第一部分：系統(tǒng)描述
1.2. 現(xiàn)狀綜述
全國各地各采油廠已不同程度地進(jìn)行了油井監(jiān)控的試點(diǎn)工作，目前參與的廠商數(shù)量比較多，水平參差不齊，各個廠家都是在做試點(diǎn)工作，也有個別廠家開始規(guī)模推廣。也暴露出很多的問題，主要表現(xiàn)在油井現(xiàn)場設(shè)備可靠性差，可維護(hù)性差，不能承受油井現(xiàn)場惡劣的工作環(huán)境（包括高溫、低溫、潮濕和沙塵）。數(shù)據(jù)開放性不夠，往往是各個廠家互不兼容，軟件數(shù)據(jù)不能共享，呈現(xiàn)一個個的自動化孤島。全國十幾萬口油井，已經(jīng)采用油井監(jiān)控的油井不會超過一萬口，不足總數(shù)的 10％。
1.3. 設(shè)計思想
目的：
油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過對井口參數(shù)的實時檢測，采用輪詢-應(yīng)答的通信方式，將檢測到的油井狀態(tài)，通過無線方式傳送給采油廠實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，并以C/S或B/S模式，使生產(chǎn)管理的各個部門能夠及時掌握油井工作狀態(tài)，縮短油井故障處理時間，提高開井時率，增加原油產(chǎn)量，提高工作效率。另外，油井井口的控制器具有電量計算功能，可以為 6kV電力線路配電自動化系統(tǒng)提供基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)。
原則：
自動化工程必須按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫 ”的原則建設(shè)，系統(tǒng)方案必須整體考慮網(wǎng)絡(luò)通訊、系統(tǒng)安全等問題，保證實時數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)開放，使整個系統(tǒng)具有極高的可靠性與實用性。
系統(tǒng)設(shè)計遵循“實用性、開放性、可靠性、先進(jìn)性、可擴(kuò)展性、易維護(hù)性”的基本原則，以方便操作、可靠運(yùn)行為實施根本；方案設(shè)計既立足于實際，便于實施，又著眼于未來，為發(fā)展留有余地。技術(shù)方案普遍采用近幾年發(fā)展和改進(jìn)的新技術(shù)、新設(shè)備、新系統(tǒng)，其所有硬件和軟件均應(yīng)經(jīng)過生產(chǎn)現(xiàn)場考驗，經(jīng)驗證具有先進(jìn)性和可靠性。
整個油田自動化系統(tǒng)在局域網(wǎng)上根據(jù)地域特點(diǎn)在每個采油廠設(shè)一個實時數(shù)據(jù)傳控中心（包括通訊處理機(jī)、實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器），用于集中管理和存放各采油廠所轄區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)井、6KV配電線路、聯(lián)合站、輸油管線的現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，做到實時數(shù)據(jù)庫開放的原則。
整個系統(tǒng)構(gòu)成如下：
方案說明：
井口控制器采集油井示功圖、電量、回壓、溫度等參數(shù)，經(jīng) CDMA/GPRS網(wǎng)或者數(shù)傳電臺，以 CDMA/GPRS專線方式或者數(shù)傳電臺接口(RS232)接入采油廠通訊機(jī)、實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，廠礦小隊的計算機(jī)可以用瀏覽器或客戶端方式對實時數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問。井口控制器改變以往只采電壓、電流有效值地模式，而是實時采集計算電機(jī)電量參數(shù)，可為配電線路自動化系統(tǒng)提供所需的數(shù)據(jù)。
6kV配電線路遠(yuǎn)方終端、采油廠通訊機(jī)、實時數(shù)據(jù)庫、配電 SCADA應(yīng)用服務(wù)器、工作站等，利用CDMA/GPRS網(wǎng)，組成配電線路自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)對配電線路運(yùn)行狀況的實時監(jiān)控和管理。
集輸站庫自動化系統(tǒng)與輸油管線泄漏檢測系統(tǒng)均是相對獨(dú)立的一個系統(tǒng)，經(jīng)局域網(wǎng)將系統(tǒng)采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳采油廠實時數(shù)據(jù)庫，實現(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)珡S實時數(shù)據(jù)，及時了解現(xiàn)場生產(chǎn)情況。也可以通過 C/S模式對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析。
為了保證系統(tǒng)的時鐘一致性，系統(tǒng)配備專用的 GPS時鐘，用于同步全網(wǎng)的系統(tǒng)時鐘，包括定時與各 FTU、SU遠(yuǎn)方對時。
系統(tǒng)中通訊機(jī)、實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器等重要節(jié)點(diǎn)采用雙機(jī)熱備用配置，保持主機(jī)和備機(jī)之間數(shù)據(jù)的一致性，使主、備機(jī)可以在故障時可以隨時切換運(yùn)行。
數(shù)據(jù)中心采用雙網(wǎng)冗余配置，且與油田局域網(wǎng)隔離，當(dāng)主網(wǎng)出現(xiàn)故障，備網(wǎng)可隨時切換為主網(wǎng)運(yùn)行。
網(wǎng)絡(luò)安全性設(shè)計，采用防火墻、數(shù)據(jù)加密、網(wǎng)絡(luò)隔離、用戶權(quán)限管理等技術(shù)和手段保證網(wǎng)絡(luò)和信息的安全。用戶權(quán)限管理工作包括系統(tǒng)用戶資料庫管理、用戶注冊、用戶級別設(shè)置、用戶權(quán)限設(shè)置等主要內(nèi)容。
目前全油田網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)已建立起了病毒防治體系，因此本系統(tǒng)病毒防治依照油田統(tǒng)一規(guī)范執(zhí)行。
1.4. 油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
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）通訊模塊 DTU、采油廠通訊機(jī)、實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB服務(wù)器、監(jiān)控瀏覽終端等組成。系統(tǒng)框圖如上面總圖所示。
油井工作狀態(tài)傳感器和變送器主要有溫度傳感變送器，壓力傳感器和變送器，電流互感器、抽油機(jī)載荷傳感器和變送器、位移傳感器和變送器、變壓器一次側(cè)電流互感器，它們將油井的工作狀態(tài)變換成對應(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，接入采油廠通訊機(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)采油廠實時數(shù)據(jù)庫。廠礦小隊的計算機(jī)可根據(jù)不同的權(quán)限，采用 C/S或 B/S模式對實時數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問。
系統(tǒng)實現(xiàn)的功能
電泵井 SU主要進(jìn)行電壓、電流、油井回壓、井口溫度等參數(shù)的測量。抽油機(jī)井 SU主要進(jìn)行示功圖、電壓、電流、油井回壓、井口溫度等參數(shù)的測量，且保留油井遙控啟停功能。
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