基于GPRS DTU技術在油井遠程監控系統中的應用案例
隨著網絡信息技術快速發展,以打造數字石油為目標,改造或拋棄傳統的系統控制模式則已成為必然趨勢,而油田信息化建設主要包括油井遠程測控終端RTU、配電線路自動化系統、輸油管線泄露監測、集輸站庫自動化監控等四個部分,其目的是利用現場監控系統和無線數傳模塊DTU,實現數據源頭自動采集,借助油田現有網絡資源,為各級管理部門應用提供開放的數據平臺,使生產和管理人員及時控制和掌握生產動態,對取得的實時數據進行統計、分析、優化,從而為保證生產設備正常運轉、降低生產成本提供重要依據。
方案
油井遠程監控系統主要是通過對井口參數的實時檢測,采用輪詢一應答的通信方式,將檢測到的油井狀態,通過無線方式傳送給作業區實時數據庫服務器,并以C/S或B/S模式,使生產管理的各個部門能夠及時掌握油井工作狀態,縮短油井故障處理時間,提高開井時率,增加原油產量,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,以CDMA/GPRS專線方式或者數傳電臺接口(RS232)接入作業區通訊機、實時數據庫服務器,廠礦小隊的計算機可以用瀏覽器或客戶端方式對實時數據庫進行訪問。并且井口控制器可實時采集計算電機電量參數,可為6kV配電線路自動化系統提供所需的數據,利用CDMA/GPRS網,組成配電線路自動化系統,實現對配電線路運行狀況的實時監控和管理。
集輸站庫自動化系統與輸油管線泄漏檢測系統均是相對獨立的一個系統,經局域網將系統采集的生產數據上傳作業區實時數據庫,實現網上數據共享。通過B/S模式,可以使管理者瀏覽和查詢全作業區實時數據,及時了解現場生產情況。也可以通過C/S模式對生產數據進行統計、分析。為了保證系統的時鐘一致性,系統配備專用的GPS時鐘,用于同步全網的系統時鐘,包括定時與遠方對時。
根據油井分布的地域特點與無線通訊技術發展的水平,油井遠程監控系統考慮用CDMA/GPRS或者數傳電臺通訊模式,系統主要由傳感器、井口控制器SU、CDMA/GPRS(數傳電臺)無線數傳模塊DTU(GPRS DTU)、作業區通訊機、實時數據庫服務器、WEB服務器、監控瀏覽終端等組成。
油井工作狀態傳感器主要有溫度傳感器,壓力傳感器,電機電流、電壓傳感器抽油機載荷、位移傳感器、變壓器一次側電流傳感器,它們將油井的工作狀態變換成對應的電壓或電流值送至井口控制器SU。然后經CDMA/GPRS網或數傳電臺,接人作業區通訊機,數據通訊機采用輪詢方式收集井口控制器數據,數據經過分析經處理后,進作業區實時數據庫。廠礦小隊的計算機可根據不同的權限,采用C/S或B/S模式對實時數據庫進行訪問。
系統能實現以下功能:
1.數據采集功能
數據定時采集:能夠采集各種可以通過通道傳遞到主站的遙測、遙信、電度及其它類型的量測數據。系統定時召喚油井終端數據,召喚周期可按功圖、電流圖和其它量分別以分鐘為單位設置,最小為1分鐘,最大為255分鐘;按需數據采集:作業區用戶終端可在任何時刻請求召喚一口或多口井的數據。
通訊控制功能:啟動/停止對油井終端的數據。
采集、切換終端使用的通道等。
通道質量監視及故障診斷,通訊流量計算。
GPS對時:接入GPS時鐘信號,定時統一全系統時鐘,并向各油井終端發送對時命令。
可支持多種通訊規約、多種通訊通道。
添加刪除油井終端,修改終端通訊參數,如地址、通訊規約、數據召喚周期等;修改油井終端參數,如各種報警限值,抽油機沖程、沖次、各傳感器量程等參數,并將必要的參數下發到油井終端。
2.數據處理功能
事項報警處理功能:系統對模擬量可分別設置報警上、下限,有效上、下限,當數據越限值時可生成報警記錄。可定義報警的音響效果,活給出語音報警提示。
事件記錄,系統記錄所有用戶操作、通訊事件和終端報警。
數據保存周期可按不同數據類型設置為逢變即存、10分鐘、30分鐘、60分鐘(保存周期應大于等于采集周期)。
權限管理。所有系統操作均有授權控制。
3.人機界面功能
界面循環顯示:授權用戶可選擇油井,使基本信息界面可自動循環顯示,顯示時間可在5秒一30秒之間以秒為單位設置。
報警發生時,可自動推出報警畫面,并伴有聲音或語音報警。
結合地理位置圖顯示油井信息,如開/關井,基本運行數據等。
結合地理位置圖顯示與油井相關的電力線路運行信息,如是否停電等。
生成各采集參數的時間曲線。
顯示示功圖:功圖迭加和并列對比。
計算功能:支持常用函數功能。
歷史數據綜合查詢及生成報表。
遙控啟/停井(預留功能)。
4.系統維護功能
為油井終端維護人員提供手持終端,以便于現場維護,并可在局信息網出現故障時接收現場的報警信息;。
5.報表功能
可自定義報表格式,生成各種報表。
結論
作為基于GPRS/CDMA技術在油井的應用系統的建成并投入實質性的應用大大地節約了各種生產成本的開銷,并提高了工作效率,這一技術的推廣為油井數據采集提供了好的開端。
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