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• 關鍵詞： 煤層氣
• 摘要：煤層氣俗稱“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷),與煤炭伴生、以吸附狀態儲存于煤層內的非常規天然氣，熱值是通用煤的2-5倍，主要成分為甲烷。1立方米純煤層氣的熱值相當于1.13kg汽油、1.21kg標準煤，其熱值與天然氣相當，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產生任何廢氣，是上好的工業、化工、發電和居民生活燃料。

煤層氣解決方案

煤層氣俗稱“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷),與煤炭伴生、以吸附狀態儲存于煤層內的非常規天然氣，熱值是通用煤的2-5倍，主要成分為甲烷。1立方米純煤層氣的熱值相當于1.13kg汽油、1.21kg標準煤，其熱值與天然氣相當，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產生任何廢氣，是上好的工業、化工、發電和居民生活燃料。煤層氣空氣濃度達到5%-16%時，遇明火就會爆炸，這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。煤層氣直接排放到大氣中，其溫室效應約為二氧化碳的21倍，對生態環境破壞性極強。在采煤之前如果先開采煤層氣，煤礦瓦斯爆炸率將降低70%到85%。煤層氣的開發利用具有一舉多得的功效：提高瓦斯事故防范水平，具有安全效應；有效減排溫室氣體，產生良好的環保效應；作為一種高效、潔凈能源，商業化能產生巨大的經濟效益。

我國煤層氣資源豐富。據煤層氣資源評價，我國埋深2000m以淺煤層氣地質資源量約36萬億立方米，主要分布在華北和西北地區。其中，華北地區、西北地區、南方地區和東北地區賦存的煤層氣地質資源量分別占全國煤層氣地質資源總量的56.3%、28.1%、14.3%、1.3%。1000m以淺、1000～1500m和1500～2000m的煤層氣地質資源量，分別占全國煤層氣資源地質總量的38.8%、28.8%和32.4%。

結合煤層氣田實際情況，根據減員增效、安全生產的原則，吸收國內其它油田成功經驗，選用成熟、安全、可靠的自動化系統和設備，達到技術可靠、節省投資、方便生產，以適應油田人煙稀少、氣候惡劣地區特點。保證煤層氣田井、站安全、平穩運行，從監控、預測、預報、報警、事故分析與對策等方面建立安全體系。

煤層氣系統結構

根據氣田煤層氣工程總體工藝流程及系統功能，本方案將數字化采集系統大致分為2層。

第1層為數據采集層，由RTU與一次儀表構成，完成現場原始數據的采集與預處理。根據設計需求還可以實現現場的數據存儲，以保證通訊中斷后數據的連續性。

第2層為數據監控層。這層即為集氣站的站控系統軟件平臺，平臺利用各種軟件遠程仿真現場，實現數據實時監控、實時報警、遠程控制等功能。

氣田SCADA系統兩層結構圖如下：

通信系統作為SCADA系統安全、高效運行的基礎支撐平臺，其穩定性、可靠性將是影響SCADA系統至關重要的因素。通信系統設計應包括良好的網絡規劃、合理的系統結構設計、足夠的信息帶寬估計、安全經濟的信道冗余、設備選型、通信軟件設計等多方面工作。

根據煤層氣田生產應用需求，為了選擇合理、經濟的通信方案，必須因地制宜，在充分考慮資金投入可能性的前提下，高度重視氣田所處的環境和氣候條件，這將是影響通信系統設計選型的重要因素。

由于煤層氣田現場環境惡劣，因此煤層氣田SCADA系統的通信系統和設備，首先必須具備卓越的溫度性能和良好的穩定性和可靠性。其次，充分考慮地勢變化、煤層氣田井口分散情況、系統建成后將隨時擴容等因素，因此在通信系統方案設計上，應考慮實際系統信道能否真正暢通，確保SCADA系統安全、高效運行。另外，從通信系統建設投入和周期上，應充分考慮到油田快速發展和投入回報的需要，應在兼顧適當投入和快速建設的前提下，確保通信系統建設與油田整體建設相適應，實現真正的高性能價格比。

系統功能

系統特點

標準規范

典型業績

根據氣田煤層氣工程設計，本設計方案將使煤層氣數字化系統實現以下功能。

采氣井場:自動控制、自動計量、現場無人值守

■采氣井場：各個井口的天然氣流量采集；

■采氣井場井場橇裝計量裝置：采集儀表數據如壓力、溫度、流量；

■采氣井場井場橇裝計量裝置：多通閥自動選井、單井日產氣量自動計量；

■采氣井場井場橇裝計量裝置：單井產氣量計量時，來氣單井溫度、壓力信息的獲取存儲；

采氣井口：遠程數據采集和啟停井、現場無人值守

■采氣井口：遠程啟停控制、變頻調節；

■采氣井口：三相電量、電功率、功率因數等電參數采集；

■采氣井口：預留接口方便將來示功圖采集、水量采集；已有儀表的采集；

集氣站：站內數據采集和自動控制，對下屬采氣井場的遠程監控、自動計量和啟停井

■集氣站進站壓力檢測報警聯鎖關斷出站電動閥；

■集氣站進站溫度檢測；

■進站分離器液位高低檢測報警聯鎖液相電動閥；

■集氣站出站壓力檢測報警聯鎖關斷出站電動閥；

■集氣站天然氣流量計量顯示；

■結構先進，易于擴展，可多站協調工作，組建復雜系統

■模塊化設計工業標準設計，DIN導軌安裝結構，方便現場安裝

■經濟可靠、功能強大的通信接口，支持ModbusRTU／ASCII／TCP、DNP3（可選）等通信協議，具有RS232、RS485、Ethernet等通信接口

■高效的工程開發工具，符合IEC61131-3標準，支持LD、FBD、IL、ST、SFC五種程序語言

■友好的人機界面

■功能強大的硬件系統，采用32位ARM處理器，嵌入式實時多任務操作系統(RTOS)

■先進的冗余/容錯方式

■經濟高效的RTU系統

■工作溫度-40～+70℃，工作濕度5～95%RH，適應各種惡劣環境

■通過CE認證，達到EMC電磁兼容3級標準

■QS9000質量管理體系

《油氣田及管道儀表控制系統設計規范》；SY/T0090-96

《油氣田及管道計算機控制系統設計規范》；SY/T0091-96

《石油化工可燃氣體和有毒氣體監測報警設計規范》；SH3063-1999

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