油井遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)

孫曉琳　袁立　李君

摘 要：為能夠迅速準(zhǔn)確地掌握油井的工況、及時(shí)發(fā)現(xiàn)油井故障、提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，設(shè)計(jì)油井遠(yuǎn)程智能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對(duì)礦區(qū)內(nèi)的油井分組監(jiān)控，一套系統(tǒng)可監(jiān)控多口油井，實(shí)現(xiàn)塊區(qū)內(nèi)油井的集中、科學(xué)管理。

關(guān)鍵詞：油井遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控；紅外視頻監(jiān)控；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理；報(bào)警監(jiān)控

一、油井遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)

油田遠(yuǎn)程智能管理系統(tǒng)已擺脫了傳統(tǒng)的監(jiān)控模式，油井區(qū)塊采用遠(yuǎn)程控制智能管理，信息采集準(zhǔn)確、快捷，極大地提高采油廠動(dòng)態(tài)分析的效率和質(zhì)量；為采油廠開(kāi)發(fā)科學(xué)決策、優(yōu)化生產(chǎn)管理和日常生產(chǎn)的正常運(yùn)行提供保障；可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，確保油井不會(huì)因復(fù)雜的工作狀況以及工作人員的違章操作、不法分子的蓄意破壞等影響，造成不必要的損失。針對(duì)油田的特點(diǎn)，油井處于野外，環(huán)境惡劣，該系統(tǒng)前端傳感器如位移、壓力、電量等傳感器均為防爆殼體、卡裝或強(qiáng)磁吸附安裝，安裝拆卸便捷；現(xiàn)場(chǎng)就地控制柜內(nèi)裝有控制和數(shù)據(jù)處理單元，接線、安裝均符合石油石化行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。高性能數(shù)據(jù)采集控制器具有多種變送器信號(hào)接口，穩(wěn)定可靠，滿(mǎn)足功圖密集性采集周期要求。采用精密電流互感器，可精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)電流與功率。北方油田全年溫差較大，該系統(tǒng)前端傳感器、網(wǎng)絡(luò)紅外攝像機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)主控柜內(nèi)設(shè)備均選用寬溫產(chǎn)品可適應(yīng)-40℃～+65℃溫度范圍，保證系統(tǒng)可全天候穩(wěn)定運(yùn)行。

二、油井遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)主要構(gòu)成

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集部分：根據(jù)油田的實(shí)際情況，可采用載荷位移傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、網(wǎng)絡(luò)紅外攝像機(jī)等設(shè)備。無(wú)線設(shè)備內(nèi)部使用高能電池，在井場(chǎng)只進(jìn)行一次性安裝，沒(méi)有任何外接電源，不僅簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)安裝，減少了干擾，后期維護(hù)更簡(jiǎn)單方便。

就地控制柜：柜內(nèi)配有電量模塊、三相電參數(shù)檢測(cè)傳感器、啟?？刂破骱蛿?shù)據(jù)采集控制器，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)所需數(shù)據(jù)的采集、處理，及油井的啟停控制等，并為相關(guān)設(shè)備提供現(xiàn)場(chǎng)電源。無(wú)線通訊：如數(shù)據(jù)采用有線傳輸方式則耗費(fèi)巨大，且由于距離遙遠(yuǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜布線難度很大，采用其他如GPRS/CDMA等傳輸方式需要高昂的使用費(fèi)，而無(wú)線網(wǎng)橋接入方式使用民用自由輻射頻段，不用申請(qǐng)也無(wú)需另行付費(fèi)，更不必?fù)?dān)心與其他無(wú)線信號(hào)發(fā)生干擾。終端服務(wù)器：在遠(yuǎn)程中控室內(nèi)設(shè)有終端服務(wù)器，配有終端組態(tài)軟件，用于數(shù)據(jù)接收、處理和顯示。軟件包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、網(wǎng)絡(luò)管理模塊、顯示模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)等多個(gè)模塊，具有良好的人機(jī)交互界面，操作人員可以在計(jì)算機(jī)上遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、控制油井遠(yuǎn)程啟停等。

三、油井遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

可遠(yuǎn)程對(duì)油井設(shè)備重要運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如三相電流、電壓、功率；可給出上電流、下電流、電流平衡度及沖次時(shí)間，便于操作人員掌控抽油機(jī)平衡比。可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控油壓、井口溫度等相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)。根據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)繪制的功圖，操作人員可及時(shí)發(fā)現(xiàn)冬季油井結(jié)蠟情況，及時(shí)進(jìn)行洗井操作，即可避免發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)蠟現(xiàn)象，也可避免過(guò)度頻繁的洗井操作，把結(jié)蠟帶來(lái)的危害降到最低。減少了因洗井造成的停機(jī)，科學(xué)用水，即可節(jié)能，又可增產(chǎn)。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)計(jì)量間內(nèi)的可燃?xì)怏w濃度，在可燃?xì)怏w濃度超標(biāo)時(shí)及時(shí)給出報(bào)警。準(zhǔn)確檢測(cè)計(jì)量間內(nèi)各油井的回油溫度，可在計(jì)量間檢測(cè)柜的觸摸屏上直觀顯示，也可遠(yuǎn)傳到井隊(duì)控制中心主控計(jì)算機(jī)上顯示，可有效防止由于各種原因?qū)е碌膬鼍?、凍管道的現(xiàn)象。

本系統(tǒng)可自動(dòng)判斷油井的啟停狀態(tài)，停井時(shí)將給聲光報(bào)警信號(hào)，提示工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)油井故障，判斷油井故障時(shí)可及時(shí)遠(yuǎn)程遙控停機(jī)，減少故障造成的損失，當(dāng)判斷為非故障停井時(shí)可直接無(wú)線遠(yuǎn)程遙控油井電機(jī)啟動(dòng)。

采用網(wǎng)絡(luò)紅外攝像機(jī)進(jìn)行井場(chǎng)視頻監(jiān)控，可直觀的監(jiān)控抽油井工作狀態(tài)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)盜油、人畜闖井等意外事故?？赏ㄟ^(guò)遠(yuǎn)程視頻方式觀看井場(chǎng)情況，判斷現(xiàn)場(chǎng)故障問(wèn)題，減少人工巡井工作量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，增加工作效率。

根據(jù)不同用戶(hù)的實(shí)際井區(qū)工況和需求可設(shè)計(jì)具有實(shí)用性、針對(duì)性的監(jiān)控系統(tǒng)。井場(chǎng)與中心控制室（隊(duì)部）距離較遠(yuǎn)則采用了無(wú)線網(wǎng)橋使用公用頻段來(lái)無(wú)線傳輸現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集控制器得到的油井各參數(shù)及井場(chǎng)實(shí)時(shí)視頻信號(hào)，與使用GPRS進(jìn)行無(wú)線傳輸相比無(wú)需每年支付高昂的帶寬費(fèi)用，更適應(yīng)高數(shù)據(jù)量的無(wú)線視頻傳輸，傳輸速率高，覆蓋范圍大，靈活性好。

四、油井遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展前景

油田遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)前端傳感器與就地控制柜內(nèi)的數(shù)據(jù)采集控制器間采用短程無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式，無(wú)需挖溝排管布線，不會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境產(chǎn)生大的改動(dòng)；一個(gè)數(shù)據(jù)采集控制器可對(duì)相鄰距離較近的幾口油井傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，綜合成本較低，性?xún)r(jià)比較高。前端傳感器采用卡夾等方式，安裝方便，在維修和作業(yè)時(shí)便于拆卸和重新安裝。該系統(tǒng)不僅減少事故的發(fā)生率，降低事故的嚴(yán)重程度，使事故的損失大大降低。

結(jié)束語(yǔ)：油田遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)的使用必然成為趨勢(shì)，將成為油田科學(xué)管理不可缺少的保護(hù)系統(tǒng)。在油井頻繁出現(xiàn)事故盜油等情況的今天，準(zhǔn)確有效的事故預(yù)報(bào)警保護(hù)系統(tǒng)對(duì)油井安全運(yùn)行將起到重要的支持作用。

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