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技術(shù)頻道

油井遠(yuǎn)程監(jiān)控SCADA系統(tǒng)方案

本手冊探討了利用GPRS/CDMA對油井進(jìn)行遠(yuǎn)程無線監(jiān)控的方案。

油田自動化信息系統(tǒng)建設(shè)主要包括油井遠(yuǎn)程監(jiān)控、配電線路自動化系統(tǒng)、輸油管線泄露監(jiān)測、集輸站庫自動化監(jiān)控等四個部分,其目的是利用現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)源頭自動采集,借助油田現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源自動加載到廠級實時數(shù)據(jù)庫,為各級管理部門應(yīng)用提供開放的數(shù)據(jù)平臺,使生產(chǎn)和管理人員及時控制和掌握生產(chǎn)動態(tài),從而實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的自動化;并可以對取得的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析、優(yōu)化,從而為保證生產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)、降低生產(chǎn)成本提供重要依據(jù)。下面我們就油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行論述。

油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過對井口參數(shù)的實時檢測,采用輪詢-應(yīng)答的通信方式,將檢測到的油井狀態(tài),通過無線方式傳送給采油廠實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,并以CSBS模式,使生產(chǎn)管理的各個部門能夠及時掌握油井工作狀態(tài),縮短油井故障處理時間,提高開井時率,增加原油產(chǎn)量,提高工作效率。另外,油井井口的控制器具有電量計算功能,可以為6kV 電力線路配電自動化系統(tǒng)提供基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)。

整個油田自動化系統(tǒng)在局域網(wǎng)上根據(jù)地域特點在每個采油廠設(shè)一個實時數(shù)據(jù)傳控中心(包括通訊處理機(jī)、實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器),用于集中管理和存放各采油廠所轄區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)井、6KV 配電線路、聯(lián)合站、輸油管線的現(xiàn)場實時數(shù)據(jù),做到實時數(shù)據(jù)庫開放的原則。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Ø 系統(tǒng)結(jié)構(gòu):如上圖所示,主要由傳感器、井口控制器SU、MD-600 CDMA/GPRS無線智能終端、mServer無線通信服務(wù)器、后臺服務(wù)器、監(jiān)控瀏覽終端等組成。

Ø 油井工作狀態(tài)傳感器和變送器主要有溫度傳感變送器,壓力傳感器和變送器,電流互感器、抽油機(jī)載荷傳感器和變送器、位移傳感器和變送器、變壓器一次側(cè)電流互感器,它們將油井的工作狀態(tài)變換成對應(yīng)的電壓或電流值送至井口控制器SU。井口控制器采集油井示功圖、電量、回壓、溫度等參數(shù),然后經(jīng)MD-600 CDMA/GPRS無線智能終端,接入采油廠通訊機(jī),數(shù)據(jù)通訊機(jī)采用輪詢方式收集井口控制器數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)經(jīng)過分析經(jīng)處理后,進(jìn)采油廠實時數(shù)據(jù)庫。廠礦小隊的計算機(jī)可根據(jù)不同的權(quán)限,采用C/S B/S模式對實時數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問。井口控制器改變以往只采電壓、電流有效值地模式,而是實時采集計算電機(jī)電量參數(shù),可為配電線路自動化系統(tǒng)提供所需的數(shù)據(jù)。

Ø mServer是一款運(yùn)行在Windows/Linux操作系統(tǒng)上的無線通信服務(wù)器軟件。mServer具有良好的人機(jī)界面,簡單易用。mServer集成了強(qiáng)大的通信功能,可以對eTung各系列mDevice進(jìn)行映射管理、查看狀態(tài)、鏈路測試、遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程更新等操作?;?/SPAN>eTung自主研制的ETCPTM協(xié)議,mServer保證了無線通訊的可靠性及用戶數(shù)據(jù)的完整性。

Ø MD-600 CDMA/GPRS無線智能終端一方面通過無線(GPRS/CDMA/3G)連接到Internet,并接入到mServer,另一方面通過串口連接著井口控制器。

Ø 后臺服務(wù)器負(fù)責(zé)接收井口控制器的數(shù)據(jù)和用戶終端的請求,通過訪問實時數(shù)據(jù)庫向用戶返回所需的數(shù)據(jù),在必要時向通訊服務(wù)器發(fā)出指令。油井應(yīng)用服務(wù)器包含數(shù)據(jù)處理軟件、命令處理軟件、報警和事件處理軟件、安全控制軟件、圖形制作軟件。

3 現(xiàn)場儀表

1. 井口壓力溫度傳感器

2. 載荷傳感器

3. 位置開關(guān)或者傾角傳感器

4. 相關(guān)變送器

4 井口控制器

100V/220V/1140V三相交流電壓和5A/1A三相交流電流輸入,測量以下電參量

三相電壓

三相電流

三相有功功率

三相無功功率

三相總有功功率

三相總無功功率

功率因數(shù)

電網(wǎng)頻率

三相零序電流

積分電度

電流曲線數(shù)據(jù)

功率曲線數(shù)據(jù)

3路開關(guān)量輸出DO

DO1:電機(jī)啟動

DO2:電機(jī)停止

DO3:星三角切換

DO4:報警

6路開關(guān)量輸入DI,帶SOE或脈沖累計輸入PI

DI1/ PI1:電機(jī)啟停狀態(tài)

DI2/ PI2:防盜報警

DI3/ PI3:脈沖電度輸入

DI4/ PI4

DI5/ PI5

DI6/ PI6

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