基于GPRS DTU技術(shù)在油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用案例

2022-01-06 13:45:38| 次| 0次

　　案例背景

　　石油天然氣資源較豐富，氣田分布點(diǎn)多面廣，并且常遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)和人口集居的地區(qū);在同一氣田中氣井又十分分散，由于它所處的地理位置不同，開采層位各異，其天然氣成分和所含雜質(zhì)不一。一般來說，除在集輸工藝上需要一套與工藝設(shè)備相適應(yīng)的自控儀表設(shè)備來對(duì)分離、計(jì)量、換熱、調(diào)壓等過程進(jìn)行檢測(cè)與控制外，還需要有與生產(chǎn)相適應(yīng)的縱觀全貌的調(diào)度管理系統(tǒng);因此建立一個(gè)統(tǒng)一的，現(xiàn)代的生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)十分必要。

　　隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)快速發(fā)展，以打造數(shù)字石油為目標(biāo)，改造或拋棄傳統(tǒng)的系統(tǒng)控制模式則已成為必然趨勢(shì)，而油田信息化建設(shè)主要包括油井遠(yuǎn)程測(cè)控終端RTU、配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)、輸油管線泄露監(jiān)測(cè)、集輸站庫自動(dòng)化監(jiān)控等四個(gè)部分，其目的是利用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和無線數(shù)傳模塊DTU，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源頭自動(dòng)采集，借助油田現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，為各級(jí)管理部門應(yīng)用提供開放的數(shù)據(jù)平臺(tái)，使生產(chǎn)和管理人員及時(shí)控制和掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，對(duì)取得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、優(yōu)化，從而為保證生產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)、降低生產(chǎn)成本提供重要依據(jù)。

　　方案

　　油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過對(duì)井口參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，采用輪詢一應(yīng)答的通信方式，將檢測(cè)到的油井狀態(tài)，通過無線方式傳送給作業(yè)區(qū)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，并以C/S或B/S模式，使生產(chǎn)管理的各個(gè)部門能夠及時(shí)掌握油井工作狀態(tài)，縮短油井故障處理時(shí)間，提高開井時(shí)率，增加原油產(chǎn)量，提高工作效率。

　　井口控制器采集油井示功圖、電量、回壓、溫度等參數(shù)，以CDMA/GPRS專線方式或者數(shù)傳電臺(tái)接口(RS232)接入作業(yè)區(qū)通訊機(jī)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，廠礦小隊(duì)的計(jì)算機(jī)可以用瀏覽器或客戶端方式對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問。并且井口控制器可實(shí)時(shí)采集計(jì)算電機(jī)電量參數(shù)，可為6kV配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)提供所需的數(shù)據(jù)，利用CDMA/GPRS網(wǎng)，組成配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

　　集輸站庫自動(dòng)化系統(tǒng)與輸油管線泄漏檢測(cè)系統(tǒng)均是相對(duì)獨(dú)立的一個(gè)系統(tǒng)，經(jīng)局域網(wǎng)將系統(tǒng)采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳作業(yè)區(qū)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上數(shù)據(jù)共享。通過B/S模式，可以使管理者瀏覽和查詢?nèi)鳂I(yè)區(qū)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況。也可以通過C/S模式對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析。為了保證系統(tǒng)的時(shí)鐘一致性，系統(tǒng)配備專用的GPS時(shí)鐘，用于同步全網(wǎng)的系統(tǒng)時(shí)鐘，包括定時(shí)與遠(yuǎn)方對(duì)時(shí)。

　　系統(tǒng)框圖如下：

　　根據(jù)油井分布的地域特點(diǎn)與無線通訊技術(shù)發(fā)展的水平，油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)考慮用CDMA/GPRS或者數(shù)傳電臺(tái)通訊模式，系統(tǒng)主要由傳感器、井口控制器SU、CDMA/GPRS(數(shù)傳電臺(tái))無線數(shù)傳模塊DTU(GPRS DTU)、作業(yè)區(qū)通訊機(jī)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB服務(wù)器、監(jiān)控瀏覽終端等組成。

　　油井工作狀態(tài)傳感器主要有溫度傳感器，壓力傳感器，電機(jī)電流、電壓傳感器抽油機(jī)載荷、位移傳感器、變壓器一次側(cè)電流傳感器，它們將油井的工作狀態(tài)變換成對(duì)應(yīng)的電壓或電流值送至井口控制器SU。然后經(jīng)CDMA/GPRS網(wǎng)或數(shù)傳電臺(tái)，接人作業(yè)區(qū)通訊機(jī)，數(shù)據(jù)通訊機(jī)采用輪詢方式收集井口控制器數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過分析經(jīng)處理后，進(jìn)作業(yè)區(qū)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。廠礦小隊(duì)的計(jì)算機(jī)可根據(jù)不同的權(quán)限，采用C/S或B/S模式對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問。

　　系統(tǒng)功能

　　1.數(shù)據(jù)采集功能

　　數(shù)據(jù)定時(shí)采集：能夠采集各種可以通過通道傳遞到主站的遙測(cè)、遙信、電度及其它類型的量測(cè)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)定時(shí)召喚油井終端數(shù)據(jù)，召喚周期可按功圖、電流圖和其它量分別以分鐘為單位設(shè)置，最小為1分鐘，最大為255分鐘;按需數(shù)據(jù)采集：作業(yè)區(qū)用戶終端可在任何時(shí)刻請(qǐng)求召喚一口或多口井的數(shù)據(jù);

　　通訊控制功能：啟動(dòng)/停止對(duì)油井終端的數(shù)據(jù)采集、切換終端使用的通道等;

　　通道質(zhì)量監(jiān)視及故障診斷，通訊流量計(jì)算;

　　GPS對(duì)時(shí)：接入GPS時(shí)鐘信號(hào)，定時(shí)統(tǒng)一全系統(tǒng)時(shí)鐘，并向各油井終端發(fā)送對(duì)時(shí)命令;

　　可支持多種通訊規(guī)約、多種通訊通道;

　　添加刪除油井終端，修改終端通訊參數(shù)，如地址、通訊規(guī)約、數(shù)據(jù)召喚周期等;修改油井終端參數(shù)，如各種報(bào)警限值，抽油機(jī)沖程、沖次、各傳感器量程等參數(shù)，并將必要的參數(shù)下發(fā)到油井終端;