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案例详细
标题油田油井自动化监控系统解决方案
技术领域
行业
简介
内容

 

梁茂海

1  系统概述

    油田油井大多分布在各采油场，油井工作状况的监测和控制，一直是采油场一项重要和困难的内容，一般的油井大多为油井巡视员或维修工定期巡回检查，随着油田现代化管理水平的不断提高，早期的巡视员方式已逐渐被油井无人值守所代替。本文即介绍了利用研祥智能科技股份有限公司的工业控制技术，整合出适合国内油井实际情况的无线遥控遥测系统。

 

2  系统基本构成

 

    本系统结构如图1所示，系统主要由采油场监控中心和油井无线遥测遥控主机、传感器、电机控保装置等组成。采油场监控中心一般设置在矿部、办公室或其它监控调度部门，包括有一台工业控制计算机、一台打印机和监控中心收发信机以及油井无线遥测遥控主机（RTU）等部件。

3  系统工作方式

 

    油井工作状态传感器主要有温度传感器、电压传感器、电机电流传感器、被监控开关断/合传感器，它们将油井的工作状态变换成对应的电压或电流值送至远程智能无线RTU。本系统留有扩展接口，可根据油井实际情况增加。

 

    油井RTU由带有A/D，D/A变换器的高性能的单片机，电源管理电路，蓄电池供电电路以及无线数传电台组成。A/D变换将传感器送来的表示油井状态的模拟信号变成数字信号，再由无线数传电台进行信号处理和调制，以射频信号的形式幅射到空间。电源管理电路是用来监测交流电源用，一旦交流电源断电，自动转为蓄电池供电。当交流供电正常时，又恢复由交流电源供电并对蓄电池充电，始终保持RTU供电正常。如图2所示。

    监测中心收发信机从空中接收到由油井遥控遥测主机的信号后，通过对射频信号放大、解调，恢复成数传信号送中心工业控制计算机处理计算，实时监测油井工况。当有异常时，中心工业控制计算机立即向油井遥控遥测主机发出控制命令，控制电机停机待修。

 

4  系统配置（见表1）

 

5  系统主要功能

 

(1)   油井工作状态监测　抽油机电源电压监测；抽油机电源电流监测；电机开/关监测；漏油，盗油监测。

 

(2)   油井实时故障报警　电压过压、欠压报警；电流过流报警；抽油机停报警；漏油，盗油报警。

 

(3)   监测数据统计和打印　耗电量，故障情况实时电脑显示和统计报表打印。

 

(4)   扩展功能　本系统留有扩展口，可根据油井情况和客户需求增加井口温度监测，井口油压监测，井口套压监测。

 

6  系统主要技术性能

 

⑴ 传感器测量精度和范围：①电压：0～400V 2%FSB；②电流：0～150A 2%FSB；③压力：0～10MPa 1%；④A/D变换：12位。

 

⑵ 通讯接口：RS-232，RS-485可选。

 

⑶ 无线收发信机：①功率：5W（无遮挡传送距离约20km），功率：25W（无遮挡传送距离约50km）；②灵敏度：优于0.25μV；③射频工作频率：230MHz；④最大可寻址数：4096；⑤信道数：16个可任选。

 

⑷ 环境工作条件：①温度：-25℃～+55℃；②相对湿度：96%RH。

 

⑸ 中心控制计算机：使用研祥工业计算机，配置为：P4级别工控机。

 

⑹  打印机：激光打印机。

 

7  系统工程设备组成

 

⑴  传感器组件；

⑵  油井无线遥测遥控主机 （油井RTU）；

⑶  监控中心收发信机；

⑷  监控中心系统软件（可使用通用版组态软件）；

⑸  监控中心计算机。

 

8  系统总体评价

 

    在该系统中，使用组态软件和无线数传电台，系统无线遥测遥控主机（RTU）将检测到的单口采油井的状态，通过无线方式传送给监控中心，从而实现各单井状态的集中监控，减少人员投入，缩短油井故障发现和排除时间，极大的提高了生产效率。另外，本系统还非常适合输油管漏油，盗油监测，在多家采油场中使用，取得了较好的经济效益和社会效益。