATT系统提供约20分钟以前的信息。 井场测量 在传统的16天图表测量处理的情况下，信息到达生产者手中是在测量月份起始日之后的第45天（图1）。 为满足636系统执行规则和生产者的要求，WATT提供了“每日图表”。使用新的仪器，公司每日都可完成产量报告，并且，允许生产者在一天之内的任何时间，根据仪表进行各种不同的更新（图2）。WATT工程项目使用“电子图表（EC，electronic chart）”、无线电以及太阳能电池/蓄电池供电系统。EC是一个数字气体流量计算机，它包括：集成的DP、压力和温度传感器。 该公司曾考虑过数字设备通过读取当前测量的DP、压力和温度的输入值并将其存储到存储器中可以仿真一个循环回路图，但随着一些能够进行完整的AGA气体流量计算的设备的出现，最后，该公司选择了气体流量计算机来满足EC的要求。该公司选择Bristol Babcock作为EC的供应商，并且，有两种机型正在使用：AccuRate和TeleFlow。 每个EC以1秒或更小的间隔，对DP、压力和温度的输入信号进行采样。以1秒的间隔执行AGA3、AGA5和NX-19计算。以1分钟的间隔执行AGA8。EC还存储追踪日志和历史信息，用于通过下列系统进行显示： ·现场显示器 ·膝上型计算机 ·SCADA网络 现场显示器是做在EC外壳上的液晶显示器。使用者可对当前的流量条件进行排序，包括当前测量的DP、压力和温度，以及象管子直径和孔板尺寸这样的流量常数。附加的序列包括：每千立方英尺的平均数的7天的流量历史记录；每天的静态压力；以及每小时的DP和压力平均数的12小时历史记录。 膝上型计算机可通过专用的RS 232串口连接到EC。膝上型电脑使用者可访问所有的可配置常数、35天的按小时记录的流量历史记录、15分钟的流量历史记录以及以带状图格式显示的实时的流量图表。还可使用膝上型电脑对EC进行校准和配置，以及对任何当前测量的和历史的常数和变量值进行显示。 在SCADA网络上，使用者能够访问当前测量的DP、压力、温度以及流量，此外，还能够访问警报（蓄电池、超过上限、低于下限）、昨天的从7:00 a.m.到7:00 a.m.的产量，以及DP、压力和温度的15分钟趋势。
图2 该公司现在每天执行产量报告并允许生产者在一天内的任何时间进行各种更新 为了进行广域SCADA通信，该公司选择了900MHz的无线系统。它提供了最佳的运营区覆盖范围和最佳的性能价格比。该公司拥有无线电系统的基本设施，包括：无线电设备、电缆以及天线，并且，该公司还负责提供无线电系统的维修和备件。该公司认为他们自己的无线电系统要比第三方的更加可靠。 所选的无线电设备是Microwave Data Systems（MDS）2310，该设备被批准用于一类（Class I）、二度（Division 2）危险区，并可满足该工程项目的尺寸、功率和可靠性的标准。 尽管有时可在工点获得电源，但是该公司认为还是EC自供电更合算。因此，选择采样蓄电池电源，并用太阳能电池板对其充电。全部公司运营区享用一个高的“日射能量”，即每天接收到的平均日照量。一块小型Solarex太阳能电池板的发电功率为5瓦，能够使EC和无线电设备可靠地运行。实际上，设备的直接电源是Powersoic的7安培-小时蓄电池，并且由太阳能电池板对其连续充电。 集成电源系统和无线电设备是1995年迈出的具有重大意义的一步。在1994年期间，该公司已经安装了超过1,500台EC设备，这些都是基于Bristol Babcock的AccuRate。虽然AccuRate包括内部智能DP/P/T变送器，但是电源系统和无线电设备是独立封装的。在1995年，该公司开始安装Bristol Babcock的TeleFlow计算机。因为TeleFlow将无线电设备和蓄电池包括在了EC的机壳中，因此，该公司节约了相当可观的安装成本。 在上述两种EC中，电源系统是作为集成组件提供的。该公司直接购买并安装无线电设备。计算机已为无线电设备作好了匹配，包括所有的内部电缆和电源连接。 SCADA部件 每个井场有一套集成组件，包括EC、无线电设备和电源系统（图3）。SCADA主计算机位于新墨西哥Farmington的公司总部，并且包括16台带奔腾处理器的个人计算机。每台个人计算机与375个EC设备接口，为EC设备总数的平均值。
图3 每个井场具有与SCAD主机PCs通信的装置，该装置集成了电子图表、无线电设备和电源系统 San Juan盆地处于丘陵地带，在该盆地中，有26个无线电塔覆盖所有的井，每个无线电塔有一个主无线电设备。微波通信将该主无线电设备连接到SCADA主计算机。 在Anadarko和Permian盆地中，该公司安装了较小的SCADA系统。该系统使用单独的一台个人计算机作为SCADA主计算机。 每台SCADA主计算机都使用OpenBSI软件，由该软件执行对EC设备的轮询和通信功能。每小时一次，由OpenBSI调度程序在特定的时间对每个EC进行轮询，该时间对应于EC的无线电设备的唤醒时间。该轮询可请求流量、DP、压力和温度的瞬时值，以及15分钟趋势和昨天的产量。此外，EC将对任何的警报进行报告。 WATT除具有操作系统和测量系统的功能外，还向操作员提供了显示功能。该公司使用Intellution的FIX，该软件可与OpenBSI进行无缝的链接。虽然FIX“SCADA节点”是供操作人员使用的，但是，其他人员可对“观测节点”进行使用，包括市场交易中的人员、管路操作中的人员以及客户中的人员。观测节点是通过网络连接到SCADA节点的个人计算机。 今日的技术 首子母缩略词WATT中的“Technology（技术）”一词值得特别加以注意。发展今日技术是该工程项目的关键。该公司考虑的主要方面包括： ·集成传感器 ·