油田油井十分分散，往往離采油廠幾公里甚至幾十公里，因此，輸送原油及天然氣的管線遍布油區(qū)各地，要想實(shí)時(shí)獲得每口井以及各個(gè)區(qū)域的采油/氣量十分困難，多年來，各大油田的采油站、聯(lián)合站、運(yùn)銷處等大都采用各采油站填寫報(bào)表的形式統(tǒng)計(jì)每天每口井以及各個(gè)區(qū)域的采油/氣量，然后通過累加的方式獲得月產(chǎn)量，這樣的方法不但要花費(fèi)大量的人力和物力，很易出錯(cuò)， 而且在時(shí)間上也嚴(yán)重滯后，采油廠、油田很難動(dòng)態(tài)掌握每口井甚至每個(gè)區(qū)域的采油情況，對(duì)突發(fā)事件難以做出迅速反應(yīng)，有時(shí)甚至造成重大損失。因此，給油田管理帶來諸多不便，對(duì)油田整體效益的提高造成重大影響。
我國油井的數(shù)據(jù)采集基本上靠人工完成，采油工都必須到現(xiàn)場(chǎng)采集油井示功 圖、平衡度、油套壓、油溫及產(chǎn)液量等井口生產(chǎn)數(shù)據(jù)，但是由于油井?dāng)?shù)量多且分 布范圍廣，這種方式必然使工人勞動(dòng)強(qiáng)度加重，而且影響了設(shè)備監(jiān)控與采油數(shù)據(jù) 的實(shí)時(shí)性，甚至準(zhǔn)確性等問題。 油井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)油井管理的自動(dòng)化、提高工作效率、保證數(shù)據(jù) 采集的準(zhǔn)確性及加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)事故應(yīng)急處理等都具有非常重要的意義。
一、項(xiàng)目背景
油田是一個(gè)以油氣生產(chǎn)為主，集勘探、開發(fā)、施工作業(yè)、后勤輔助生產(chǎn)、多種經(jīng)營、社會(huì)化服務(wù)為一體的，專業(yè)門類齊全的國有特大型企業(yè)。油田的勘探、鉆井、測(cè)井、錄井等是野外作業(yè)，流動(dòng)性強(qiáng)，點(diǎn)多、分散、距離長，施工現(xiàn)場(chǎng)與公司之間的信息交流長期以來沒有好的解決方案。油田管理層十分重視油田信息化建設(shè)，明確提出了未來一個(gè)時(shí)期油田信息化建設(shè)的具體目標(biāo)。
借助“油井?dāng)?shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)”，管理人員足不出戶就可以通過該系統(tǒng)隨時(shí)觀測(cè)到油井的生產(chǎn)狀況。油井工作的相關(guān)數(shù)據(jù)每隔兩小時(shí)傳輸一次，機(jī)井一旦出現(xiàn)故障，示意圖就會(huì)標(biāo)示感嘆號(hào)，維護(hù)人員就能夠在zui短的時(shí)間內(nèi)趕到現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)排除故障。以前，采油測(cè)試工要到每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，費(fèi)時(shí)費(fèi)力不說，對(duì)每口井的工作狀態(tài)也很難把握，有時(shí)一口井發(fā)生故障，往往許多天后才發(fā)現(xiàn)。
二、GPRS方案的優(yōu)勢(shì)
油田工作環(huán)境惡劣，雷擊、地震及人為破壞等時(shí)有發(fā)生，怎樣把油井運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到中心控制室一直是個(gè)難題。以前，油田曾采用微波、數(shù)傳電臺(tái)的方式采集數(shù)據(jù)，但實(shí)際使用過程中，效果不理想，高成本的投入和頻繁的維護(hù)讓采油單位不堪重負(fù)。引入了GPRS鉆井?dāng)?shù)據(jù)上報(bào)系統(tǒng)之后，通過固定在機(jī)架上的傳感器，管理人員可以及時(shí)了解各個(gè)機(jī)井的工作壓力、采油時(shí)電壓、蒸汽溫度等數(shù)據(jù)，從而確保了油井的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
油田還可依托GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了抄表自動(dòng)化、化。用電控制中心對(duì)油廠用電的運(yùn)行狀態(tài)可以通過電子顯示屏進(jìn)行監(jiān)控，每個(gè)控制點(diǎn)將用電狀態(tài)以短信息的形式及時(shí)傳送到控制中心，這樣就可以自動(dòng)、、及時(shí)地掌握油田用電情況，自動(dòng)生成配電計(jì)劃，實(shí)行科學(xué)的電力營銷和管理。這套裝置克服了以前人工抄表準(zhǔn)確率低、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、缺少集中有效的管理的弊端，解決了生產(chǎn)的后顧之憂。
三、解決方案介紹
（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1、油田信息采集點(diǎn)：采用的LQ1200 GPRS透明無線數(shù)據(jù)傳輸終端，通過RS232/RS485/TTL與油田設(shè)備采集點(diǎn)連接，接入移動(dòng)公司為油田中心站提供的的GPRS網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)對(duì)油田信息采集點(diǎn)的接入地點(diǎn)、時(shí)間、數(shù)量沒有限制可以隨時(shí)增減?？梢詽M足山區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)和跨地區(qū)接入的需求。
2、油田中心站：本系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器可采用ADSL、LAN等INNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP， GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端上電后，它會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定在其內(nèi)部的IP地址來主動(dòng)訪問網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器，通過代理服務(wù)器和監(jiān)控中心建立TCP/IP鏈路。監(jiān)控中心主站本身維護(hù)接入的每個(gè)終端的IP地址和ID號(hào)，當(dāng)主站要向某個(gè)監(jiān)控終端提出數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，它會(huì)根據(jù)IP地址和ID號(hào)來找到對(duì)應(yīng)的終端，將命令下發(fā)到該終端，終端響應(yīng)后通過GRPS數(shù)據(jù)傳輸終端把數(shù)據(jù)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器端口，通過端口影射轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)控中心主站，即完成了一個(gè)應(yīng)答式的通訊流程，當(dāng)油田信息采集點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求。
（二）產(chǎn)品特性
油田信息采集傳輸系統(tǒng)采用LQ1200 GPRS DTU。產(chǎn)品基于中國移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)，提供RS232、RS485、TTL接口，利用GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)無線聯(lián)網(wǎng)，產(chǎn)品支持各種行業(yè)應(yīng)用，遠(yuǎn)程控制維護(hù)、遠(yuǎn)程業(yè)務(wù)點(diǎn)接入等。在油田信息采集傳輸系統(tǒng)方案中，LQ1200 GPRS DTU可通過外置或嵌入方式與油田信息采集點(diǎn)設(shè)備連接。
1、支持900／1800／1900MHz三頻GSM/GPRS。
2、接口： RS232、RS485、TTL。
3、系統(tǒng)理論傳輸速率171Kbps，實(shí)際傳輸速率40Kbps。
4、支持Windows95/98/2000/XP/LINUX操作系統(tǒng)。
5、透明數(shù)據(jù)傳輸：LQ1200-DTU內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議，為用戶的數(shù)據(jù)設(shè)備提供透明傳輸通道；
6、自動(dòng)撥號(hào)連接：LQ1200-DTU可配置上電自動(dòng)撥號(hào)上網(wǎng)、連接網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)支持用戶端發(fā)起命令連接或遠(yuǎn)程喚醒連接；
7、短信息備用數(shù)據(jù)通道：在GPRS網(wǎng)絡(luò)無法連接時(shí)可啟用短信作為備用數(shù)據(jù)傳輸通道；
8、短信息遠(yuǎn)程維護(hù)功能；
9、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)連接情況，掉線自動(dòng)重?fù)芄δ埽?
10、提供主副IP及動(dòng)態(tài)域名解析；
11、心跳報(bào)告時(shí)間間隔用戶可設(shè)定；
12、數(shù)據(jù)通信幀長度用戶可設(shè)定；
13、支持VPN安全功能。
14、安裝靈活、使用方便、可靠。
（三）技術(shù)參數(shù)
一.電源：
1.電壓范圍：DC5V~26V
2.標(biāo)準(zhǔn)電源：DC5V/1000mA
3.功耗：通信時(shí)平均電流100mA@+5VDC ，空閑時(shí)35mA@+5VDC
二.工作環(huán)境：
1.模塊工作溫度：-25°C～60°C
2.元器件工作溫度：－40°C～85°C
3.濕度范圍：0－95%，非冷凝
4.儲(chǔ)存溫度：－40°C～85°C
三．接口
1.天線接口：50Ω/SMA 陰頭
2. 接收靈敏度：-104dbm
3.SIM卡：3V
4. 用戶數(shù)據(jù)接口：RS-232/TTL(DB9)
5. 波特率：300~115200bits/s
（四）系統(tǒng)功能
1、數(shù)據(jù)檢測(cè)功能：自動(dòng)監(jiān)測(cè)、記錄采油設(shè)備上的電壓、電流、電度、溫度、壓力、流量、液位、界面、含水、示功圖、紅外報(bào)警等數(shù)據(jù)。采集數(shù)據(jù)的格式為模擬、數(shù)字和串行通信口。還能完成流量和電度的積算。
2、數(shù)據(jù)共享功能：所測(cè)數(shù)據(jù)以及采油設(shè)備的工作狀態(tài)可以傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)多方遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)共享。
3、顯示功能：總流程顯示、分組流程顯示、全部數(shù)據(jù)列表、分組數(shù)據(jù)列表、單個(gè)儀表歷史數(shù)據(jù)列表，對(duì)于日、月、年顯示、故障列表顯示。
4、輔助分析功能：及時(shí)發(fā)現(xiàn)停電、缺相、油管堵塞、盜油、液面過低、配重不平衡等異常情況。
5、報(bào)警功能：如果檢測(cè)值超過設(shè)定范圍，即聲光告警，并能在屏幕上顯示出現(xiàn)問題的儀表名稱以及參數(shù)超出的范圍，若有多個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)警，將按順序顯示*列表。
6、權(quán)限設(shè)置功能：權(quán)限設(shè)置分一般操作員、管理員、超級(jí)系統(tǒng)管理三種。利用輸入用戶名和密碼加以限制
四、結(jié)論
該監(jiān)控系統(tǒng)中，使用組態(tài)軟件和GPRS無線數(shù)傳終端，系統(tǒng)無線遙測(cè)遙控主機(jī)（RTU）將檢測(cè)到的單口采油井的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，通過無線方式傳送給監(jiān)控中心，從而實(shí)現(xiàn)各單井狀態(tài)的集中監(jiān)控，減少人員投入，有力的縮短油井故障發(fā)現(xiàn)和排除時(shí)間，極大的提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)系統(tǒng)的性價(jià)比特高。另外，本系統(tǒng)還非常適合輸油管漏油，盜油監(jiān)測(cè)，在多家采油場(chǎng)中使用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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