门泽中
江苏油田分公司采油二厂 江苏扬州 225000
摘要：自2015年黄珏油田开始进行信息化改造至今，我厂所辖油井已基本实现生产参数的自动采集回传，信息化水平大大提高。伴随着信息化适用范围的不断扩展、应用水平的不断提升，其与生产运行的关系愈加紧密，但是相对应的却是稳定性逐渐下降，尤其是在超出质保期后设备的故障率有了明显的增长，并在持续运行中继续升高。
本文旨在规范信息化现场设备的全流程维护方法。以问题为导向，总结维护经验，分析故障原因，归类处理方法，探索一条标准化、易上手的的运维模式，方便将信息化运维工作向现场推广。通过扎根于最广大基层员工的“用维一体”工作模式，可大大缩减维护周期、提高处理效率，保障油气生产工作的平稳运行。
关键词：信息化现场设备 故障分析 故障处理
1、运行情况
信息化现场采集设备主要包含摄像头、示功仪、压力变送器、多功能电表等。
1.1、摄像头
通过在立杆高处安装的室外红外球机对井场情况进行视频采集。一般现场常用的摄像头电源电压为24V，由RTU箱内的24V电源模块供电。
1.2、示功仪
通过安装在悬绳器和方卡子之间的一体化无线示功仪对相互作用力(载荷)和位移进行采集，传输到RTU中处理、形成载荷位移图(功图)。
通过井口载荷、位移采集得到的是地面功图，再将井下杆管结构等信息考虑进去，可转换得到井下的泵功率图，计算产量时更加精确。
1.3、压力变送器
通过井口流程上安装的无线压力变送器对管线回压数据进行采集，通过中石化标准2.4GHZ Zigbbe协议与RTU通讯。
1.4、多功能电表
通过安装在测控柜内的智能多功能电表对电压、电流、功率、用电量等电参数据进行采集，通过DTU以Zigbbe协议与RTU通讯。
电流、功率等数据还可以与示功仪采集的位移数据相结合，形成电流曲线图和功率曲线图，能更加准确的判断井下泵况。
2、存在问题
以问题为导向，针对上述4种现场设备，下面将介绍运维中最常遇到的4大类8种故障情况。
2.1、视频
视频监控是信息化的“眼睛”，可快捷地查看生产现场的实时情况，是信息化运维的重点。排除网络原因后，其常见故障原因有以下2种：
2.1.1、摄像头死锁
摄像头为7×24h不间断工作，有时会因为长时间运行、发热等原因出现死锁现象。
2.1.2、视频黑屏
视频黑屏故障表现为客户端能打开视频，但画面全黑。此时需注意是画面全黑还是灯光微弱，尤其是夜间在补光灯未开启时也会出现近似黑屏的现象，其实是现场光线较弱导致的。
2.2、功图
功图可以间接反映井下泵况情况，帮助跟踪产量变化、指导油井管理，是信息化日常运维的重中之重。排除网络原因后，其常见故障原因有以下2种：
2.2.1、RTU死锁
RTU为7×24h不间断工作，有时会因为长时间运行、发热等原因出现死锁现象，导致功图数据不回传。
2.2.2、示功仪通讯不上
连续长时间的运行过程中示功仪的某些配置参数会发生错误变化，导致示功仪与RTU通讯不上，采集的载荷、位移数据无法回传。
2.3、回压
回压直接反映管线的运行压力，同时也能在一定程度上辅助判断油井产液是否正常，对集油输送有着重要的指导意义。排除网络原因后，其常见故障原因有以下2种：
2.3.1、回压掉线
RTU为7×24h不间断工作，有时会因为长时间运行、发热等原因出现死锁现象，导致回压数据不回传。
井口安装的压力变送器体积不大，供电采用内置电池和太阳能板两套供电系统(目前也有完全依靠内置高能电池供电的型号)，可能会存在电池电量不足导致回压不回传的问题。
有时压变的某些配置参数会发生错误变化，导致回压不回传。
2.3.2、回压数值异常
日常使用中我们也发现部分压力变送器存在测量压力值与实际(严重)不符的问题，既有可能是接头处被污油堵塞，也可能是压变内部的测量模块出现问题，需要具体检查分析。
2.4、电参
电流、功率等电参值直接反映抽油机电机的运行情况，不仅能监控电机的运行状态，还能指导节能降耗工作。排除网络原因后，其常见故障原因有以下2种：
2.4.1、电参掉线
电参数据在采集、回传的过程中涉及智能电表、24V电源、DTU、RTU等多个设备，其中任一设备的硬件故障、参数错误都会导致电参数据无法回传、展示给用户。
2.4.2、电参数值异常
由于智能电表测量回路接线错误、内部参数设置错误等原因，有时会出现测量的电参值与实际相差较大的故障，需要分析具体原因、进行针对性处理。
为了深入分析各类故障发生的频率和深层原因，提高本质运维能力，我们选取了连续6个月的运维情况进行统计，其中各类故障的发生频率如下图所示：
图1 某油田连续6月信息化维护工作量中故障类型统计
从图中可以看到，在信息化维护中对功图故障的处理量占到了32%，是现场运维的重点。分析原因一是设备工作环境恶劣，示功仪安装于受力最大的区域，每日要承受4000~8000次的载荷变动，其敏感的测量元件易受到冲击而出现问题；二是重视程度较高，由于功图对产量运行的重要帮助，示功仪故障处理的优先级较高，在满负荷的工作强度下会挤占其它故障的处理时间。
处理数量排第二位的是回压故障处理，占比26%。分析原因主要是供电原因，一方面内置充电电池的续航时间远未达到标称时长，且电池容量和充放电能力会随着使用时间和恶劣环境逐渐下降；另一方面太阳能充电板面积较小、充电效率不高，且油污、老化等原因导致充电性能加剧下降，表现为故障处理数量较多。
电参和视频故障处理数量近似，分别为149次和139次。分析原因一是设备使用时间较长(部分已达5年)，加之型号老旧，故障率逐年上升，二是智能电表和摄像头都是信息化现场的重要设备，一旦故障会及时进行维修，表现为处理数量较多。
3、处理解决
在了解了主要的信息化设备和常见的故障情况后，下面将对引起这些故障的多种原因进行详细分析，并给出具体的解决办法。
3.1、视频
3.1.1、摄像头死锁
解决步骤：确认ping摄像头IP地址不通，网页端无法登陆摄像头后台。
去现场将电脑通过网线直连摄像头，用软件扫描、寻找摄像头。
如扫描不到，切断摄像头电源，等待一会重新供电。
3.1.2、视频黑屏
解决步骤：确认摄像头IP地址能否ping通，网页端能否登陆摄像头后台，如果不能则参考“摄像头死锁”故障处理。
能ping通则登陆摄像头后台，通过系统自带重启摄像头。
如还未恢复，切断摄像头电源，等待一会重新供电。
3.2、功图
3.2.1、RTU死锁
解决步骤：确认RTU的IP地址ping不通，调试软件无法进入RTU后台查看。
将电脑直连RTU，设置IP地址登录，查看参数设置、设备列表。
如果RTU依旧无响应，切断电源、等待一会重新供电。
3.2.2、示功仪通讯不上
解决步骤：登录PCS系统，确认功图不回传(24h以上)。
登录进入对应井场的RTU后台，查看该井示功仪的相关信息，重点检查通信效率、剩余电量、休眠时间等关键参数的数值是否在正常范围内。
(1)通信效率较低则去现场检查示功仪天线是否紧固、RTU天线是否脱落、天线之间是否有明显遮挡；
(2)剩余电量较低则将示功仪拆回充电；
(3)休眠时间较低则去现场用电脑直连示功仪，通过调试软件使示功仪主动与RTU恢复通讯。
如果看不到，则去现场用电脑直连示功仪、检查配置参数是否正确。
3.3、回压
3.3.1、回压掉线
解决步骤：登录PCS系统，确认回压不回传。
去现场检查压变是否有信号，检查天线是否紧固、天线之间是否有遮挡。
如果压变无显示，则断开内置电池电源，同时遮住太阳能板，等待片刻后重新插上内置电池电源线。
如果仍未显示，则更换新的满电电池。
3.3.2、回压数值异常(高)
解决步骤：登录PCS系统，确认回压数值与实际不符。
(1)如果回压数值比实际高，则断开内置电池电源、遮住太阳能板，等待重启后观察回压数值是否正常。如果还未正常，可判断为设备故障，更换新的压力变送器。
(2)如果回压数值比实际低，则拆下压变，检查流程接头处、压变接头处是否有油污堵塞，清理后恢复安装，观察回压数值是否正常。
3.4、电参
3.4.1、电参掉线
解决步骤：登录PCS系统，确认电参数据不回传。
去现场检查智能电表是否显示、通讯，检查供电回路是否有电。
如果不通讯，则检查24V电源、DTU是否有电，DTU是否在通讯，检查开关是否跳闸、保险丝是否熔断。
如果DTU无通讯，检查内部参数是否配置正确，天线是否紧固，天线之间是否有遮挡。
3.4.2、电参数值异常
解决步骤：登录PCS系统，确认电参数据与实际不符。
去现场登录智能电表后台，检查互感比、系数(小数点)等内部参数是否设置正确。