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一、概述：
 
隨著油田工業(yè)的發(fā)展以及現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，實(shí)現(xiàn)采油井自動(dòng)化監(jiān)控已是采油井科學(xué)管理
的必然趨勢，如何進(jìn)行投資少、見效快的技術(shù)改造是整個(gè)石油行業(yè)非常關(guān)心的問題。目前“中石化”也 正在著手制定有關(guān)油井監(jiān)控的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這一點(diǎn)已經(jīng)能夠說明我國石油行業(yè)已經(jīng)相當(dāng)重視：利用現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)提高生產(chǎn)率、最大限度的提高產(chǎn)量，從而為油田行業(yè)創(chuàng)造更加豐厚的利潤。 
  油田采油廠特點(diǎn)是：采油點(diǎn)分布廣、數(shù)量多、流動(dòng)性強(qiáng)、交通不便、通訊狀況不好，二級(jí)采礦單位
對(duì)采油機(jī)的維護(hù)及檢修都要投入相當(dāng)大的人力、物力，這樣會(huì)給采礦單位造成很多不必要的浪費(fèi)。 
  上海頤通電子科技有限公司依靠強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢，在軟件、硬件等方面運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段幫助油
田行業(yè)實(shí)現(xiàn)采油井的自動(dòng)化智能監(jiān)控。這套系統(tǒng)可以將現(xiàn)場采油機(jī)與運(yùn)行工作狀況有關(guān)的數(shù)據(jù)通過多種通訊方案傳送到采礦部門的控制中心，這樣采礦部門職工可以在中心控制室的系統(tǒng)監(jiān)控界面上看到關(guān)于油井運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)可以判斷每一臺(tái)采油機(jī)的工作狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，最大限度的縮小故障給油田帶來的損失。 
 

二、油井監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
采油機(jī)作為油田采油的工具，雖然有不同的型號(hào)種類，但其原理大同小異，其分布廣而且散、數(shù)量
多的特點(diǎn)是我國幾乎所有的油田行業(yè)所共有的，如何實(shí)現(xiàn)采油機(jī)的監(jiān)控是很重要的，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控關(guān)鍵在于解決通訊通道的問題，利用中國移動(dòng)的GPRS的資源優(yōu)勢和特點(diǎn)，將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集終端數(shù)據(jù)，通訊無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到中心主站，進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理，因?yàn)椴捎脽o線通訊方式大大節(jié)省了線路及敷設(shè)成本投入。 
  中心主站可安裝于采礦部門的調(diào)度室，有關(guān)人員通過計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)可非常方便地實(shí)時(shí)查看各臺(tái)采油 
機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，客戶計(jì)算機(jī)還可與服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)，各數(shù)據(jù)資源可共享，廠領(lǐng)導(dǎo)、有關(guān)科室亦可及時(shí)了解采油機(jī)的運(yùn)行情況，為有效控制采油機(jī)運(yùn)行，提高采油產(chǎn)量提供可靠的科學(xué)決策依據(jù)。
  采油廠基于GPRS技術(shù)的油井監(jiān)控系統(tǒng)，通過在現(xiàn)場采油機(jī)上安裝前端采集設(shè)備（即，一次儀表前
端信號(hào)采集設(shè)備）、終端控制設(shè)備（即，數(shù)據(jù)處理控制器）和GPRS適配器（即，GPRS無線接入設(shè)備），組成現(xiàn)場終端監(jiān)控單元（Terminal Control Unit）；這樣，現(xiàn)場采集的油井參數(shù)經(jīng)過控制器處理后，可以實(shí)時(shí)地經(jīng)由GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和的 Internet存入企業(yè)網(wǎng)（LAN）內(nèi)部服務(wù)工作站。采用移動(dòng)工作站訪問系統(tǒng)服務(wù)站Client/Server方式，極大地方便油田采油隊(duì)工作站和采油廠企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部的工作員，實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場采油井的工作狀態(tài)，并及時(shí)控制處理各油井、設(shè)備運(yùn)行情況。
如左圖1所示：油井監(jiān)控系統(tǒng)圖 

 
 
  對(duì)于采油大隊(duì)的工作人員，可以在油田采油隊(duì)工作站的計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)操作和遠(yuǎn)程監(jiān)控油井狀況和采油機(jī)運(yùn)行情況。而且，采油廠的人員還可以隨身攜帶有無線通訊功能的筆記本電腦，在任何場所通過無線網(wǎng)和數(shù)據(jù)交互中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，現(xiàn)場查看和分析各種可能油井、 采油機(jī)實(shí)際狀況。實(shí)現(xiàn)移動(dòng)監(jiān)控和各項(xiàng)遠(yuǎn)程服務(wù)功能?；贕PRS技術(shù)的油井監(jiān)控系統(tǒng)解決方案的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如右： 
  圖2采油廠油井監(jiān)控系統(tǒng)整體方案結(jié)構(gòu)圖

 
  油井監(jiān)控系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框架角度而言，主要由前端采集設(shè)備、終端控制設(shè)備、局域網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)服
務(wù)器監(jiān)控中心和已建成的GPRS網(wǎng)絡(luò)四部分構(gòu)成。 
  從整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)，可以劃分為以下幾個(gè)方面： 
  ·前端采集設(shè)備的信號(hào)采集和驅(qū)動(dòng)終端控制； 
·終端控制設(shè)備的設(shè)計(jì)和采集信號(hào)、數(shù)據(jù)處理；
·終端控制設(shè)備和GPRS適配器的通信；
·現(xiàn)場終端監(jiān)控單元無線接入、通訊過程控制和網(wǎng)絡(luò)安全； 
  ·移動(dòng)工作站（膝上型計(jì)算機(jī)）的無線接入和業(yè)務(wù)功能開發(fā)； 
  ·系統(tǒng)服務(wù)工作站（數(shù)據(jù)交互中心）的軟件開發(fā)。 

三、系統(tǒng)功能：
1、技術(shù)目標(biāo)：通過實(shí)施油井監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)工程，將使工程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)目標(biāo)：
·實(shí)現(xiàn)抽油井運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)在線檢測、異常報(bào)警，以及抽油機(jī)實(shí)時(shí)（歷史）運(yùn)行工況的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
和分析 ； 
  ·實(shí)現(xiàn)GPRS數(shù)據(jù)傳輸通訊技術(shù)，通過中國移動(dòng)的GPRS通訊服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)傳送到Internet
  ·實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)服務(wù)功能，能移動(dòng)辦公，盡最大可能提高客戶的設(shè)備維護(hù)、維修、提高產(chǎn)油量。 
  ·能實(shí)現(xiàn)軟件的Web發(fā)布，可以用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器來通過客戶機(jī)程序訪問數(shù)據(jù)。
  ·軟件的功能簡單、實(shí)用、方便、能反映出客戶提出的需要。
2、主要功能
 2.1、電機(jī)控制功能
 多種方式來控制電機(jī)運(yùn)行以達(dá)到節(jié)能的目的：
 
  ·通過測量電機(jī)功率及用電量、電流、電壓等參數(shù)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)是否工作在最理想的節(jié)能狀態(tài)。 
  ·采用目前先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)目前已經(jīng)在一些油田行業(yè)中采油機(jī)上使用，如果能夠采 
用可以節(jié)能30%以上，但是變頻器造價(jià)略高，因?yàn)楸豢仉姍C(jī)功率相對(duì)較大，一般在37~55kw之間。
  ·電機(jī)的星形/三角形轉(zhuǎn)換方式，即在電機(jī)抽油時(shí)三角形接法，回程時(shí)星形接法，根據(jù)上、下沖程
不同階段來控制電機(jī)做功，達(dá)到節(jié)能。
  ·可以遠(yuǎn)程控制電機(jī)的工作情況，這是目前所有其它公司的軟件都沒有功能，其內(nèi)容有：可調(diào)速、
控制電機(jī)起、停。
   2.2、監(jiān)控單元采集的參數(shù)介紹
  ·溫度/壓力一體化傳感器：檢測輸油管內(nèi)，油的溫度、壓力。將溫度、壓力傳感器集成于一體，
方便安裝、接線，外形美觀。 
   溫度：0～100oC?? 精度誤差不高于1％ ， 壓力：0.1~1Mpa?? 精度誤差不高于1％ 
  ·載荷傳感器檢測 ：用于檢測抽油機(jī)的拉桿力量，也是采油機(jī)的一個(gè)重要的參數(shù)，傳感器為油田
行業(yè)專用，采用全封焊的結(jié)構(gòu)，DIN電氣接頭聯(lián)接形式，有效保證抽油井的全天候監(jiān)測工作，完全放水 防潮。 載荷：0～300KN?? 精度誤差不高于1％ 
  ·電流傳感器檢測：用于檢測采油機(jī)的電機(jī)電流。電流：0～100A/4~20mA?? 精度誤差不高于1％ 
  ·電壓傳感器檢測：用于檢測電機(jī)的供電電壓 ；電壓：0～500V/4~20mA?? 精度誤差不高于1％ 
  ·位移傳感器：檢測采油機(jī)的拉桿的沖程，?精度誤差不高于1％ 
  ·防偷盜（油、設(shè)備等）的紅外傳感：用于檢測采油機(jī)周圍人員情況，可以分時(shí)段監(jiān)控報(bào)警。監(jiān)控
終端將信號(hào)送往中心主站，通過增加這個(gè)功能可以在夜間無人值班的時(shí)候發(fā)現(xiàn)有外來人員偷油。 感應(yīng) 半徑1米(直徑2米)范圍的人體，提供報(bào)警節(jié)點(diǎn)1對(duì)常開、1對(duì)常閉， 
   2.3、數(shù)據(jù)采集要求
  自動(dòng)巡測：
 
  ·單次式（Single）巡測周期：30分鐘/次；
  ·低頻率式（Period）巡測周期：2小時(shí)/次；
  ·高頻率式（Load-Displacement）巡測周期：6小時(shí)/次； 
  手動(dòng)巡測：由操作員直接選擇、發(fā)送指令，隨時(shí)監(jiān)測和控制指定的抽油井實(shí)時(shí)運(yùn)行工況和檢查歷
史工況（例如2.6節(jié)實(shí)時(shí)監(jiān)測， 2.7節(jié)歷史監(jiān)測）。 
  高頻數(shù)據(jù)采集：示功圖的載荷-位移，采集頻率為0.5～80點(diǎn)/秒，并計(jì)算沖程、沖次（采集頻率
在2.5節(jié)中終端設(shè)備管理中設(shè)置），提高對(duì)沖程的采集次數(shù)，以計(jì)算出最大數(shù)值，推算出位移的大小。 
  低頻數(shù)據(jù)采集：全參數(shù)報(bào)表、分析圖，采集頻率為0.5～20點(diǎn)/秒。（采集頻率在2.5節(jié)終端設(shè)備
管理中設(shè)置）。 
   2.4、終端設(shè)備管理
  系統(tǒng)提供油井信息管理功能，對(duì)油井名稱、地址、編號(hào)及所安裝的SIM卡的編號(hào)進(jìn)行管理，同時(shí)提
供信息的添加、刪除功能。 系統(tǒng)同時(shí)提供終端設(shè)備管理功能，可設(shè)置報(bào)警間隔、采集頻率、電壓\電
流\載荷\溫度\位移等監(jiān)測數(shù)據(jù)的上下限值等。 
   2.5、實(shí)時(shí)監(jiān)測及打印功能
  系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集油井重要參數(shù)，并以直觀的數(shù)據(jù)圖形曲線、報(bào)表等方式顯示，支持打印功能，提供給
 
用戶友好的操作界面。主要監(jiān)測參數(shù)有： 
  A、示功圖的載荷、位移——Load-Displacement圖形； 
  B、油的壓力、溫度，——采用一體化傳感器； 
  C、電機(jī)的單相電壓、單相最大電流、單相最小電流；
  D、集油站管道入口油溫度、管道出口油溫度。
  E、油管道主干線上的多個(gè)點(diǎn)處的油壓；