摘要：本文提供了一種基于GPS與GPRS的采油井信息采集系統(tǒng)設(shè)計原理和實現(xiàn)方案，簡要介紹了GPRS技術(shù)的基本知識，描述了GPRS無線傳輸應(yīng)用于能源采集上的實現(xiàn)方法。通過實際應(yīng)用，獲得了理想的效果.

　　關(guān)鍵詞： GPRS；GPS；油井監(jiān)控；

　　目錄：

　　一、需求分析

　　二、GPRS網(wǎng)絡(luò)概述

　　三、系統(tǒng)概述

　　四、系統(tǒng)拓撲

　　五、系統(tǒng)特點

　　六、系統(tǒng)功能簡介

　　七、結(jié)論

　　一、需求分析

　　油井管控的最終目標是降低成本、提高工作效率以及服務(wù)水平，這需要企業(yè)能夠及時、準確、全面的掌握各個采油井的信息，對油田實現(xiàn)實時信息掌握。現(xiàn)代科技、通訊技術(shù)的發(fā)展，GPS/GIS技術(shù)的成熟和GPRS無線通訊技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為現(xiàn)代石油管控提供了強大而有效的工具。GPS/GIS/GPRS對企業(yè)優(yōu)化資源配置、提高市場競爭力，將會起到積極的促進作用。

　　二、GPRS網(wǎng)絡(luò)概述

　　GPRS是目前解決移動通信信息服務(wù)的一種較完美的業(yè)務(wù)，它是以數(shù)據(jù)流量計費、覆蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)傳輸速度更快。GPRS的推出，為行業(yè)和企業(yè)用戶開展無線辦公提供了基礎(chǔ)設(shè)施平臺，為推動移動辦公的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，GPRS網(wǎng)絡(luò)具有租用費用低、移動辦公，不受地域制約等優(yōu)點。GPRS的出現(xiàn)為企業(yè)和行業(yè)用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。

　　三、系統(tǒng)概述

　　GPRS+GPS數(shù)據(jù)備份通道解決方案是集全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）以及GPRS無線通信技術(shù)于一體的軟、硬件綜合系統(tǒng)。主要由三部分組成：終端（GPS設(shè)備＋LZ713C GPRS DTU）、GPRS無線數(shù)據(jù)鏈路和監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)?？蓪谶M行統(tǒng)一集中管理和實時監(jiān)控調(diào)度指揮。

　　鑒于石油行業(yè)的特殊可靠性要求，信息系統(tǒng)在總體建設(shè)上利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)作為整個信息采集系統(tǒng)的主要傳輸通道，此外再搭建一個基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的備份傳輸通道，主要作用在于當衛(wèi)星通信系統(tǒng)出現(xiàn)異常故障時，可以馬上將數(shù)據(jù)通過GPRS的備份通道傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，避免數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袛?，?dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失。

　　該系統(tǒng)主要采用移動內(nèi)網(wǎng)建站技術(shù)（APN綁定IP業(yè)務(wù)）＋GPRS無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，保證網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通性，提供具有一定QOS的帶寬保證，所采用的設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架都具有良好可擴展性，可以根據(jù)后續(xù)發(fā)展的需求，在不改變現(xiàn)有組網(wǎng)方案的情況下，通過增加GPRS DTU設(shè)備，實現(xiàn)遠程無線數(shù)據(jù)傳輸功能。

　　該系統(tǒng)主要設(shè)計思路一：終端設(shè)備通過串口外掛LZ713C GPRS DTU，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)正常的時候，LZ713C GPRS DTU處于數(shù)據(jù)休眠狀態(tài)，當衛(wèi)星通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，終端設(shè)備馬上將數(shù)據(jù)發(fā)送切換到該串口，LZ713C GPRS DTU接收到該串口的數(shù)據(jù)時自動激活和監(jiān)控中心的連接，并將數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控中心。

　　此方法所有監(jiān)控權(quán)在于終端設(shè)備，由終端設(shè)備判斷衛(wèi)星通信系統(tǒng)是否正常，如果判斷不正常則轉(zhuǎn)為備份通道進行數(shù)據(jù)傳輸。

　　該系統(tǒng)主要設(shè)計思路二：監(jiān)控中心外掛一臺LZ510 GSM Modem，終端設(shè)備通過串口外掛LZ713C GPRS DTU，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)正常的時候，LZ713C GPRS DTU處于短信或者電話休眠狀態(tài)，終端設(shè)備將采集數(shù)據(jù)同時發(fā)送給衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)和LZ713C GPRS DTU，當監(jiān)控中心在規(guī)定時間內(nèi)未收到終端設(shè)備通過衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)時，自動通過LZ510 GSM Modem發(fā)送短信或者撥打電話到LZ713C GPRS DTU對應(yīng)的手機卡號碼激活DTU，使其進入工作狀態(tài)，DTU將接收到的數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控中心。

　　四、系統(tǒng)拓撲

　　五、系統(tǒng)特點

　　-強大的信息準確定位、實時監(jiān)控、高效調(diào)度功能

　　-提供標準的數(shù)據(jù)接口，可實現(xiàn)與企業(yè)管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)的無縫對接

　　-可同時支持多種通信方式，包括GSM短消息、語音、GPRS

　　-支持多級架構(gòu)，多中心級連、分布式互聯(lián)，支持移動中心

　　-系統(tǒng)具有完整安全以及自動災(zāi)難恢復(fù)機制，保證安全穩(wěn)定，降低系統(tǒng)維護成本

　　六、系統(tǒng)功能簡介

　　油井監(jiān)控中心系統(tǒng)

　　主要的部分有油田中心監(jiān)控計算機的操作系統(tǒng)、井口微型計算機掃描和通信程序和在油田中心生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中編制報表、分析數(shù)據(jù)和通信用的軟件。

　　A、 操作系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)的特點可分為兩類：實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理：

　?。?） 實時監(jiān)測

　?、?自動收集和認可從遠程井口微型計算機傳輸來的數(shù)據(jù)，每口井具有其自己的識別特征；

　?、?自動檢查錯誤，如果需要還可重新傳輸；

　?、?在收到任何級別的警報時，可自動進行電話撥號；

　?、?調(diào)制解調(diào)器電話通信處理程序通過安全密碼可進入計算機系統(tǒng)，通過第二級安全密碼可得到單個用戶油井資料。

　?。?） 數(shù)據(jù)庫管理

　?、?傳感器和報警數(shù)據(jù)按時間、日期和油井存儲。

　?、?根據(jù)報警數(shù)據(jù)的緊急程度和認可情況排定報警數(shù)據(jù)的優(yōu)先次序。每口井的報警資料單獨存儲。

　?、?存儲歷史數(shù)據(jù)，并使這些數(shù)據(jù)在線保留時間約1個月。

　?、?通過一個特別菜單和選定的傳感器組使遠程井口微型計算機初始化。指定無線電中繼站（如果設(shè)有中繼站的話）；計劃數(shù)據(jù)收集時間和間隔；計劃數(shù)據(jù)記錄時間和間隔；密碼賦值；設(shè)定報警優(yōu)先等級和報警記錄的電話號碼。

　　現(xiàn)場操作人員和用戶通過一系列菜單和屏幕顯示與系統(tǒng)對話。不僅能得到歷史數(shù)據(jù)，而且還可得到現(xiàn)時數(shù)據(jù)。

　　B、 用戶網(wǎng)絡(luò)化管理

　　系統(tǒng)的設(shè)計可使現(xiàn)場操作人員和處于遠方的礦場經(jīng)營者能通過一系列菜單顯示得到存儲在油田總部的數(shù)據(jù)。

　　七、結(jié)論

　　使用現(xiàn)代通信和計算機技術(shù)對抽油機進行遠程監(jiān)控對于及時、準確、全面地掌握石油生產(chǎn)情況，進行科學(xué)決策有著十分重要的意義，主要有以下幾點：

　　 (1) 可降低工人勞動強度，提高生產(chǎn)率

　　 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，工作量大而繁重，費用高，特別在雨雪天氣，有些井無法采集，嚴重影響生產(chǎn)，采用遠程監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集只需室內(nèi)進行，大大降低工人的勞動強度，同時可減少冗余人員，利于降本增效。

　　 (2) 便于及時掌握生產(chǎn)情況，利于科學(xué)管理

　　 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，通常以人工的方式用報表反映采油情況，難以及時、準確、全面直觀、高效、連續(xù)地反映生產(chǎn)動態(tài)。實現(xiàn)油井的遠程監(jiān)控，管理人員在辦公室或各個測點上就可以直觀地看到所有抽油機的工作情況。隨著無線通訊網(wǎng)的發(fā)展，各級管理部門可隨時掌握一線的生產(chǎn)情況，真正做到運籌帷幄之中，決勝千里之外。

　　 (3) 便于采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利于科學(xué)決策

　　 人工采集數(shù)據(jù)，每口井一般每天只測一次工作參數(shù)，為了診斷井下工作情況，一般每口井一到兩周要停機測試一次井下功圖及液面，費時費力。由于數(shù)據(jù)量小，很難做數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。實現(xiàn)遠程監(jiān)控可快速測試并長期保存大量工作數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)進行科學(xué)的生產(chǎn)分析，為決策提供可靠論據(jù)。

　　 (4) 便于及時發(fā)現(xiàn)問題，提高工作效率

　　 實現(xiàn)抽油機的遠程監(jiān)控，可以及時發(fā)現(xiàn)油井停電、不正常停機、油管泄漏、凡爾泄漏、液面過低、配重不平衡等情況，從而有效地防止設(shè)備損壞，減少停機時間。抽油機運行過程中，油井的機電設(shè)備難免會出現(xiàn)一些不正常情況，如缺相、井下受卡等，有些情況如能及時發(fā)現(xiàn)并處理，就可以減少或避免油井故障，減少經(jīng)濟損失。