CN212130044U - 油气田及管道管控式电、控、信集成小屋 - Google Patents

Abstract

一种油气田及管道管控式电、控、信集成小屋，包括小屋结构、小屋内设备布局、供电电源及云平台监控系统，小屋结构按供电级别设计，10 KV电源小屋设为三间室，0.4KV电源设为二间室，将电力、自控、通信等系统集成于密封、防潮、防锈、防火、防腐的金属体小屋内，实现结构一体化、配电一体化、运行管理监控一体化的“三化模式，是一种创新的快速装配式建造的油气田及管道管控式电、控、信集成小屋系统，为油田高水平、高速度开发奠定了基础。

Description

油气田及管道管控式电、控、信集成小屋

技术领域

本实用新型属于油田开发的集成设计、安装、调试、运输技术领域，具体涉及油气田及管道管控式电、控、信集成小屋。

背景技术

EIT集成小屋系统技术，将电力（E）、仪表（I）、通信（T）专业的设备集成于电气化小屋内，在工厂集成安装、完成相互之间的连接线，进行联合调试后，再整体运输到施工现场，采用吊装方式安装于提前预制的设备基础上，完成现场安装。EIT集成小屋系统技术是油气田及长输管道中供配电方案的发展趋势。随着国民经济与社会的快速发展，能源需求的快速增长和人力资源紧张、建设工期紧、工程质量需要提高之间所形成的矛盾日益突出，加快施工进度，提高施工质量需要，急需模块化、标准化与工厂化生产工程集成。传统模式设备现场接线、调试的工作量相当大，尤其现场施工安装需要等土建专业施工完毕之后才能够进场，对工程的建设周期产生了严重的制约。研制模块化、集成化电、控、信组合系统设备，确保了石油天然气工程安全、绿色、环保、节能，还能够有效的减少设计、施工、调试等方面的工作量，并可对检修维护工作进行远程诊断，提升了整体管理水平。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种油气田及管道管控式电、控、信集成小屋，改变传统的现场安装、现场接线、现场调试、功能单一、控制技术落后，不适应高效油田开发的现状。

本实用新型的技术方案通过以下新技术实现的：

一种油气田及管道管控式电、控、信集成小屋，包括小屋结构、小屋内设备布局、供电电源及云平台监控系统，其特征在于：小屋结构按供电级别设计，10 KV电源小屋设为三间室，0.4KV电源设为二间室，10KV 电源小屋的中间室设为控制室，右边一室设为电池室，左边一室设为交流电源室，在电池室右侧墙壁中部设有一个对开门；在控制室的后侧墙壁右侧设有一个对开门，在前侧墙壁右侧设有一个对开门，左侧设有一个单开门；在交流供电室的左侧墙壁中部设有一个对开门；在电池室内设有摆放电池的电池柜，后侧墙壁上设有红外监控摄像头，前侧墙壁上设有防爆轴流风机左侧墙壁上设有空调室内机；在控制室内的后对开门处并排设有通信柜和自控柜，在前开门处并排设有低压交流柜和24V直流柜，中间设有防火密封模块，在右侧墙上设有空调室内机，在左侧墙上或墙根并排设有照明配电箱、空调配电箱、湿度变送器和电位采集器在后侧墙壁的内侧设有等电位箱和红外监控摄像头，后侧墙外侧设有空调室外机；在交流电源室的左墙壁中部设有对开门，室内设有相隔安全距离的高压变压器、高压环网柜和防火密封模块。

所述0.4KV电源二间室小屋安系列产品设计，分为0.4KV监控及阴极保护型小屋，0.4KV监控、阴极保护及光中继站型小屋，0.4KV监控型小屋和0.4KV紧凑型监控小屋；在0.4KV监控及阴极保护型小屋右室前后墙壁的右侧设有相对的对开门，在右侧墙壁中部设有一个单开门，在后对开门对应的室内并排设有阴极保护柜、通讯柜和自控柜，在前对开门对应的室内并排设有24V直流柜和低压交流柜在右室的右墙壁中部设有一个单开门，在右开门的内侧设有防火密封模块，在右室前后墙壁上设有等电位箱，前墙壁设有空调室外机，在右室左墙壁墙根设有温湿度变送器、空调室内机、空调配电箱和照明配电箱，在屋顶上设有红外监控摄像头；在右室的墙壁上设有空调室内机，在左室左墙壁上上设有对开门，在左室前墙壁上设有防爆轴流风机，在左室内设有电池柜，在屋顶设有红外监控摄像头。

所述0.4KV监控、阴极保护及光中继站型小屋设为长方形，在右间室后墙壁的右侧设有对开门，在后墙壁的左侧设有向内凹的空调室外机座，在前墙壁的右侧设有对开门，在右墙壁的中部设有对开门，在后开门内侧并排设有阴极保护柜、通信柜和自控柜，在前开门内侧并排设有48V直流柜、24V直流柜和低压交流柜，在内凹后墙壁内侧设有等电位箱、空调配电箱和照明配电箱，在前墙壁内侧设有等电位箱，在左墙壁内侧设有空调室内机和温湿度变送器，屋顶上设有红外监控摄像头，在右对开门的内侧设有防火密封模块；在左室的左墙壁中部设有对开门，在右墙壁山内侧设有空调室内机，在前墙壁外侧设有防爆轴流风机。

所述两间室紧凑型监控小屋和监控小屋，根据安装位置设计形状、开门位置和数量不同，小屋内装配设备相同，安装位置不同；所述两间室紧凑型监控小屋设为长方形、在右间室后墙壁中部设有两个对开门，两边各自设有一个单开门，在前墙壁中部设有两个对开门；在在右间室中部并排设有防火密封模块、24V直流柜、自控柜和防火密封模块，在右室的右侧设有温湿度变送器和等电位箱，在右室的左侧前面设有等电位箱和电位采集器，在右室左侧的墙壁上设有空调配电箱和照明配电箱；在左室前后墙壁上设有对称的对开门室内设有摆放电池的电池柜，在左室的左墙壁的外侧设有防爆轴流风机和空调室外机；所述监控型小屋设为正方形，在右室的右墙壁中部设有推拉门或对开门，在右室后墙壁外侧设有防爆轴流风机和空调室外机，在右室右墙壁上石油空调室内机在屋顶上设有红外监控摄像头，在右室内设有摆放电池的电池柜；在左室前后的墙壁上设有对开门，在左室的左墙壁中部设有单开门，在后门的内侧并排设有低压交流柜和24V直流柜，在前门的内侧并排设有自控柜和通信柜，在左室右墙壁上或墙根设有空调配电箱、照明配电箱、空调室内机在前后座墙角处各自设有一台等电位箱，在左室的中部设有防火密封模块。

所述云平台监控系统是基于云计算的B/S架构的软件，小屋系统内设置智能网关，设备数据通过4G无线网络被采集到云端服务器之后进行展示和分析。

所述小屋框架采用Q235B型钢材或不锈钢材制作。屋檩及墙檩采用防腐热浸锌处理冷弯薄壁型钢制作，墙体、屋顶、地板采用外侧采用压型钢板，内侧采用岩棉夹芯板制作，小屋框架焊接在撬块上，线缆通道采用2mm镀锌管折弯组装在墙壁上；小屋门内嵌外开，门的设计尺寸与所装设备的尺寸相配合，且为符合消防相关规范的甲级防火门；门可开启90度；具备防撬、保温、隔热、隔声，锁孔防雨等功能。

所述小屋内电气设备金属外壳、小屋法拉第笼和电缆镀锌管，设计成一个完整的防雷电、电磁脉冲敷设的初级屏蔽笼，并将屏蔽笼中的钢结构和室内外接地网进行有效地电气连接。

所述高压间及电池间均采用外门下部区域设置防沙防雨百叶窗自然通风，以及外墙上部区域设置轴流风机机械通风的联合通风方式。

所述电力整流单元采用2n冗余方式叠加运行，可带电插拔。

所述小屋系统可对蓄电池进行均浮充管理，并可在线监测蓄电池组总电压、充放电电流、单节电池内阻、单节电池温度、单节电池电量。

本实用新型的工作原理：

通过对本实用新型的结构实际和室内设备的优选和布局，采用了先进的云平台监控系统对油气田及管道进行电、控、信集成管理，并室内预制，现场安装，形成先进的油田开发模式，云平台监控系统是基于云计算的B/S架构的软件，小屋系统内设置智能网关，设备数据通过4G无线网络被采集到云端服务器之后进行展示和分析。设备的运行工况实时传到监控中心，专家可以进行设备的健康诊断，维护建议；当设备发生故障时，通过故障录波文件，可以快速分析原因，指导现场排除，维护时间缩短90%以上。用户可查看具有权限的设备信息和分析报告，设备发生故障时系统推送告警信息给登录至系统的相关用户，系统还提供邮件、微信服务接口，推送信息。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供的油气田及管道电、控、信集成小屋，其高度集成，由不同专业单一设备打破设备属性，呈现工程属性在工厂完成，节约征地、缩短建设周期、改善施工环境、使用后更加环保、节能、可靠、保障石油天然气安全、稳定运行。

2、小屋框架为型钢焊接框架式结构，在对该系统进行运输和吊装的时候，底座上的支撑板和支撑柱之间能够通过连接钢板来连接在一起，有足够的机械强度和刚度，确保在起吊和运输的时候，结构之间的连接紧密，在受力的时候装置不会发生形变和损伤。

3、采用柔性直流供配电系统替代原有的交流供配电系统，为站内关键设备，如自控、通信等提供能源，减少供电环节，提高了供电可靠性。

4、云平台监控系统是基于云计算的B/S架构的软件，小屋系统内设置智能网关，设备数据通过4G无线网络被采集到云端服务器之后进行展示和分析。设备的运行工况实时传到监控中心，专家可以进行设备的健康诊断，维护建议；当设备发生故障时，通过故障录波文件，可以快速分析原因，指导现场排除，维护时间缩短90%以上。用户可查看具有权限的设备信息和分析报告，设备发生故障时系统推送告警信息给登录至系统的相关用户，系统还提供邮件、微信服务接口，推送信息。

附图说明

图1 -10kv监控型小屋系统平面布置图；

图2- 0.4kv监控型小屋平面布置图；

图3- 0.4kv监控及阴保站型小屋平面布置图；

图4-0.4kv监控、阴保站及光中继站型小屋平面布置图；

图5-0.4kv紧凑式监控型小屋平面布置图；

图6 小屋的左视结构示意图。

图7-云平台监控系统方框示意图

图中：1-高压环网柜；2-变压器柜；3-低压交流柜；4-24V直流柜；5-48V直流柜；6-自控柜；7-通信柜；8-阴保柜；9-电池柜；10-等电位箱；11-空调配电箱；12-照明配电箱；13-电位采集器；14-温湿度变送器；15-红外监控摄像头；16-防爆红外监控摄像头；17-防爆轴流风机；18-空调室内机；19-空调室外机；20-防火密封模块、21-小屋。22-门23-撬块。

具体实施方式

为进一步公开本实用新型的技术方案，下面结合说明书附图，通过实施例作详细说明：

实施例1，以图1为例，一种油气田及管道管控式电、控、信集成小屋系统，包括小屋结构、小屋内设备布局、供电电源及云平台监控系统，其特征在于：小屋结构按供电级别设计，10 KV电源小屋设为三间室，0.4KV电源设为二间室，10KV 电源小屋的中间室设为控制室，右边一室设为电池室，左边一室设为交流电源室，在电池室右侧墙壁中部设有一个对开门；在控制室的后侧墙壁右侧设有一个对开门，在前侧墙壁右侧设有一个对开门，左侧设有一个单开门；在交流供电室的左侧墙壁中部设有一个对开门；在电池室内设有摆放电池的电池柜9，后侧墙壁上设有红外监控摄像头15，前侧墙壁上设有防爆轴流风机17，左侧墙壁上设有空调室内18；在控制室内的后对开门处并排设有通信柜7和自控柜6，在前开门处并排设有低压交流柜3和24V直流柜4，中间设有防火密封模块20，在右侧墙上设有空调室内机18，在左侧墙上或墙根并排设有照明配电箱12、空调配电箱11、温湿度变送器14和电位采集器13，在后侧墙壁的内侧设有等电位箱10和红外监控摄像头15，后侧墙外侧设有空调室外机19；在交流电源室的左墙壁中部设有对开门，室内设有相隔安全距离的高压变压器2、高压环网柜1和防火密封模块20。

实施例2，以图4为例，所述0.4KV监控、阴极保护及光中继站型小屋设为长方形，在右间室后墙壁的右侧设有对开门，在后墙壁的左侧设有向内凹的空调室外机座，在前墙壁的右侧设有对开门，在右墙壁的中部设有对开门，在后开门内侧并排设有阴极保护柜8、通信柜7和自控柜6，在前开门内侧并排设有48V直流柜5、24V直流柜4和低压交流柜3，在内凹后墙壁内侧设有等电位箱10、空调配电箱11和照明配电箱12，在前墙壁内侧设有等电位箱10，在左墙壁内侧设有空调室内机18和温湿度变送器14，屋顶上设有红外监控摄像头15，在右对开门的内侧设有防火密封模块20；在左室的左墙壁中部设有对开门，在右墙壁山内侧设有空调室内机18，在前墙壁外侧设有防爆轴流风机17,屋顶设有红外监控摄像头15，在左室内设有摆放电池的电池柜9。

上述技术所述小屋21，小屋框架为预制撬装23结构，采用Q235B型钢材或不锈钢材制作，底架部分型钢采用不小于14#槽钢焊接，屋檩及墙檩采用冷弯薄壁型钢制作，表面做防腐热浸锌处理。墙体、顶面、地板外侧采用压型钢板焊接，内侧采用岩棉夹芯板填充。作为隔热夹芯层。小屋内设备基础要求采用型钢制作，并焊接在撬内底架型钢上。线缆通道采用镀锌管折弯组装而成。门22采用防火保温门，内嵌外开，可开启90度。如图6所示。

（2）利用小屋的金属屋面作为接闪器，利用垂直钢柱作为引下线，且钢柱与屋面金属板和金属底架之间可靠焊接。小屋底架四角外设有4个明显接地点，该接地点采用铜板与底架可靠焊接，并配有铜质螺栓。小屋内地板下设置局部等电位箱端子，并采用-40X4热镀锌扁钢作为接地线，各电气设备外壳采用16mm²黄绿接地线接至等电位箱连接线。

（3）户外电缆进入小屋采用电缆下进线方式，小屋进出线电缆采用20防火密封模块进行封堵。小屋内设备之间的电缆采用镀锌管敷设。

（4）高压环网柜1、变压器柜2置于高压间，采用焊接方式固定在设备基础上。

（5）低压交流柜3、24V直流柜4、48V直流柜5置于设备间一侧，成排布置，采用焊接方式固定在设备基础上。

（6）自控柜6、通信柜7、阴保柜8置于设备间另一侧，成排布置，采用焊接方式固定在设备基础上。

（7）电池柜9置于电池间，采用焊接方式固定在设备基础上。

（8）等电位箱10设置于设备间两侧地板之上，设置检修口，便于接线操作。

（9）空调配电箱11，用于空调供电；照明配电箱12用于小屋内各小室照明供电；设置电位采集器11，用于油气田管道防腐蚀系统信号采集；设置温湿度变送器14用于检测设备间温湿度数据。

（10）在设备间设置红外监控摄像头15，电池间设置防爆红外监控摄像头15，小屋外门设置限位开关。

（11）高压室及电池间均采用外门下部区域设置防沙防雨百叶窗，外墙上部区域设置防爆轴流风机17机械通风，换气次数10次/h，风机平时可手动启、停。

（12）设备间和电池间设置空调室内机18，空调室外机19悬挂于小屋外的设备支架上，如图1、2、3、5；或嵌入小屋外墙，如图4，并用成品金属百叶覆面。

（13）云平台管理设计

如图7所示，云平台监控系统是基于云计算的B/S架构的软件，在小屋④24V直流柜内设置智能网关，设备数据通过4G无线网络被采集到云端服务器之后进行展示和分析，设备的运行工况实时传到监控中心，设备发生故障时系统推送告警信息给登录至系统的相关用户，系统还提供邮件、微信服务接口，推送信息。专家可以进行设备的健康诊断，维护建议；当设备发生故障时，通过故障录波文件，可以快速分析原因，指导现场排除，维护时间缩短90%以上。用户可查看具有权限的设备信息和分析报告，设备发生故障时系统推送告警信息给登录至系统的相关用户，系统还提供邮件、微信服务接口，推送信息。

Claims (7)

1.一种油气田及管道管控式电、控、信集成小屋，包括小屋结构、小屋内设备布局、供电电源及云平台监控系统，其特征在于：小屋结构按供电级别设计，10 KV电源小屋设为三间室，0.4KV电源设为二间室，10KV 电源小屋的中间室设为控制室，右边一室设为电池室，左边一室设为交流电源室，在电池室右侧墙壁中部设有一个对开门；在控制室的后侧墙壁右侧设有一个对开门，在前侧墙壁右侧设有一个对开门，左侧设有一个单开门；在交流供电室的左侧墙壁中部设有一个对开门；在电池室内设有摆放电池的电池柜（9），后侧墙壁上设有红外监控摄像头（15），前侧墙壁上设有防爆轴流风机（17），左侧墙壁上设有空调室内机（18）；在控制室内的后对开门处并排设有通信柜（7）和自控柜（6），在前开门处并排设有低压交流柜（3）和24V直流柜（4），中间设有防火密封模块（20），在右侧墙上设有空调室内机（18），在左侧墙上或墙根并排设有照明配电箱（12）、空调配电箱(11)、温湿度变送器(14)和电位采集器(13)，在后侧墙壁的内侧设有等电位箱(10)和红外监控摄像头(15)，后侧墙外侧设有空调室外机(19)；在交流电源室的左墙壁中部设有对开门，室内设有相隔安全距离的高压变压器(2)、高压环网柜(1)和防火密封模块(20)。

2.根据权利要求1所述的油气田及管道管控式电、控、信集成小屋，其特征在于：所述0.4KV电源二间室小屋安系列产品设计，分为0.4KV监控及阴极保护型小屋，0.4KV监控、阴极保护及光中继站型小屋， 0.4KV监控型小屋和0.4KV紧凑型监控小屋，所述在0.4KV监控及阴极保护型小屋右室前后墙壁的右侧设有相对的对开门，在后对开门对应的室内并排设有阴极保护柜（8）、通信柜（7）和自控柜（6），在前对开门对应的室内并排设有24V直流柜（4）和低压交流柜（3），在右室的右墙壁中部设有一个单开门，在右开门的内侧设有防火密封模块（20），在右室前后墙壁内侧设有等电位箱（10），前墙壁外侧设有空调室外机（19），在右室左墙壁内侧设有温湿度变送器（14）、空调室内机（18）、空调配电箱（11）和照明配电箱（12），在屋顶上设有红外监控摄像头（15）；在左室的右墙壁上设有空调室内机（18），在左室左墙壁上设有对开门，在左室前墙壁上设有防爆轴流风机(17)，在左室内设有电池柜(9)。

3.根据权利要求1或2所述的油气田及管道管控式电、控、信集成小屋，其特征在于：所述0.4KV监控、阴极保护及光中继站型小屋，在右间室后墙壁的右侧设有对开门，在后墙壁的左侧设有向内凹的空调室外机座，在前墙壁的右侧设有对开门，在右墙壁的中部设有对开门，在后开门内侧并排设有阴极保护柜（8）、通信柜（7）和自控柜（6），在前开门内侧并排设有48V直流柜（5）、24V直流柜（4）和低压交流柜（3），在内凹后墙壁内侧设有等电位箱(10)、空调配电箱(11)和照明配电箱(12)，在前墙壁内侧设有等电位箱(10)，在左墙壁内侧设有空调室内机(18)和温湿度变送器(14)，屋顶上设有红外监控摄像头(15)，在右对开门的内侧设有防火密封模块(20)；在左室的左墙壁中部设有对开门，在右墙壁山内侧设有空调室内机(18)，在前墙壁外侧设有防爆轴流风机(17),屋顶设有红外监控摄像头(15)，在左室内设有摆放电池的电池柜(9)。

4.根据权利要求1或2所述的油气田及管道管控式电、控、信集成小屋，其特征在于：所述0.4KV监控型小屋和0.4KV紧凑型监控小屋，根据安装位置设计形状、开门位置和数量不同，小屋内装配设备安装位置不同；所述0.4KV紧凑型监控小屋设为长方形、在右间室后墙壁中部设有两个对拉门或对开门，两边各自设有一个单开门，在前墙壁中部设有两个对拉门或对开门；在右间室中部并排设有防火密封模块、24V直流柜、自控柜和防火密封模块，在右室的右侧设有温湿度变送器和等电位箱，在右室的左侧前面设有等电位箱和电位采集器，在右室左侧的墙壁上设有空调配电箱和照明配电箱；在左室前后墙壁上设有对称的推拉门或对开门,室内设有摆放电池的电池柜，在左室的左墙壁的外侧设有防爆轴流风机和空调室外机；所述监控型小屋设为正方形，在右室的右墙壁中部设有推拉门或对开门，在右室后墙壁外侧设有防爆轴流风机和空调室外机,在右室右墙壁上设有空调室内机，在屋顶上设有红外监控摄像头，在右室内设有摆放电池的电池柜；在左室前后的墙壁上设有推拉或对开门，在左室的左墙壁中部设有单开门，在后门的内侧并排设有低压交流柜和24V直流柜，在前门的内侧并排设有自控柜和通信柜，在左室右墙壁上或墙根设有空调配电箱、照明配电箱、空调室内机在前后座墙角处各自设有一台等电位箱，在左室的中部设有防火密封模块。

5.根据权利要求1或2所述的油气田及管道管控式电、控、信集成小屋，其特征在于：小屋框架采用Q235B型钢材或不锈钢材制作，屋檩及墙檩采用防腐热浸锌处理冷弯薄壁型钢制作，墙体、屋顶、地板采用外侧采用压型钢板，内侧采用岩棉夹芯板制作，小屋框架焊接在撬块上，线缆通道采用2mm镀锌管折弯组装在墙壁上；小屋门内嵌外开，门的设计尺寸与所装设备的尺寸相配合，且为符合消防相关规范的甲级防火门；门可开启90度；具备防撬、保温、隔热、隔声，锁孔防雨等功能。

6.根据权利要求1或2所述的油气田及管道管控式电、控、信集成小屋，其特征在于：所述小屋内电气设备金属外壳、小屋法拉第笼和电缆镀锌管，设计成一个完整的防雷电、电磁脉冲敷设的初级屏蔽笼，并将屏蔽笼中的钢结构和室内外接地网进行有效地电气连接。

7.根据权利要求1或2所述的油气田及管道管控式电、控、信集成小屋，其特征在于：所述高压间及电池间均采用外门下部区域设置防沙防雨百叶窗自然通风，以及外墙上部区域设置轴流风机机械通风的联合通风方式。

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