远程在线计量系统概述及基本理论
化工公司远程智能计量系统技术方案
化工公司远程智能计量系统技术方案1. 引言随着数字化和智能化的进一步发展，化工公司需要一种远程智能计量系统来实现对生产过程的准确监控和数据采集。
本文档将介绍一种适用于化工公司的远程智能计量系统技术方案。
2. 技术方案概述本技术方案的设计目标是为化工公司提供一套可靠、高效的远程智能计量系统，包括以下关键组成部分：2.1 传感器设备使用先进的传感器设备，如压力传感器、液位传感器和温度传感器，以实时监测化工生产过程中的关键参数。
2.2 无线通信技术通过采用无线通信技术，将传感器设备采集到的数据传输到中央服务器。
可以选择使用蓝牙、Wi-Fi或者LoRaWAN等通信协议，根据具体情况进行选择。
2.3 数据处理与分析中央服务器接收传感器设备传输的数据后，将进行数据处理与分析。
可以采用机器研究和人工智能算法，实现对数据的实时监测、预测和异常检测等功能。
2.4 远程监控与控制通过网络连接，化工公司可以通过远程终端设备，如计算机、手机或平板电脑，实时监控生产过程中的关键数据和参数。
此外，可以对生产过程进行远程控制，以实现生产过程的优化和调整。
3. 技术方案优势本技术方案具有以下优势：- 提高生产过程的准确性：通过实时监测和数据采集，可以准确了解化工生产过程中的关键参数，提高生产过程的稳定性和可控性。
- 降低人力成本：远程智能计量系统可以减少对人工的依赖，降低人力成本，并减少人为错误的发生。
- 提高工作效率：通过实时数据分析和远程控制，可以迅速发现和解决生产过程中的问题，提高工作效率。
- 实现可持续发展目标：远程智能计量系统可以帮助化工公司实现资源的高效利用，提高生产过程的可持续性。
4. 技术方案实施计划该技术方案的实施计划如下：- 第一阶段：系统需求分析和设计，包括对化工公司的生产过程进行调研和数据采集需求的明确。
- 第二阶段：硬件设备采购和安装，包括传感器设备和通信设备的选购和安装。
- 第三阶段：软件开发和系统集成，包括中央服务器的搭建、数据处理与分析算法的开发和远程监控与控制系统的搭建。
远程计量校准技术分析
远程计量校准技术分析摘要：本文首先简要介绍了远程测量校准技术的基本概况，然后阐述了该技术的具体特点。
最后，着重从校准流程、功能设计、计量监管、校准检定四个方面介绍了远程计量校准技术的主要应用。
由此，可以充分实现对各类数据信息的动态管理、综合分析，有效加快校准速度，为相关人员提供充分的参考。
关键词：远程计量；校准技术；检定校准引言现阶段，在科学技术的发展下，各行各业对计量校准的要求逐渐提高，相关技术人员不断对计量校准技术进行深入研究。
随着信息时代的发展，提出远程计量校准技术，并将其应用到各行业的计量工作中，提高技术的利用效率，充分发挥技术的实用优势，扩大远程计量校准技术的应用范围，从而有效促进相关工作的顺利开展。
一、远程计量校准技术的基本概述远程计量校准是通过远程计量校准来实现的，利用自动化技术可以对远距离的校准操作进行有效控制，保证数据的有序传输。
用户可以按照具体要求直接将计量器具和相关设备上报给计量机构，计量机构可以全面接收相关设备的信息，并按照规定程序和具体标准对计量设备进行全面校准，利用控制平台，快速完成一系列校准任务，从而实现远程计量校准的目标。
在远程计量校准的提议下，相关人员不断进行技术探索，全面开展远程计量校准技术。
通过远程操作，可以明确测量仪器和系统的误差值，对测量设备和系统进行适当的调整，保证仪器测量的准确性，将示值误差控制在尽可能小的范围内，不断提高侧面仪器的可靠性。
同时，在远程测量校准技术的应用过程中，应充分明确具体条件，确保校准工作的正常运行。
在远程校准过程中，要求校准设备具备良好的控制功能，测量过程中需要充分依靠规定标准，利用远程技术传输相关信息，从而有效完成远程计量校准工作。
通过使用远程计量校准技术可以有效提高仪器系统的校准效率，在最短的时间内就可以对仪器进行有效校准，促使用户实时掌握计量校准结果，还可以利用远程技术对仪器进行校正，保证计量仪器的正常运行。
二、远程计量校准技术的特点在信息时代的快速发展下，远程计量校准逐渐成为一种必然趋势，而远程计量校准技术是远程校准的技术保障。
湘钢远程计量系统简介及技术框架
图３ 中间 件 系 统 架构 图 ［ 稿 日期 ： ０ ２３ ７ 收 ２ １ ．． ］
（ 上接 第 ８ ４页 ）
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远程电表原理
远程电表原理远程电表是一种可以实现远程抄表和远程控制的智能电表，它的原理主要基于物联网和通信技术。
远程电表的核心部件包括电能表、数据采集终端、通信模块和远程服务器。
在远程电表系统中，电能表负责实时采集电能使用情况，数据采集终端负责将采集到的数据传输到通信模块，通信模块再将数据发送到远程服务器，用户可以通过手机App或者网页端实现远程抄表和控制电能使用。
首先，远程电表的核心是电能表，它通过电流互感器和电压互感器实时采集电能使用情况。
电流互感器用于测量电路中的电流大小，而电压互感器则用于测量电路中的电压大小。
通过这两个参数的实时采集，电能表可以准确地计算出电能使用情况，包括用电量、功率、电压、电流等参数。
其次，数据采集终端负责将电能表采集到的数据传输到通信模块。
数据采集终端一般包括微处理器和存储器，它可以对采集到的数据进行处理和存储，然后通过通信模块将数据发送到远程服务器。
数据采集终端的设计需要考虑到数据传输的稳定性和安全性，以确保数据能够准确地传输到远程服务器。
然后，通信模块是远程电表系统的关键部件，它负责将数据从数据采集终端传输到远程服务器。
通信模块可以采用有线通信和无线通信技术，比如GPRS、3G、4G、NB-IoT等。
通过通信模块，远程电表可以实现远程抄表和远程控制，用户可以通过手机App或者网页端实时监测电能使用情况，并且可以远程控制电能使用，比如调整用电功率、开关电路等。
最后，远程服务器是整个远程电表系统的数据中心，它接收来自通信模块的数据，并且对数据进行存储、处理和分析。
远程服务器可以实现大规模的远程抄表和数据管理，可以为用户提供详细的电能使用报表和分析报告，帮助用户更好地管理电能使用。
总之，远程电表是一种基于物联网和通信技术的智能电表，它通过电能表、数据采集终端、通信模块和远程服务器实现远程抄表和远程控制。
远程电表系统的核心在于数据的采集、传输和管理，它可以为用户提供更便捷、更智能的用电管理服务。
远传计量系统介绍-百度
二、远传计量计费系统概述
计量形式
一、表具类型
空调：时间型、能量型（电磁式/超声式）
水表：脉冲型、直读型 电表：智能电表
二、付费形式 后付费、预付费（欠费自动切断功能）
三、空调系统计量形式比较
时间型
电动二通阀 风机盘管 空调系统 制冷或制热
否 不 否 计 费 否
是
风机盘管 是否运行
是
电动阀 是否打开
脉冲远传水表 外部+锂电池+电容 供电均失效时无法计量
光电直读水表 总线上供电
摄像直读水表 外部供电 传输数据与机械数据一致
接口方式
RS 485或M- bus
四、远传水表
注：市场上未找到既有远传功 能，又有预付费功能的水表。
五、智能电表
类型
远传电表
预付费电表
功能
接口方式
实时远传用电量
通过485总线网络、局域网网络
如果管道中的气体有一定流速V（该流速不等于
零），则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些， 而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样， 顺流传输时间tD会短些，而逆流传输时间tU会长 些。这里所说的长些或短些都是与气体不流动时 的传输时间相比而言；根据检测的方式，可分为 传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法 及相关法等不同类型的超声波流量计。
三、空调系统计量形式比较
电磁流量计
电磁流量计工作原理 根据法拉弟电磁感应原理工作的，在与测量管轴线和磁场磁力线相互垂直的管壁上有一对检
测电极，当导电液体沿测量管在与交变磁场中磁力线成垂直方向运动时，导电液体切割磁力
线产生感应电势，此感应电动势由测量管上两个检测电极检出，感应电动势与流体流速成正 比，根据感应电动势的大小计算流体的流量。 E=KBVD 式中： E—感应电势 D—测量管内径； B—电磁感应强度 V—平均流速 K—与磁场分布及轴向长度有关的系数
远程在线计量系统概述及基本理论
两相分离计量法 三相分离计量方法等。
5
目录
油井计量技术的发展 系统组成及功能 抽油机井在线计量的原理 高气液比抽油机井的计量 电泵井在线计量的原理 体会及建议
6
计量的作用
传统意义的计量-商品交易
可能经历连喷带抽和气体影响特征不明显两个阶段；
40
高气液比抽油机井的计量
（二）、气液比高井的计量界限问题 初步认为一般气体影响因子（泵入口压力下的气液比）在
6-8以上就可能出现“供液不足/气体影响特征无法识别”的情 况。
采用了套管定压放气装置和气锚的井，其临界气体影响因子 一般可以放到原来的1.5-2倍以上。
18
系统功能
1．油井工况检测功能 对自喷井、抽油机井、电潜泵井、螺杆泵井采集电压、电流、功率、载
荷、冲次、冲程、井口压力、油温、生产时率、曲柄销子、转速、扭矩 及巡井时间等生产参数。
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系统功能
1．油井工况检测功能 对自喷井、抽油机井、电潜泵井、螺杆泵井采集电压、电流、功率、载
荷、冲次、冲程、井口压力、油温、生产时率、曲柄销子、转速、扭矩 及巡井时间等生产参数。
20
系统功能
2．注水井工况监测功能 对注水井采集井口压力、温度、注水量等生产参数。
21
系统功能
3 数据管理功能 通过对生产参数的采集、过滤和处理，根据生产需要自动生成各种生产
报表和生产曲线。
22
系统功能
4、生产数据分析功能：地层压力、流动压力、含水、产液量、产油量、 油井生产能力分析、动液面等变化分析。
2
引言
3
引言
远程测量技术
远程测量技术简介远程测量技术是一种通过利用通信网络实现对远程目标进行测量和监测的技术。
它在多个领域中得到广泛应用，如工业生产、环境监测、医疗诊断等。
远程测量技术的发展使得我们能够在遥远的地方进行准确而实时的测量和监测，提高了工作效率和数据的可靠性。
远程测量技术的原理远程测量技术的原理是通过传感器将目标的物理量转化为电信号，然后将该信号传输到远程位置进行处理和分析。
传感器负责捕获目标的物理量，包括温度、压力、湿度等，并将其转化为电信号。
将信号通过通信网络传输到远程位置后，利用计算机等设备对信号进行处理和分析，最终得出目标的测量结果。
远程测量技术的应用工业生产在工业生产中，远程测量技术广泛应用于生产过程的监控和控制。
通过在生产线上布置传感器，可以实时监测生产中的关键参数，如温度、压力、流量等。
通过远程测量技术，生产人员可以及时获取生产过程中的数据，进行实时分析和调整，以提高生产效率和产品质量。
环境监测远程测量技术在环境监测领域也发挥着重要作用。
通过在城市、森林、海洋等地布置传感器，可以实时监测环境中的各种参数，如空气质量、水质状况、气象变化等。
这些数据对于环境保护和资源管理具有重要意义，通过远程测量技术，我们能够及时了解环境变化的情况，采取相应措施进行调整和管理。
医疗诊断远程测量技术在医疗诊断方面有着广泛应用。
通过在医院或家庭中布置传感器，可以实时监测患者的生命体征，如心率、血压、血糖等。
这些数据可以通过远程测量技术传输到医生的终端设备上，医生可以及时了解患者的健康状况，进行远程诊断和治疗建议。
远程测量技术的优势远程测量技术具有以下优势：- 实时性：通过远程测量技术，可以实时获取目标的测量数据，及时掌握目标的状态和变化。
- 无人化：远程测量技术的应用可以减少人力工作量，提高工作效率。
- 可靠性：远程测量技术可以减少人为误差，提高数据的准确性和可靠性。
- 经济性：远程测量技术的应用可以降低成本，提高资源利用效率。
热网远程计量管理系统
热网远程计量管理系统实现用户供气供热信息的实时准确监控，为供热厂家平衡热网运行状态提供了快速真实的现场数据。
系统为供热方提供了现代化的计量和收费管理，帮助用户快速发现热网运行漏洞，对于用户盗热行为实现快速声光报警并且短信通知相关人员。
二、系统组成
监控中心：中心服务器、外网固定IP、热网管理系统软件；
通信网络: 基于移GPRS或电信CDMA网络平台；
测控终端：IC卡控制终端、DTU模块；
计量仪表：积算仪、流量计、压力变送器、温度变送器、电动阀门。
供热蒸汽的实时用量监测：累计流量、剩余流量、热量、压力、温度、频率、差压等；
供热热水的流量、压力、温度监测；
IC卡预收费管理功能；
支持远程阀门的控制功能；
支持多种厂家积算仪组网；
支持停电报警，停电来电自动上报到监控中心；
支持测控箱门开关状态报警功能；
支持现场抓拍图像；
数据采集和信息查询功能；
生产各种数据统计报表、历史曲线报表、导出和打印功能数据异常自动声光报警功能；
短信通知功能：剩余量提醒、报警信息通知到相关人员手机。
现场图片。
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抽油机井在线计量的原理
油井计量的精度同时受特殊井况的影响
井身结构：斜井、定向井； 流体物性：高气液比、稠油、结蜡、出砂、乳化等； 工况故障：油管漏失、泵漏失、抽喷井、断脱等； 功图特征不明显井、多种故障重叠； 低产、低效井等。
高气液比抽油机井的计量问题
高气液比抽油机井的计量问题
（一）、中高气液比油井产液量计量现状 1、中高气液比功图量液方法有优势；
功能
玻璃管量 油 翻斗量油 三相分离 计量 两相分离 计量 远程计量
单一
中
复杂
是 长
高
差 高 较高 一般 差 高 高 高 差 高 较高 较高 好
一般
单一
较大
复杂
是 长
一般
单一
大
复杂
是 长
一般
单一
较大
复杂
是
较好
强大
小
简单
否
短
初期
中
一般
油井计量技术的发展
油井计量技术的发展方向
（1）向新技术方向发展
随着技术的进步及各种气体和液体流量计量新技术的广泛应用，油井 产量计量中必然越来越多地使用操作简单、及时方便的计量方法。 （2）向准确反映油井动态变化方向发展 我国油田多进入开发后期，需要准确及时地了解油井的生产状况，为 生产管理提供真实可信的数据，对能准确反映油井动态变化的要求必然越来 越高。
（3）向快速化方向发展
为了及时掌握油井的生产状况，需要缩短油井计量周期，对油井进行 更加频繁和及时的测量，因此必须提高油井计量速度。 （4）向自动化方向发展
自动化技术的发展为降低劳动强度和提高劳动生产率提供了可靠保证 。同时，为了实现油井准确、快速的测量，也必须采用自动化的测量方法。
油井计量技术的发展
高气液比抽油机井的计量
（四）、气液比高井的计量具有相对优势 （1）一般高气液比油井往往也是产量波动较大井； （2）传统方法高气液比油井的瞬时计量误差也很大； （3）应该说：在没有达到“排液段信息不明显”，即 “无法识别”的高气液比界限时，我们是不用担心“气液
比不准确”对抽油机井产液量的影响的。
高气液比抽油机井的计量
软件能自动诊断油井的故障类型：连抽带喷、固定凡尔卡死（不能打开）、 泵严重磨损（不能关闭）、抽油杆断脱、气锁、完全液击、气体影响、供液不 足、柱塞脱出工作筒、固定凡尔漏失、游动凡尔漏失、液体或机械摩阻、泵筒 弯曲、泵上下碰等。
系统功能
7 系统效率与损耗分析功能
系统功能
8．油井产量、电量计量功能 在油井正常运行期间，能够实现远程测试数据的自动录取，根据采集 的压力、转速、地面示功图、电量等数据，应用油井量油技术，计算油井 产液量，实现在无人值守情况下能及时掌握油井的动态变化和用电情况。
引言
引言
引言
目前国内各油田采用的油井产量计量方法主要有：
玻璃管量油孔板测气： 国内各油田普遍采用的传统方法，约占油
井总数的90%以上。该方法装备简单、投资少，但由于采用间歇量油的 方式来折算产量，导致原油系统误差为10% ～20%。
翻斗量油孔板测气：翻斗量油装置主要由量油器、计数器等组成。
一个斗装满时翻到排油，另一个斗装油，这样反复循环来累积油量。这 种量油装置结构简单，具有一定计量精度。
系统功能
9．油井生产系统分析与优化决策功能 根据检测数据，进行生产井参数优化设计、在线诊断、抽油井系统
效率分析等。
系统功能
10．网络查询功能 通过IE浏览器和专用的视频播放软件，在油田信息网上可随时浏览
各油水井的各个监控画面、实时生产数据、液量计量、工况诊断、优化
设计等结果，查询有关生产报表及分析结果。
高气液比抽油机井的计量
（二）、气液比高井的计量界限问题—其他因素 （1）振动载荷对功图的判断有一定的影响； （2）泵沉没度（连抽带喷）对功图的判断有一定的影响； 部分刚刚转抽的高气井可能会存在计量问题，刚刚转抽的高气井 可能经历连喷带抽和气体影响特征不明显两个阶段；
高气液比抽油机井的计量
（二）、气液比高井的计量界限问题 初步认为一般气体影响因子（泵入口压力下的气液比）在 6-8以上就可能出现“供液不足/气体影响特征无法识别”的情 况。 采用了套管定压放气装置和气锚的井，其临界气体影响因子 一般可以放到原来的1.5-2倍以上。 也就是说原来没有放气的井出现特征无法识别的情况，可
一个斗装满时翻到排油，另一个斗装油，这样反复循环来累积油量。这 种量油装置结构简单，具有一定计量精度。
两相分离计量法
三相分离计量方法等。
油井计量技术的发展
各种液量计量方式优缺点对比
量油方式
投资
地面 工艺
建站
管线公 里数 长
成熟 程度
维护 成本 较高
准确 度 一般
波动井 适应性 差
高气液 比 适应性 一般
地面 功图诊断
泵功图诊断
简单定性
定性半定量
完全定量
抽油机井在线计量的原理
“功图法”油井计量技术是依据游梁机-深井泵工作状态与油 井产液量变化关系，即把有杆泵抽油系统视为一个复杂的振动 系统，该系统在一定的边界条件和一定的初始条件（如周期条 件）下，对外部激励（地面功图）产生响应（泵功图）。然后 对此泵功图进行分析，确定泵的有效冲程、泵漏失、充满程度、 气影响等，计算井下泵排量，进而求出地面折算有效排量。
系统功能
5 报警功能 系统可对油井工况监控和故障诊断结果进行实时报警，可以设置报警的 种类、各种报警的展现方式（如报警信息的颜色、声音），并可以选择报警 的井范围。安装PES油井工况监控与分析系统实时报警软件的任何计算机终 端都能实时收到故障的语音、颜色、闪烁报警。
系统功能
6 抽油井工况诊断功能
油井计量技术的发展
油井计量技术的发展
目前国内各油田采用的油井产量计量方法主要有：
玻璃管量油孔板测气： 国内各油田普遍采用的传统方法，约占油
井总数的90%以上。该方法装备简单、投资少，但由于采用间歇量油的 方式来折算产量，导致原油系统误差为10% ～20%。
翻斗量油孔板测气：翻斗量油装置主要由量油器、计数器等组成。
以通过套管放气而变为可以识别的井。
高气液比抽油机井的计量
（二）、气液比高井的计量界限问题
如气油比500，含水80%，那么气液比为100，套压2MPa， 沉没度300米，则影响因子在2.0以下，一般是不会有问题的。
而气油比500，含水0%，那么气液比为500，套压1MPa，沉 没度100米，影响因子在15-20之间，就可能会出现不能准确计 算的情况。 在大港油田采油四厂白二站应用13井，没遇到“供液不足 /气体影响特征无法识别”的情况，说明采油四厂白二站所谓 的高含气并没有达到“供液不足/气体影响特征无法识别”的
（四）、气液比高井的计量具有相对优势
高气液比抽油机井的计量
（四）、气液比高井的计量相对优势对比
量油方法的相对优势区间
高气液比抽油机井的计量
（五）、通过优化设计可以改善计量状况
改善方法：
1）套管放气要实施—减少泵的气体质量通过量； 2）井下分离有意义—减少泵的气体质量通过量； 3）合理的下深，适当的加深泵挂—减少泵的气体质量通过量； --减小气体在泵入口压力下的体积比；
临界气液比，我们不用过分担心高气液比情况算不准。
高气液比抽油机井的计量
（二）、气液比高井的计量界限问题
高气液比抽油机井的计量
（三）传统方法高气液比油井的计量误差也很大； （1）气体分离不干净； （2）计量时地面集油管线内压力平衡打破，管线内
气体压缩或膨胀，井口流量和分离器流量不一致；
（3）分离器不同刻度段对应的计量产液量差异较大， 这一点在先导性试验中也已经有所总结； （4）流量计适应性不好。
该技术的本质是通过泵功图来实现泵的有效排量计算， 泵功图故障正确诊断是油井工况分析的前提，正确的油井 工况诊断是油井产液量计算的基础。
抽油机井在线计量的原理
SP SSO FPS SSC ARU
ARD FPT STC STO
常见油井故障泵功图的几何特征主要表现在8个点、2 条线和3个面积上，如图所示。其中，固定凡尔、游动凡尔 的开启、关闭点的是判断的关键性指标。
系统组成
系统工作流程
组成及功能
该解决方案包括井口监测设备和诊断计量分析设计软
件平台的智能化、网络化操作。通过选择适当的通信和网
络系统，可以实现24小时对油井工况实时监测，诊断分析
计量设计软件对接收信息和数据进行分析，提供出一个更
有效地解决方案来优化油井生产，进而对单井直至整个油 田生产； 3、过高的气液比会出现“功图特征无法识别”！
高气液比抽油机井的计量
（二）、气液比高井的计量界限问题 软件自动判断出凡尔开启点比较困难。究竟多高的气液比才不能计 量目前还不能找到明显的界限，但至少认识到不能由产气量和气液比简 单地划分界限，因为气体对泵效的影响与饱和压力、含水、套压、沉没 度均有关系。
抽油机井在线计量的原理
抽油机井在线计量的原理
“示功图法”计量关键技术是通过计算机模型成功地实 现了对泵功图的获取与识别，可以准确地确定凡尔的开启、
关闭四个关键点，描述出泵功图的关键点、关键线和关键 面积等的几何特征，计算出产液量，并且准确地运用几何 特征、矢量特征、神经网络方法实现对泵功图故障正确诊 断。
单井远程在线计量与分析系统 概述及基本理论
中国石油大学（北京） 北京雅丹石油技术开发公司
引言
人类已经进入21世纪---信息化时代
信息化的标志已经进入到各行各业,渗透到社会的各个
角落。个人也都佩带了信息化的标志—手机。
产值最大的行业：石油工业
石油工业的基础：油井 油井：钢铁+电+人工管理 我们的最终目标----数字化油田 过程：自动化、信息化、数字化