科创中国

本项目属于化工仪器仪表与自动化装备领域。 油气开采过程关键参数的全量程在线测量与自动化集成控制作为油气田高效开采的关键技术，科技含量高、技术难度大、应用环境恶劣、稳定性和可靠性要求苛刻，关系着油气田安全、高效和可靠开采与生产，其核心技术一直被国外企业所垄断，严重阻碍了我国油气开采的快速发展。针对上述行业难题，项目组经过十多年的研究与开发，系统、深入研究了油气开采过程关键参数（包括含水率、井下压力、阀门定位精度等）在线测量与集成控制关键技术，突破了长期制约油气开采的多相流含水率测量“范围窄且精度低”、油气井下压力测量难、油气流体管道阀门定位控制稳定性差、油气田综合测控自动化水平低等行业技术难题，研发了具有完全自主知识产权的30多种型号的油气开采系列仪器与自动化装备，包括微波原油含水率分析仪、油气井下压力测试系统、油气流体管道新型智能阀、煤层气综合自动化测控系统、油气液位测控系统、柱塞气举和泡排综合系统等，多项产品填补了国内外空白，实现了产业化。

要创新点如下： 1. 提出了基于微波原理的原油含水率全量程高精度在线测量新技术，研制了多型油井含水率在线检测分析仪器，在国内外首次将全量程0%-100%范围内含水率在线测量误差控制在3%以内，解决了油田含水率全范围在线测量的行业难题。在大庆油田2018年组织的全国主要原油含水率分析仪厂家测试中，本项目研发的微波原油含水率分析仪各项指标第一，是唯一测试通过满足厂方要求的产品。 2. 提出了基于物联网的永置式井下压力自动化测试新技术，研制了油气井下压力测试系统，采用永置式井下压力测量技术，精确测量井下压力信息，在整个压力范围（0-70）MPa范围内压力测量精度控制在0.03%FS以内，将使用寿命从行业平均的2年提升至5年。 3. 提出了用于阀门精确和稳定控制的智能阀门定位技术，用于油气开采中的油气管道阀门控制，具有自诊断、自校正技术，阀门定位器控制精度达到0.5级，性能指标达到国际先进产品技术标准。 4. 将上述含水率、井下压力、阀门定位等关键参数高精测量结果应用于油气田的自动化开采，提出了压力-时间自适应方法和预测控制算法并用于油气田开采生产控制中，研制了自动柱塞

目前国内企业使用的机械式阀门定位器受自身结构的限制，存在机械结构复杂、零部

件加工装配困难、无自我诊断、无流量特性补偿、易漂移、工作不稳定、不能通讯组网等

问题。对阀位进行稳定和精确控制成为阀门控制的技术难点。项目组通过技术开发和联合

攻关，研制了基于微处理和现场总线技术的智能阀门定位器，解决了阀门精确控制和小行

程、小膜头调节阀振荡难题

本项目含水率、压力、智能定位器精度等主要测量指标达到国际先进水平，部

分指标优于国外，完全满足我国油气开采过程数字化、自动化的应用需求

李自成、武汉工程大学副院长，规划和设计了整个项目的研发思路和进程，主持了油气开发控制装备与系统的开发和实施，参与含水率在线测量，井下压力测量控制阀门的关键技术研发工作。

孟敏、主持原油含水率测量仪器的研发规划，设计和实施，参与自动化系统上位机软件的开发和实施。

莫荣、主持完成了项目调研，立项与申报，参与了项目的方案策划 ，软件开发，后期的测试与改进

陈家林、主持了油气开发控制装备与系统的开发和实施，参与自动化系统上位机软件的开发和实施

刘健、参与了原油含水率测量仪器的研发规划，设计和实施，参与了煤层气综合自动化系统的开发和研制。

陈志、赵振华、王后能、贾金龙、熊涛、毕斯琴、王利恒、曾丽、刘二余、朱钰辉等人参与了参与了原油含水率测量仪器的研发规划，设计和实施，参与了煤层气综合自动化系统的开发和研制，项目的方案策划 ，软件开发，后期的测试与改进。

油气开采过程关键参数全量程高精在线测量与控制装备带动了相关仪器及装备制造企业的发展，从2012年开始在全国范围内推广应用，通过完成单位江苏麦赫科技、深圳摩控自动化等公司生产的仪器仪表和控制装备与系统，已在国内大多数油气田成功应用，利用本项目技术开发的仪器仪表和控制装备与系统，近三年新增销售收入7.66亿元，新增利润1.3亿元。主要应用单位有：大庆油田、长庆油田、胜利油田、新疆油田、辽河油田、吉林油田、冀东油田、大港油田、华北油田、河南油田、江汉油田、青海油田、海南油田、中石化华东局、中石化西北局、中海油崖城海上平台等，本项目成果在上述应用单位的使用，带来的间接经济效益达到数十亿元。该成果总体上达到国际先进水平，其中含水率测量技术处于国际领先水平

油气开采关键参数全量程高精在线测量仪器与自动化装备应用于油气田的开采、

生产和运行，成为油气田降低人力成本、提高自动化水平的重要保障。

本项目产品可直接替代国际进口产品，产品金额对比国际同级产品有极大的优势，且后期维护成本也将显著降低，目前也在多家公司设备中使用。