一種無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控研究

范宏宏 彭盈 龔倉(cāng)軍

摘 要：根據(jù)油田井場(chǎng)的現(xiàn)狀，改進(jìn)油田井場(chǎng)的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為油田企業(yè)的重要任務(wù)，因?yàn)橛吞锞畧?chǎng)本身具有范圍廣、分布零散等特點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)新的油田井場(chǎng)的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，要結(jié)合油田井場(chǎng)的現(xiàn)狀和其本身的特點(diǎn)。本文就基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)；油田井場(chǎng)；生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

不同地區(qū)油田的分布特點(diǎn)是不同的，所以在設(shè)計(jì)油田井場(chǎng)的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡赜蛱卣鬟M(jìn)行分析。傳統(tǒng)的油田井場(chǎng)的生產(chǎn)監(jiān)控完全依賴于人工操作，利用人工對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行定時(shí)的檢查，并采集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，這種方法不僅會(huì)造成人力和物力的浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)采油數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性造成一定的影響，而且這種方法還會(huì)給油田井場(chǎng)的采油系統(tǒng)和生產(chǎn)管理帶來一定的困難。為了解決傳統(tǒng)油田生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)油田井場(chǎng)的采油系統(tǒng)和生產(chǎn)管理帶來的影響，就要結(jié)合油田井場(chǎng)的分布特點(diǎn)對(duì)油田井場(chǎng)的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改革，借助無線網(wǎng)絡(luò)方便快捷的特點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)油田井場(chǎng)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行集中控制管理。

1 一種無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控中心主要就是對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)油田的啟動(dòng)、停止進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并對(duì)相關(guān)的重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和處理，并依據(jù)這些數(shù)據(jù)來了解油田井場(chǎng)的工作情況。監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)可以采用模塊化的方式來設(shè)計(jì)，這樣能夠有效的維護(hù)系統(tǒng)的安全，擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控中心的軟件操作系統(tǒng)通常會(huì)選用Windows XP系統(tǒng)，其平臺(tái)界面是采用監(jiān)控組態(tài)軟件來制作開發(fā)的，用這種方法的好處就在于平臺(tái)界面中可以顯示所需要的數(shù)據(jù)信息，用戶就可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)的信息來判斷油田井場(chǎng)的工作情況，然后確定井口、井場(chǎng)等設(shè)備的工作狀態(tài)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)油田井場(chǎng)的遠(yuǎn)程控制[1]。基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能不僅僅靠軟件設(shè)備還需要有相應(yīng)的硬件設(shè)備來支持。在該監(jiān)控系統(tǒng)中重要的硬件設(shè)備主要有數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端。其中在該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)使用的通信網(wǎng)絡(luò)是由無線網(wǎng)橋組成的，無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸使用的是一種比較簡(jiǎn)單的、可靠性高的無線網(wǎng)橋設(shè)備，這對(duì)油田井場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)的終端數(shù)據(jù)有很好的保護(hù)作用，能夠保證現(xiàn)場(chǎng)終端數(shù)據(jù)的安全實(shí)時(shí)傳輸。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端主要在系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端接收電參數(shù)傳感器、位移傳感器、載荷傳感器測(cè)得的電壓、電流、位移、井口壓力、懸點(diǎn)載荷等數(shù)據(jù)信息，同時(shí)由網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)對(duì)油田現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行視頻圖像采集，這時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)和采集的視頻圖像信息會(huì)通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)在打包壓縮后傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

2 一種無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的功能

基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)就是通過采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的組網(wǎng)模式，把油田的每個(gè)井場(chǎng)都設(shè)計(jì)成局域網(wǎng)，而且點(diǎn)與點(diǎn)之間的連接很簡(jiǎn)單，只需要在系統(tǒng)中的每個(gè)網(wǎng)段中裝置一個(gè)無線網(wǎng)橋即能實(shí)現(xiàn)，這種連接方式不僅簡(jiǎn)單，還增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和靈活性。另外，該系統(tǒng)的遠(yuǎn)端網(wǎng)橋和中心基站的架構(gòu)形式都是由室內(nèi)到室外，這樣就可以在相同的預(yù)算下提高系統(tǒng)的性能。針對(duì)基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備的功能，該系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[2]。

2.1 油田井場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控。通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備和傳感器裝置能夠?qū)崟r(shí)的獲得電壓、電流、位移、井口溫度、井口壓力、懸點(diǎn)載荷等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，然后通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)把這些生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，這時(shí)工作人員就可以通過監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)的對(duì)油田井場(chǎng)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了解和分析。這些生產(chǎn)數(shù)據(jù)最后還會(huì)自動(dòng)保存在后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，這樣就有利于數(shù)據(jù)的保存、分析和查詢，同時(shí)也給油田井場(chǎng)之后的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析提供了可靠的依據(jù)。

2.2 對(duì)油田井場(chǎng)進(jìn)行視頻監(jiān)控。基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控的，該系統(tǒng)可以清楚的提供油田井場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控信息、光圈控制信息、云臺(tái)控制信息和圖像管理等，對(duì)實(shí)現(xiàn)油田井場(chǎng)的遠(yuǎn)程控制有重要的意義。監(jiān)控中心的工作人員可以通過監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)的對(duì)油田井場(chǎng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控狀態(tài)進(jìn)行瀏覽和分析，而且該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)監(jiān)控畫面同時(shí)查看，這樣就能更好的對(duì)不同時(shí)刻不同地點(diǎn)的監(jiān)控畫面進(jìn)行對(duì)比研究。該系統(tǒng)的監(jiān)控中心不僅可以同時(shí)顯示多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控畫面，也可以顯示一個(gè)獨(dú)立的某個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控畫面，而且還能實(shí)現(xiàn)各個(gè)畫面之間的任意切換，對(duì)歷史存儲(chǔ)的視頻信息也能實(shí)時(shí)查詢，這就為油田井場(chǎng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的分析和研究提供了方便[3]。

2.3 油田井場(chǎng)的報(bào)警功能。基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)服務(wù)器的監(jiān)控軟件能夠監(jiān)測(cè)和分析生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)信息，如果生產(chǎn)數(shù)據(jù)超出了設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值監(jiān)控軟件就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，該信號(hào)被系統(tǒng)接受之后，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行相關(guān)的報(bào)警程序，并進(jìn)行報(bào)警預(yù)告，同時(shí)監(jiān)控中心的顯示設(shè)備上也會(huì)自動(dòng)顯示警告的畫面，而且還會(huì)以語音的形式進(jìn)行提醒和警告。該系統(tǒng)的報(bào)警功能能夠有效的、實(shí)時(shí)的對(duì)油田井場(chǎng)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)生問題時(shí)能夠及時(shí)的進(jìn)行報(bào)警預(yù)告，減少生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題對(duì)生產(chǎn)工作的影響。而且該系統(tǒng)還可以設(shè)置重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域，這樣就可以更加有效的保護(hù)油田井場(chǎng)的安全，有效的減少因不法分子的入侵造成的油田井場(chǎng)的損失[4]。

2.4 對(duì)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置一定的權(quán)限。為了使基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)能夠更好的發(fā)揮其監(jiān)控作用，使整個(gè)系統(tǒng)能夠安全的運(yùn)行，該系統(tǒng)的監(jiān)控軟件中還設(shè)置了權(quán)限管理。其中系統(tǒng)管理員的管理權(quán)限是最高的，系統(tǒng)管理員可以通過自己的口令和用戶名進(jìn)入系統(tǒng)，在其進(jìn)入系統(tǒng)之后就可以根據(jù)用戶的需要分配給新用戶一定的權(quán)限，這時(shí)新用戶的使用功能就會(huì)受到限制，只能使用自己賬戶中所包含的功能。這樣的設(shè)置能夠提高基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的安全性和可靠性，為整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了保障[5]。

3 結(jié)束語

基于無線網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)在油田井場(chǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛，其地位也越來越重要，該系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，給油田井場(chǎng)的生產(chǎn)提供了安全保障，保證了整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)也有利于油田的生存和發(fā)展，為油田企業(yè)創(chuàng)造了更大的效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]于寧，胡俊，王肄輝，楊巖，張銘存.基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田井場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)[J].電子制作，2014（05）：150-151.

[2]鄭飛，閆蘇斌，張會(huì)森.長(zhǎng)慶油田井場(chǎng)和增壓站數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)[J].石油工程建設(shè)，2012（05）：39-42+3.

[3]仝迪，牟建云，甯鴻，余海濤，張平.基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的井場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技視界，2015（04）：10-11.

[4]陳兆安，任曉峰，譚濱，吳寶祥.油田井場(chǎng)數(shù)字化集成監(jiān)控裝置的研制[J].油氣田地面工程，2013（11）：143-144.

[5]張應(yīng)斌，孫少波.無線視頻技術(shù)在油田綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（06）：104-107.