安控数字化油田擂台-无线仪表在煤层气建设应用-第16期(已结束) 点击：873 | 回复：32
讨论主题：在油气田数字化建设中，煤层气作为非常规能源，开发力度越来越大，在建设中，为了减少施工周期、费用及后期维护，使用无线仪表是个不错的选择，近几年来无线仪表在国内外发展很迅速，请根据工作情况，谈谈在煤层气数字化建设中，可以使用哪些无线仪表及其指标？
要求：最好结合自己实际工作。
参与方式：采取跟帖的方式参与。
评奖规则：由活动组织者评奖，并进行公开公布告示。
活动结贴：每周为1期，由安控数字化论坛擂台版主选定议题，半个月后（隔一期）擂台版主从所有参与讨论的网友中选出8个优胜者。
奖项设置：每期选出8个优胜者，其中：
一等奖1名：奖100MP（相当于100人民币），
二等奖5名，奖工控精美礼物一个（工控点点、工控T恤、工控徽章、工控工具四者任选一个，相当于65人民币）。
特别奖：2名，奖工控精美礼物一个（工控点点、工控T恤、工控徽章、工控工具四者任选一个，相当于65人民币）。
特别奖说明：特别奖主要奖励给获奖次数少于3次的ID。
活动发奖：MP评奖后一周内发放，精美礼物每月发放一次，统一在月初寄送。
北京安控科技股份有限公司（简称“安控科技”），是专业从事工业级RTU（远程控制终端）产品研发、生产、销售和系统集成业务的高新技术企业，拥有完善的RTU产品链，产品被广泛应用于石油天然气、煤层气、页岩气的开采、处理、管输、储配等各个环节以及环境在线监测、城市燃气、供水供热等管网监控领域，并已远销美国、加拿大、墨西哥、土耳其、哈萨克斯坦、土库曼斯坦、伊拉克、伊朗、韩国、泰国、马来西亚等国家。基于RTU技术，安控科技在油气、环境在线监测等行业开发出多款专业化经典产品，拥有完善的油气田自动化和环保在线监测专用产品。此外，安控科技还提供工业自动化产品的OEM/ODM服务，提供SCADA自动化系统和企业管理信息系统的集成服务。
安控科技通过了ISO9001质量管理体系和ISO14001环境管理体系认证，建立了先进的生产和检测平台，并获得了多项国际认证（如UL 、CE、EMC3级认证等），产品品质达到国际先进水平。
安控科技成立于1998年，位于北京市中关村科技园区海淀园上地信息产业基地。安控科技始终坚持以人为本的人力资源发展战略，建立了一支以高级工程师和专业研究生为骨干的研发团队，打造了一支经过市场历练的高效经营团队，锻炼和培养了一支优秀的管理团队。安控科技始终坚持自主创新的企业发展战略，已经拥有了商标、专利、软件著作权等各类知识产权百余项，覆盖了所提供的所有自动化产品和控制系统。安控科技的研发项目多次获得国家、北京市政府的研发资金支持，部分产品被认定为国家级火炬计划项目、国家重点新产品项目、科技部创新基金项目、商务部出口研发资金项目，受到政府嘉奖与资助。
作为中国自动化学会理事单位、中国自动化学会专家咨询工作委员会常务理事单位、中国自动化学会仪表与装置专业委员会委员单位、北京市中关村企业信用促进会的第一批信用企业，安控科技在国内同行业中较早的通过ISO9001质量管理体系认证，拥有系统集成、建筑施工、环保设施运营等各类资质。
本着“卓越品质，源于更高要求”的核心理念，“协作、严谨、勤奋、卓越”的企业精神，安控人必将以更可靠的工业级RTU产品、更先进的自动化解决方案和更完善的服务答谢用户、回报社会，为振兴民族自动化事业、创建民族自动化品牌而努力奋斗。
北京安控科技股份有限公司
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1.JL-ICTT智能煤层测厚仪是利用高频脉冲弹性波反射原理，在顶煤层表面施加一高频脉冲弹性波，弹性波向煤层内部传播，当遇到围岩或夹矸层时会产生反射回波，由于高频脉冲弹性波在同一地区区域煤层中的传播速度基本恒定不变，因此，通过测试脉冲弹性波的反射回波的时间可以计算煤层的厚度。
性能指标：
（1）携带方便，实现场地内漫游
（2）电性能指标高，机械故障率低即现煤层厚度性判断一目了然
（3）操作简单合理，半小时保证学会
（4）内置镍氢高能充电电池,连续作业>8小时
（5）采用触摸屏控制，全汉化菜单操作。
供应煤层检测,煤层检测,专业煤层检测用途： 提高煤矿回采率 提高煤矿回采率亦是保证煤炭稳定供应的重要手段之一。据悉，目前中国煤矿平均资源回收率仅为百分之三十至三十五，资源富集地区的小型矿井资源回收率仅为百分之十至十五，资源浪费严重。据主管部门表示，中国正酝酿改革资源税费计征办法，将矿井资源储量、回采率与资源税费直接挂钩，逐渐告别以销售收入和产量为基础计征税费。 * 减轻煤层厚度探测工人的劳动强度； * 为煤矿锚杆支护提供长度设计。
说明：
对煤层厚度进行测试时，在一个矿区应先进行钻探测厚与探测仪器测厚对比校验，以便计算高频弹性波在煤层的传播速度。这对智能煤层测度仪探测的数据更准确。
2.GIR5500系列煤层气监测仪表：提供连续气体监测的一种可靠的、灵活多用、精确的仪表。它的可选用无线传输的配置以及坚固的防水设计，使得这款仪表易于维护，并适用于更为广泛的应用中。
量程如下：
CH4: 0-100%
CO2: 0-100%
02: 0-25%
H2S: 0-5000ppm
对应每路气体都配备4－20mA的信号输出。
3.WP-1型井下煤层瓦斯含量无线快速测定仪
根据煤样瓦斯解吸速度随时间变化符合幂函数关系，利用瓦斯解吸特征指标V1值，计算出煤层瓦斯含量，煤层瓦斯压力的原理而设计出。在设计中采用单片机控制技术及先进的气体流量传感技术，首次采用了无阻力微量气体流量测定原理，使煤样解吸过程更接近煤的自然解吸状态。为保证测定结果准确性，在软件上对采集数据运用数值平均，使得仪器具有电路简洁、体积小、重量轻、携带方便、操作简单等特点。
仪器特征
本仪器适合用于煤矿井下回采或掘进工作面，快速测定煤体中瓦斯解吸量，能够及时掌握工作面前方瓦斯含量（W）、瓦斯压力（P）分布情况以及防突预测指标K1、K2等重要瓦斯参数的变化，形成一套比较完整、可靠的预测预报技术。其特征：测定时间短（全过程为7分钟，暴露2分钟，解吸5分钟），不影响正常作业面工作，自动完成测定、采集、计算、储存、显示、打印等工作，操作简便、省时省力、高效快捷、准确可靠，一次测定可预测出多种瓦斯重要参数。为生产矿井高产高效、安全生产、预测瓦斯涌出量，合理开发利用瓦斯资源等提供了快速简洁的测定手段和可靠的科学依据。同样，本仪器也适用于试验室研究试验工作。
技术参数
K1——煤样瓦斯解吸速度衰减系数，煤层瓦斯突出危险性重要指标之一；
Kt——煤层瓦斯突出危险性重要指标之一，ml/g.min
V1——单位重量煤样暴露第一分钟的瓦斯解吸速度，与煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力有直接关系。ml/g.min
Q2——瓦斯解吸速度衰减系数；
P——煤层瓦斯含量预测值。ml/g
W——煤层瓦斯压力预测值，Mpa；
R——相关系数，反映测定结果的可靠性。
性能指标
瓦斯解吸量：0~6 ml/min
瓦斯含量：2~30ml/g
瓦斯压力：0.1~6.0Mpa
测量精度：±2%
显示方式：8 位液晶（LCD）显示
持续工作时间：8h以上
工作环境温度：0~40℃
工作环境湿度：≤95%
工作环境压力：85~110Kpa
尺寸、重度：250×145×67mm;2㎏
4.无线电波透视仪 DZ.80-WKT-E
（1）仪器组成
由发射机、接收机、天线、室内资料处理系统几大部分组成。
（2）工作原理
利用断层、陷落柱等地质体与周围介质对无线电透射波的吸收差异（衰减常数差异）来探测目标。
煤层可近似为均匀、各项同性的介质。电磁波透视是在顺煤层的两巷道或两钻孔中进行，发射源发射的电磁波在煤层中传播，当遇到断层、陷落柱、富含水带、顶板垮塌和富集水的采空区、冲刷、煤层产状变化带、煤层厚度变化和煤层破坏软分层带等地质异常体时，接收到的电磁波能量就会明显减弱，这就会形成透视阴影(异常区)。
（3）仪器性能
DZ.80-WKT-E无线电波透视仪是本质安全型防爆仪器，整机重量轻，操作简单，并由分析软件（windows版）处理成图，成果解释直观。
主要用途和适用范围
仪器可探测煤矿回采工作面及钻孔之间的地质小构造，如断层（大于煤层厚度1/2～1/3）、陷落柱、煤层厚度变化、瓦斯富集区和突水构造等。探测距离300～500M。
煤层气数字化建设中对自动化设备的要求：
1、稳定性好，煤气层数字化建设首先要做到的就是安全，稳定。只有在不出事故情况下才能进行生产。
2、自动化程度高，煤层气生产全过程自动化管控，达到全岗位无人值守，全过程自动控制，全方位监视管理，减少用工，减轻劳动强度，降低操作成本，提高经济效益。
3、在监控和通讯技术先进，现在在煤矿油气开采领域，通讯方式有很多种，有：RS485、Modbus （RTU、ASCII和TCP）协议、4100、ZigBee、GPRS、CDMA、3G、UDP、光纤等通讯协议，根据需求选择合适的通讯协议是数字化建设必要的。
4、低污染、低排放。虽然煤气层虽然和石油不同，但和天然气类似，其泄漏造成的污染也不容小视，因此数字煤气层建设之初应该充分考虑到。
5、防爆性强，煤层气作为一种新型能源，其主要成分是甲烷，在煤层中开采不当极易产生爆炸。国内的防爆技术相对落后，在这方面需要大幅提高。
6、节能，煤层气开采一般会在比较偏远的地区，部分地区开采所需电能输送问题可能会比较难处理，因此节能是煤气层数字化建设的基本要求和特点，而且节能也是国家现在大力倡导的。
负荷、示功图采集：
SZ901无线功图传感器安装于抽油机的井口，用于采集抽油井的载荷及位移数据。并把数据送给RTU，以便于RTU绘制功图。SZ901采用电池供电。
参数指标 | 型号： SZ901 |
负荷测量范围 | 0~50 KN |
负荷测量精度 | ±0.5% F.S |
位移测量范围 | 1~ |
位移测量精度 | ±1%F.S |
冲次测量范围 | 2~6次/分 |
冲次测量精度 | ±1% F.S |
寿命 | 20~80%量程内2000万次 |
无线标准 | IEEE 802.15.4-2006@250kbps |
频率 | 2.4GHz |
天线形式 | 外置天线帽 |
传输距离 | 通讯距离最大 |
工作电源 | 3.6V到7.2V高性能锂电池 |
电池更换周期 | 3年（10分钟采集一次） |
设备标定周期 | 12个月（建议） |
安装方式 | 抽油机井口悬绳器 马蹄形固定安装 |
工作环境 | 温度 湿度 5%RH~95%RH 无结露 |
防爆等级 | ExibⅡCT4 |
在有些需要测量冲次变化大的煤层气井，采用下面传感器，特别是带变频器的煤层气井口
SZ907无线角位移传感器安装于抽油机的井口，用于采集抽油井的角位移数据。它通常和SZ908（无线载荷传感器）协同工作。并把数据送给RTU，以便于RTU通过绘制功图。SZ907采用电池供电。
参数指标 | 型号： SZ907 |
角位移测量范围 | -45°～+45° |
角位移测量精度 | 0.5％（常温） |
无线标准 | IEEE 802.15.4-2006@250kbps |
频率 | 2.4GHz |
传输距离 | 通讯距离最大 |
工作电源 | 3.6V到7.2V高性能锂电池 |
电池更换周期 | 3年（10分钟采集一次） |
设备标定周期 | 12个月（建议） |
工作环境 | 温度 湿度 5%RH~95%RH 无结露 |
防爆等级 | ExibⅡCT4 |
SZ908无线载荷传感器安装于抽油机的井口，用于采集抽油井的载荷数据。它通常和SZ907（无线角位移传感器）协同工作。并把数据送给RTU，以便于RTU通过绘制功图。SZ908采用电池供电。
参数指标 | 型号： SZ908 |
负荷测量范围 | 0~50kN /0~150KN |
负荷测量精度 | ±0.5% F.S |
寿命 | 20~80%量程内2000万次 |
无线标准 | IEEE 802.15.4-2006@250kbps |
频率 | 2.4GHz |
天线形式 | 外置天线帽 |
传输距离 | 通讯距离最大 |
工作电源 | 3.6V到7.2V高性能锂电池 |
电池更换周期 | 3年（10分钟采集一次） |
设备标定周期 | 12个月（建议） |
安装方式 | 抽油机井口悬绳器 马蹄形固定安装 |
工作环境 | 温度 湿度 5%RH~95%RH 无结露 |
防爆等级 | ExibⅡCT4 |
压力采集，可以采用以下仪表：SZ903D无线数字压力表
参数指标 | 型号：SZ903D |
测量范围 | 0~2.5Mpa/0~8 Mpa/0~16 Mpa/0~25 Mpa/0~35 Mpa其他测量范围可定制 |
测量精度 | 0.2级 / 0.5级 |
测量介质 | 原油、水、天然气 |
过程连接 | M20*1.5外螺纹 |
无线标准 | IEEE 802.15.4-2006@250kbps |
频率 | 2.4GHz |
天线形式 | 外置天线帽 |
传输距离 | 通信距离最大 |
视觉指示 | 单色液晶显示器 |
工作电源 | 3.6V，一次性大容量锂亚电池 |
电池更换周期 | 3年（按每1分钟采集、发送一次数据计算） |
设备标定周期 | 12个月（建议） |
工作环境 | 温度 -40℃～+ 湿度 5%RH～95%RH 无结露 |
防爆等级 | ExibⅡCT4 |
对于煤层气数字化建设的无线仪器仪表方面主要包括如下几个方面：无线电量模块；无线载荷位移传感器；无线压力变送器；无线网关等等；因此在煤层气数字化建设方面主要有以下几个方面：
（1）控制器:选用安控公司生产的Suepr32-L307控制器，该控制器IO点为6路AI 4路DI 4路DO 1路RS485,1路RS232,1路RJ45接口内嵌3相电参采集。并且DI还支持计数功能。可以接入脉冲信号。该款控制器非常适合像抽油机井口、煤层气井口的设备参数采集。该款控制器支持C语言编辑功能，可以方便的开发不通的通信协议，通过RS485与变频器连接，并编写智能控制程序。
（2） 三相电参采集：该项功能，内嵌到L307控制器中。可以采集三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等多项参数。
（3）气管压力采集：气管压力采集，采用普通4~20mA信号的压力变送器即可。接入到L307的AI通道。也可以采用无线压力表，SZ903D，采集井口压力，方便现场施工。
（4）井口温度采集：井口温度采用普通4~20mA信号的温度变送器即可。接入到L307的AI通道。也可以采用无线温度变送器，SZ905D，采集井口温度，方便现场施工。 （5）GPRS DTU通信：在有信号的区域采用DTU通信，选用深圳宏电DTU或者其他厂家的，从技术上讲都差不多，DTU所选用的核心通信模块都是几个国内外比较大的公司生产的。
在没有DTU信号的区域，可以采用无线数传电台或者zigbee通信。
（6）其它非无线方面：
1、水流量采集
水流量采集采用普通脉冲式水表即可，即方便安装，又节省成本。
2、气流量采集（RS485）
气流量采集，选用天信的旋进流量计，可以支持输出标况流量。通过RS485与控制器通信。
煤层气，是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。煤层气的开采主要通过地面钻井开采，通过类似于油田磕头机的设备将煤层上方的水抽取出来，这样煤层的压力就减少了，储存在煤层中的天然气就释放出来。对其采集主要用到的设备有以下几种：
（1）控制器：安控Super E50 RTU
煤层气，是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。煤层气的开采主要通过地面钻井开采，通过类似于油田磕头机的设备将煤层上方的水抽取出来，这样煤层的压力就减少了，储存在煤层中的天然气就释放出来。对其采集主要用到的设备有以下几种：
（1）控制器：安控Super E50 RTU
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