基于XM L的輸油管道動態參數檢測系統

淄博職業學院

基于XM L的輸油管道動態參數檢測系統

翟 麗

淄博職業學院

面對不斷增加的原油開采量，傳統管道監控模式在一定程度上很難掌控原油的檢測參數，研發出一種基于XML的輸油管道動態檢測系統，其具有檢測精準、實用性高等特點。XML輸油管道檢測系統的結構包括移動臺、拜訪位置寄存器和歸屬位置寄存器。系統不但可以檢測輸油管道內流速的動態參數，實時掌握油田系統中的數據，并且可即時檢測出管壁溫度以及承受的壓強系數等。高溫對石油管道具有嚴重的破壞性，一旦出現這種情況，檢測系統得出的參數會迅速反饋給控制中心，然后在核心處理系統操作運行程序，對管道內壁進行降溫處理。

輸油管道；動態參數檢測系統；XML；流量；參數

面對不斷增加的原油開采量，傳統管道監控模式在一定程度上很難掌控石油的檢測參數。隨著科學技術的不斷進步，石油企業研發出一種基于XML的輸油管道動態檢測系統，其具有檢測精準、實用性高等特點[1]。該系統能夠對油田管道的運行參數以及流速參數進行實時性檢測，如果出現故障，該系統會自動檢查出故障點，管理人員會根據系統中顯示的故障點位置排除故障。

1 XML的主要特征

XML又稱為可擴展性標記語言，是一種可以對數據進行描述與設計結構布局的編程語言。XML的可擴展性是根據用戶的需求專門設定的標記集，這種標記集可以在Word文檔中充分表達出來。當前各個領域中普遍采用的是動態XML標記集，不但能夠在文檔中展示出來，并且在應用程序中還可以添加一些實用的軟件系統，比如在系統中添加了PDA安裝程序以及一些動態性的檢測軟件。這種動態的XML文檔具有一定的層次結構性，能夠根據編寫的程序語句依次執行。編寫的語句采用了十六進制的編寫程序，具有較好的保密性能。并且設定的程序簡單、易操作，呈現出的文檔瀏覽界面簡單直觀，一般的操作管理人員都可以操作。在檢測能力上能夠實現全方位實時性檢測，對管道內原油的流速等運行參數能夠準確掌握。并且在設定系統中加入了PDA動態檢測程序，因此可在傳輸通道中同時編寫特定的碼元突發脈沖序列，對反饋的信息在基站控制器上即可進行掃描分析；確定無誤后再傳輸到中央處理器，使計算機終端設備能夠得到精準的動態參數。

2 結構設計

2.1 編程處理系統

XML中編程處理系統結構設計標準是追求核心處理速度快、保密穩定性能高。為了提高核心處理速度，系統應用了四核處理機[2]，其運算的速度每秒能達幾十萬次，并且這種處理機不是只能識別一種編程語言，對其他不同種類的程序參數都能夠加以識別，通常集中核心處理的語言包括有C語言、C++、VF以及ACCESS等。

具體操作中，在系統后臺中點擊run按鈕，選擇要操作的指定程序，系統便可根據不同的設定標準來依次執行。

該系統采用酷睿研發的第四代處理機，由于包含了4個處理器，因此運算速度相當于4臺計算機同時對1個程序進行運算，處理速度為4臺主機平均每小時處理運算速度的乘積。XML處理系統一般應用于石油量數據處理及統計工作中：油井每天開采量可達上百噸，其中原油流速與內涵物質成分參數都要即時更新，這種編程處理系統語言能夠及時檢測油井中各種成分是否符合標準[3]。

其次，由于監控室要隨時跟蹤掌握原油流速，因此該檢測程序會每間隔一定周期對油井管道內原油的流速數據進行檢測，以免流速過高造成管道崩裂。

另外，在加密性能方面采用的是十六進制編碼。用ABCDEFG來代表10～16之間的數據，其中包含了邏輯運算中的與或非結構。該程序設定的加密過程十分復雜，一般解碼器很難解密出十六進制編碼的程序代碼，所以信息有著較高的加密性能。該功能主要應用在油田安全網絡系統中，防止帶有破壞性病毒的攻擊。傳統編程代碼多以二進制為主，二進制安全系數較低，無法應用于油田企業大型信息系統，所以選擇該解碼器來替代原有的編程代碼，以保證重要信息不被泄露。

2.2 網絡檢測系統

XML輸油管道系統的結構包括移動臺、拜訪位置寄存器和歸屬位置寄存器，如圖1所示。

圖1 XML網絡檢測系統結構布局

移動臺是一個虛擬主機，可以進行一些數據的鏈接，在檢測系統中具有反饋信息數據的作用，即在XML文檔中將已設置好的參數體系列入數據庫列表中，當信令設備反饋的信息傳輸給移動臺時，移動臺便會把這種動態的參數和原有數據庫中的參數體系進行對比。如果出現較大程度偏差，該移動臺便會將整合的數據參數列入到安全診斷檢測報告中進行檢測[4]。

拜訪位置寄存器依據用戶設備的具體位置參數值來設定，將設備正常工作時的參數設定到綜合程序中，其中包括設備的用戶識別碼、其他設備拜訪的能力以及對數據業務的補充等內容。拜訪位置寄存器的設定主要在XML文件中的文檔數據傳輸中完成，分為上、下兩個頻段，上頻段為824～849MHz，下頻段為869～894 MHz，傳輸信息的信道數為64，共分為3個扇區，每個扇區的俯仰角為120°，可供3個載頻使用，所以3個扇區共可供9個載頻使用。

鑒權中心包含存儲信息的鑒權功能與設備數據信息的加密密匙功能。對系統安全性的檢測過程中，用戶進入到動態網頁時需要先輸入文件鑒權加密的密碼，才能進行下一步對數據參數實時性的動態變化檢測。

XML網絡檢測系統的結構設計是針對油田設備的定位采集與參數誤差分析工作。實際應用中，用戶位置寄存器會先存儲設置的參數，當用設備對石油分餾時，各個成分可能與原來終端設備中設定的參數存在一定范圍的偏差，例如分離環丙烷和戊烷時，由于碳原子個數受到破壞，導致內部的成分與原有餾分產生偏差，那么檢測系統會對誤差原因進行分析，以便及時采取措施。

3 檢測系統在油田的應用

基于XML的輸油管道動態檢測系統不但可以檢測輸油管道流速的動態參數，實時掌握油田生產系統中的數據，并且可即時檢測出管壁溫度以及承受的壓強系數等。

在檢測參數方面，一般液體流速快，很容易造成管道內部壓強增大，而在單位面積沒有改變的情況下，使管內壓力逐漸增大，最后可能會擊穿管壁，造成不必要的經濟損失，甚至是人員傷亡。為此，在管道內安裝了傳感裝置，當液體經過傳感器時，會檢測原油的流速以及密度等，隨時掌控管道內液體的流速情況[5]。實際檢測中，一旦原油流經傳感器，系統會將該時間內液體的流控數據經傳感器傳輸到終端設備，對照原有XML系統中數據報表的數據信息來分析與處理。若發生較大的流速偏差時，該系統便會采取自動報警裝置，通知管理人員對管道內的流速加以控制。

在溫控方面，通常輸油管道所承受的最高溫度為150℃，但是由于石油液體中含有大量固體雜質，增大了管壁之間的摩擦程度，這樣的摩擦能夠使溫度驟然間上升。很多時候溫度會突破150℃的極限，使溫度有時能達到170℃左右，這樣的高溫對石油管道具有嚴重的破壞性。一旦出現這種情況，檢測系統得出的參數會迅速反饋給控制中心，然后在核心處理系統操作運行程序，對管道內壁進行降溫處理。

由于XML檢測系統可以及時通知管理人員做好防范準備，所以會避免發生嚴重的安全事故，因此值得應用與推廣。

4 結語

基于XML的檢測系統在油田應用后，確保了石油企業整個生產周期中的安全穩定性。與傳統技術相比，其設備的工作運行效率也得到大幅度的提升。基于XML的檢測系統不只應用于國內油田企業，在其他工業領域中都有廣泛應用，為中國經濟現代化建設做出了巨大貢獻。

[1]文必龍，關祥瑞，周凱．基于VC平臺的XML解析技術分析[J]．齊齊哈爾大學學報，2007，23（5）：35-37.

[2]關成堯，檀朝東．淺談油氣生產物聯網的建設模式[J]．中國石油和化工，2011（4）：32-34.

[3]蘇素芳，趙會東，王小科．C#學習手冊[M]．北京：電子工業出版社，2011.

[4]徐元松，黃玲．儲罐液量監測控制新技術[J]．油氣田地面工程，2012，31（10）：73-74.

[5]劉彥博，胡彥，馬哄．WindowsMobile平臺應用與開發[M]．北京：人民郵電出版社，2006.

（欄目主持 關梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.045