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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(tài)儲(chǔ)存于煤層內(nèi)的非常規(guī)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(dāng)于1.13kg汽油、1.21kg標(biāo)準(zhǔn)煤，其熱值與天然氣相當(dāng)，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產(chǎn)生任何廢氣，是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活燃料。煤層氣空氣濃度達(dá)到5%-16%時(shí)，遇明火就會(huì)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(yīng)約為二氧化碳的21倍，對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞性極強(qiáng)。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(fā)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(yīng)；有效減排溫室氣體，產(chǎn)生良好的環(huán)保效應(yīng)；作為一種高效、潔凈能源，商業(yè)化能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

我國(guó)煤層氣資源豐富。據(jù)煤層氣資源評(píng)價(jià)，我國(guó)埋深2000m以淺煤層氣地質(zhì)資源量約36萬(wàn)億立方米，主要分布在華北和西北地區(qū)。其中，華北地區(qū)、西北地區(qū)、南方地區(qū)和東北地區(qū)賦存的煤層氣地質(zhì)資源量分別占全國(guó)煤層氣地質(zhì)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(zhì)資源量，分別占全國(guó)煤層氣資源地質(zhì)總量的38.8%、28.8%和32.4%。

結(jié)合煤層氣田實(shí)際情況，根據(jù)減員增效、安全生產(chǎn)的原則，吸收國(guó)內(nèi)其它油田成功經(jīng)驗(yàn)，選用成熟、安全、可靠的自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備，達(dá)到技術(shù)可靠、節(jié)省投資、方便生產(chǎn)，以適應(yīng)油田人煙稀少、氣候惡劣地區(qū)特點(diǎn)。保證煤層氣田井、站安全、平穩(wěn)運(yùn)行，從監(jiān)控、預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、報(bào)警、事故分析與對(duì)策等方面建立安全體系。

煤層氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)氣田煤層氣工程總體工藝流程及系統(tǒng)功能，本方案將數(shù)字化采集系統(tǒng)大致分為2層。

第1層為數(shù)據(jù)采集層，由RTU與一次儀表構(gòu)成，完成現(xiàn)場(chǎng)原始數(shù)據(jù)的采集與預(yù)處理。根據(jù)設(shè)計(jì)需求還可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以保證通訊中斷后數(shù)據(jù)的連續(xù)性。

第2層為數(shù)據(jù)監(jiān)控層。這層即為集氣站的站控系統(tǒng)軟件平臺(tái)，平臺(tái)利用各種軟件遠(yuǎn)程仿真現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警、遠(yuǎn)程控制等功能。

氣田SCADA系統(tǒng)兩層結(jié)構(gòu)圖如下： 

通信系統(tǒng)作為SCADA系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行的基礎(chǔ)支撐平臺(tái)，其穩(wěn)定性、可靠性將是影響SCADA系統(tǒng)至關(guān)重要的因素。通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)包括良好的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、足夠的信息帶寬估計(jì)、安全經(jīng)濟(jì)的信道冗余、設(shè)備選型、通信軟件設(shè)計(jì)等多方面工作。

根據(jù)煤層氣田生產(chǎn)應(yīng)用需求，為了選擇合理、經(jīng)濟(jì)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(huán)境和氣候條件，這將是影響通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型的重要因素。

由于煤層氣田現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，因此煤層氣田SCADA系統(tǒng)的通信系統(tǒng)和設(shè)備，首先必須具備卓越的溫度性能和良好的穩(wěn)定性和可靠性。其次，充分考慮地勢(shì)變化、煤層氣田井口分散情況、系統(tǒng)建成后將隨時(shí)擴(kuò)容等因素，因此在通信系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)上，應(yīng)考慮實(shí)際系統(tǒng)信道能否真正暢通，確保SCADA系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行。另外，從通信系統(tǒng)建設(shè)投入和周期上，應(yīng)充分考慮到油田快速發(fā)展和投入回報(bào)的需要，應(yīng)在兼顧適當(dāng)投入和快速建設(shè)的前提下，確保通信系統(tǒng)建設(shè)與油田整體建設(shè)相適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)真正的高性能價(jià)格比。