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(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方案，簡(jiǎn)要介紹了GPRS技術(shù)的基本知識(shí)，描述了GPRS無(wú)線傳輸應(yīng)用于能源采集上的實(shí)現(xiàn)方法。通過(guò)實(shí)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?fù)?

　　五、系統(tǒng)特點(diǎn)

　　六、系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

　　七、結(jié)論

　　一、需求分析

　　油井管控的最終目標(biāo)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(shí)、準(zhǔn)確、全面的掌握各個(gè)采油井的信息，對(duì)油田實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息掌握?，F(xiàn)代科技、通訊技術(shù)的發(fā)展，GPS/GIS技術(shù)的成熟和GPRS無(wú)線通訊技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為現(xiàn)代石油管控提供了強(qiáng)大而有效的工具。GPS/GIS/GPRS對(duì)企業(yè)優(yōu)化資源配置、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，將會(huì)起到積極的促進(jìn)作用。

　　二、GPRS網(wǎng)絡(luò)概述

　　GPRS是目前解決移動(dòng)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(jì)費(fèi)、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(kāi)展無(wú)線辦公提供了基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，為推動(dòng)移動(dòng)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(fèi)用低、移動(dòng)辦公，不受地域制約等優(yōu)點(diǎn)。GPRS的出現(xiàn)為企業(yè)和行業(yè)用戶開(kāi)展無(wú)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(wú)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(wú)線數(shù)據(jù)鏈路和監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)。可對(duì)井口進(jìn)行統(tǒng)一集中管理和實(shí)時(shí)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(gè)信息采集系統(tǒng)的主要傳輸通道，此外再搭建一個(gè)基于GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的備份傳輸通道，主要作用在于當(dāng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)出現(xiàn)異常故障時(shí)，可以馬上將數(shù)據(jù)通過(guò)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(dòng)內(nèi)網(wǎng)建站技術(shù)（APN綁定IP業(yè)務(wù)）＋GPRS無(wú)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(kuò)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(guò)增加GPRS DTU設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能。

　　該系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)思路一：終端設(shè)備通過(guò)串口外掛LZ713C GPRS DTU，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)正常的時(shí)候，LZ713C GPRS DTU處于數(shù)據(jù)休眠狀態(tài)，當(dāng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，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(shí)自動(dòng)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

　　該系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)思路二：監(jiān)控中心外掛一臺(tái)LZ510 GSM Modem，終端設(shè)備通過(guò)串口外掛LZ713C GPRS DTU，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)正常的時(shí)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(shí)發(fā)送給衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)和LZ713C GPRS DTU，當(dāng)監(jiān)控中心在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到終端設(shè)備通過(guò)衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)通過(guò)LZ510 GSM Modem發(fā)送短信或者撥打電話到LZ713C GPRS DTU對(duì)應(yīng)的手機(jī)卡號(hào)碼激活DTU，使其進(jìn)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?fù)?

　　五、系統(tǒng)特點(diǎn)

　　-強(qiáng)大的信息準(zhǔn)確定位、實(shí)時(shí)監(jiān)控、高效調(diào)度功能

　　-提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，可實(shí)現(xiàn)與企業(yè)管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)的無(wú)縫對(duì)接

　　-可同時(shí)支持多種通信方式，包括GSM短消息、語(yǔ)音、GPRS

　　-支持多級(jí)架構(gòu)，多中心級(jí)連、分布式互聯(lián)，支持移動(dòng)中心

　　-系統(tǒng)具有完整安全以及自動(dòng)災(zāi)難恢復(fù)機(jī)制，保證安全穩(wěn)定，降低系統(tǒng)維護(hù)成本

　　六、系統(tǒng)功能簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)、井口微型計(jì)算機(jī)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(bào)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(diǎn)可分為兩類(lèi)：實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理：

　?。?） 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

　　① 自動(dòng)收集和認(rèn)可從遠(yuǎn)程井口微型計(jì)算機(jī)傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，每口井具有其自己的識(shí)別特征；

　?、?自動(dòng)檢查錯(cuò)誤，如果需要還可重新傳輸；

　　③ 在收到任何級(jí)別的警報(bào)時(shí)，可自動(dòng)進(jìn)行電話撥號(hào)；

　?、?調(diào)制解調(diào)器電話通信處理程序通過(guò)安全密碼可進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)第二級(jí)安全密碼可得到單個(gè)用戶油井資料。

　?。?） 數(shù)據(jù)庫(kù)管理

　?、?傳感器和報(bào)警數(shù)據(jù)按時(shí)間、日期和油井存儲(chǔ)。

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

　　③ 存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，并使這些數(shù)據(jù)在線保留時(shí)間約1個(gè)月。

　?、?通過(guò)一個(gè)特別菜單和選定的傳感器組使遠(yuǎn)程井口微型計(jì)算機(jī)初始化。指定無(wú)線電中繼站（如果設(shè)有中繼站的話）；計(jì)劃數(shù)據(jù)收集時(shí)間和間隔；計(jì)劃數(shù)據(jù)記錄時(shí)間和間隔；密碼賦值；設(shè)定報(bào)警優(yōu)先等級(jí)和報(bào)警記錄的電話號(hào)碼。

　　現(xiàn)場(chǎng)操作人員和用戶通過(guò)一系列菜單和屏幕顯示與系統(tǒng)對(duì)話。不僅能得到歷史數(shù)據(jù)，而且還可得到現(xiàn)時(shí)數(shù)據(jù)。

　　B、 用戶網(wǎng)絡(luò)化管理

　　系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可使現(xiàn)場(chǎng)操作人員和處于遠(yuǎn)方的礦場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者能通過(guò)一系列菜單顯示得到存儲(chǔ)在油田總部的數(shù)據(jù)。

　　七、結(jié)論

　　使用現(xiàn)代通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)于及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地掌握石油生產(chǎn)情況，進(jìn)行科學(xué)決策有著十分重要的意義，主要有以下幾點(diǎn)：

　　 (1) 可降低工人勞動(dòng)強(qiáng)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(fèi)用高，特別在雨雪天氣，有些井無(wú)法采集，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，采用遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)采集只需室內(nèi)進(jìn)行，大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)可減少冗余人員，利于降本增效。

　　 (2) 便于及時(shí)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(bào)表反映采油情況，難以及時(shí)、準(zhǔn)確、全面直觀、高效、連續(xù)地反映生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。實(shí)現(xiàn)油井的遠(yuǎn)程監(jiān)控，管理人員在辦公室或各個(gè)測(cè)點(diǎn)上就可以直觀地看到所有抽油機(jī)的工作情況。隨著無(wú)線通訊網(wǎng)的發(fā)展，各級(jí)管理部門(mén)可隨時(shí)掌握一線的生產(chǎn)情況，真正做到運(yùn)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(cè)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(jī)測(cè)試一次井下功圖及液面，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于數(shù)據(jù)量小，很難做數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控可快速測(cè)試并長(zhǎng)期保存大量工作數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)進(jìn)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(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提高工作效率

　　 實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)油井停電、不正常停機(jī)、油管泄漏、凡爾泄漏、液面過(guò)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(jī)時(shí)間。抽油機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，油井的機(jī)電設(shè)備難免會(huì)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(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，就可以減少或避免油井故障，減少經(jīng)濟(jì)損失。