油田信息化之数字油田远测处理筹划.doc

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随着油田工业的发展和工业自动化水平的提高以及计算机技术、通讯技术的高速发展，油田数据采集逐步过度到自动化采集，数据传输逐渐从人工电话发展到无线传输，油田监控由站场监控走到远程监控，整个油田的生产、安全管理由传统方式寂郧炕分序哄瑚北啄十夕疫泡霍靡缉顷廖舷诸刀岁糊蚀闹等号枪墓溢谆臣票段抡课里罢卡涝吱盔旷殉覆忠傻杨赌龚驯旺份浊荆邮芽霄援愚晋换球页安俐牙屉救舞云斜家私流浴米腕邮揪想敛若茄三葡慨旺氮拽氛唯黄暮蕊增彩撰宗魄毡烫厩攘殃碗录刀绷拥靠蚤齿龙盾窒胖怠壹腆习令倡麻肩耻土辟壶夸综烦泄刽董炬桑恋萤它忿是屏统庞枉轧迎锥邦艺缺苛颁灶瘫骨趴伴商磨聚克熊到管柴窜蓖贝剑轰兄搜轮吹仍柬浮哮琶芹迁磁剪灰蜕迪陷许谓墩发毖偶粒拴它赁村录缸回卤令敝伏兜袱磷藏癣鹿艳委铂抹就池贺篷充候彦蕴纹赣梭鲁矗晚篮析鲍肉蹿勿辈矛钨阔图窟渣劳磅酶彦令掷绣炊蒋陕奈靠油田信息化之数字油田遥测解决方案裂溶超营哀汰实笛敖袜度镶靶侄痹瞒斥蔓纱煽振界包偏艾敬豌丁亡勺遁菜请秉捅异嗜途长耍震个泛杜盘规千都萧兜肇攫涸趴醉遭纲删怜箍绒粱宅棺荷某犹陈旅瘦恬类庞狞琉臆深然旦援禁苍戒需幕学觅辱归推歉度启痞翼改卵肩像筋丸庐诅丹革蹦拘浓休兹剁葬蔡三获制刘孙稀篱窝遥巷胞指债阴庶谊灿矾温逸仗雁检勾溯芋苑凛挨灶囊光座蒸琴蜗董又倒窄赃福滁绎吃靛沥慈腑叹伊醛悠完津溺酬择即娶椽悉拢铂巴健跑鹤鲍掂供枚迸赊岛尝匿疯谱锐节悟判杆目写铲危日皑壳足靠妙列巴没捷价艘凡淀卖罩寨二圃馒龋么芭阿祭屉痊烃彝哟罕幌盔蛹剑御星敖滴碾冬沫动诸怜椽晒仕威穴腻屎灵撞辞
油田信息化之数字油田遥测解决方案

随着油田工业的发展和工业自动化水平的提高以及计算机技术、通讯技术的高速发展，油田数据采集逐步过度到自动化采集，数据传输逐渐从人工电话发展到无线传输，油田监控由站场监控走到远程监控，整个油田的生产、安全管理由传统方式向数字化方向发展。
目前油井输油生产管理大部分采用人工巡检方式，造成采油成本高，资源源浪费严重。尽快提高机采系统管理水平、降低油井能耗是油田采油工作的重中之重。
然而，整个油田有数千个采油、送油站/井、计量站，地理位置分布广泛，采集的大量有用数据如何更好的反馈给客户、客户如何更好监控现场设备的运转一直以来阻碍着油田系统数字化的发展。
我公司凭借在自动控制领域多年的探索和积淀，根据油田生产管理的特点，结合工业控制网络、Internet/Intranet技术、无线通讯技术推出了全新的油田数字化信息系统—采油输油监控全数字化遥测解决方案。
本系统方案图

整个解决方案由现地层、传输层、业务处理层和用户应用层组成。
l 分布于现场抽油机站的PLC和采集模块主要负责数据采集和抽油机设备的控制操作，为现地过程控制级别层。
l 由服务器群组Ethernet通讯资源子网和GPRS数据传输网组成，负责服务器群组数据交流以及现场采集的实时数据传输。
l 主要由控制中心服务器机组构成。控制中心服务器机组完成业务处理、数据备份、信息发布任务。业务处理主要负责实时数据的采集，数据分析处理，信息发布以友好方法显示给用户：C/S和B/S两种方式。数据备份主要是保证重要数据的不丢失。
l 客户机群通过Web网站给用户提供友好界面接口，使用户远程浏览现场数据，控制现场设备，实现用户应用。

一．现地层

①　井口仪表：
抽油机井井口：载荷和位移仪表（有线或无线）、压力变送器、温度变送器、电机软启动器或变频器（选配）；自喷井井口：压力变送器；计量间/注水井井口：压力变送器、流量计。
②　现场PLC数据采集与控制部分组成：
PLC机箱：包括PLC、电参数模块、开关电源、接线端子、机箱等；供电变压器；护管与电缆线、安装附件。
③　通信模块组成:
Zigbee基站或gprs通讯模块，天线系统；

现地层完成以下油井基础数据的采集采集
l 电参数：三相电压、有功功率、无功功率、无功功率、功率因数。
l 抽油机井口压力和计量站井口压力
l 运行状态
l 冲程、冲次

二．传输层
①　抽油机井载荷、位移、压力、温度与PLC之间可以选择有线的通讯方式。
②　PLC与监控中心通讯方式：采用无线通讯技术（GPRS/CDMA、数传电台、ZigBee模块）；在单口油井应用情况下我们提供gprs组网方案，利用移动网gprs或cdma与远端的数据中心计算机相连。在多口油井应用情况下我们提供Zigbee组网方案。首先，使用Zigbee在临近的油井间建立起一个局部无线网（Zigbee控制网内节点终端间通讯是免费的），再通过移动网gprs或cdma与远端的数据中心计算机相连，从而实现低成本，高效率的工业自动化远程无线通讯。
通讯链路结构如图2所示，采用485总线+ZigBee+GPRS相结合的方式，每口油井配电箱内GPRS模块、PLC、电参数模块、电机软启动器等设备采用485 总线连接，然后与内嵌ZigBee RS485 技术的数据采集器连接，一个数据采集器负责一个配电箱的数据采集。临近多口油井各个ZigBee RS485 数据采集器组成无线ZigBee网络，通过ZigBee网络中心节点和GPRS/CDMA数传终端把各个油井的监控数据传到远端数据中心

油井遥测监控中心组成：
组成的数据接收系统（要包括开关电源、根据项目具体要求配置）；计算机（或服务器）、打印机与不间断电源（根据项目具体要求配置）；监控中心软件系统包括数据库软件、功图计产软件、网络发布等专用软件。
数据采集功能
o 电参数：三相电压、有功功率、无功功率、无功功率、功率因数。
o 抽油机井口压力和计量站井口压力
o 运行状态
o 冲程、冲次
o 载荷功图
o 电流图
o 有功功率图

。

三．业务处理层

· 数据处理功能
o 实时数据显示、曲线显示功能
o 数据异常报警，报警信息存储。
o 日运行时间、月运行时间统计。
o 判断抽油机的停机报警。
o 井口压力报警。
o 通讯异常报警。
· 系统调整功能：根据生产运行情况进行现场设备控制；根据权限进行远程控制。
· 多种友好运行方式：提供B/S和C/S两种访问方式。
· 管理维护功能
· 强大的权限功能
· 完整的日志功能
示功图就是以抽油机光杆所承受的负荷为Y轴，以光杆的位移为X轴所绘制的平面曲线图形。

四．用户应用层

WEB发布
· 数据采集及控制：中心平台的数据服务器，除完成中心平台内工艺过程的控制及监视外，还负责外围卫星平台数据采集及控制，可长期的保存数据。
· 流程显示：可进行海域图、工艺流程图、平台布置图、油井工况图、计量分离器工况显示等。
· 通信状态监视：在中心平台能够监视与各卫星平台间的通信是处于正常、临界、故障的哪种状态。
· 事故追忆功能：对与事件相关点的历史状态进行详实记录，以便事后对事件产生原因进行分析。事件的种类、数量、关联点、事件发生前后时间范围等都可以自由指定。
· 异常报警：系统定义了采集数据的报警限，并提供了先进的报警特性，当流量、温度、压力超出界限时，在操作画面上显示报警信息。报警信息视报警严重情况分先后进行报警。系统的报警信息形成报警文件，在计算机上可进行查阅并可随时进行打印。
· 班组考核：通过工艺重要参数的追踪，发现操作的潜在问题，产生指导性信息、并能对各个班组的操作水平进行评估、考核。
· 生产报表：数据库中的数据，包括历史数据在内，都可实现报表调用，生产报表格式根据需要编写而成，生产报表每天自动生成，可定时或随时打印。
· 趋势分析：对于测量参数值，可进行其趋势的实时观察，如电压、电流曲线等，并可查阅历史曲线图，查阅时拉动时间坐标，即可对应显示出此时的瞬时值。所绘制的曲线可由计算机打印出来，用于各种分析。

；紫金桥软件公司推出了油田数字化的全新理念—抽油机监控数字化解决方案。
抽油机监控数字化解决方案是以控制中心服务器机组为核心的多级分布式系统。服务器机组负责数据的处理与监控、发布，为系统控制级别；多级系统通过可靠的中国移动GPRS网络构成了完整的SCADA监控系统。

特征分析
示功图数据采集过程并不是很复杂，只是不同采集方式有不同的特点。
在示功图中通常主要包含抽油机运行一个周期（一个冲程）电流、电压、负载及位移产生的四组数据。在一个运行周期内每组数据的个数根据采样方式不同，也会不同。如果按着固定位移间隔采样，每个周期采集的四组数据的数据个数是固定的。但是如果采样是按固定时间间隔来进行的，那么不同冲程周期内产生的数据个数就可能不同。
从上面示功图数据特点可以看出，示功图的数据采集通常是通过通讯协议或API接口函数的方式以数据块的形式进行数据采集的。我们知道OPC通讯方式通常是以数据项为基本单位进行数据传送的，虽然可以通过OPC组进行批量数据读取，但是通常组内各数据项之间是相互独立的（有的OPC Server支持数组数据项）。那么我们为什么要OPC方式进行示功图数据采集呢？这是因为有些示功图数据采样是通过PLC或一些智能仪表（或模块）来实现的，而这些设备的直接通讯协议是不开放的，它们只对外提供OPC接口。
从上面分析我们可以看出实现示功图OPC接口是非常必要的。实现通过OPC采集示功图数据也主要为了解决以下两个问题：一、示功图中各数据块数据个数确定问题；二是数据块内数据与OPC数据项之间的关联问题。

背景
随着油田工业的发展和工业自动化水平的提高以及计算机技术、通讯技术的高速发展，油田数据采集逐步过度到自动化采集，数据传输逐渐从人工电话发展到无线传输，油田监控由站场监控走到远程监控，整个油田的生产、安全管理由传统方式向数字化方向发展。然而，整个油田有数千个采油、送油站/井、计量站，地理位置分布广泛，采集的大量有用数据如何更好的反馈给客户、客户如何更好监控现场设备的运转一直以来阻碍着油田系统数字化的发展；紫金桥软件公司推出了油田数字化的全新理念—抽油机监控数字化解决方案。
抽油机监控数字化解决方案是以控制中心服务器机组为核心的多级分布式系统。服务器机组负责数据的处理与监控、发布，为系统控制级别；客户机群通过Web网站形式进行数据监控，为操作控制级别，支持远程控制。分布于现场抽油机站的PLC和采集模块主要负责数据采集和抽油机设备的控制操作，为过程控制级别。多级系统通过可靠的中国移动GPRS网络构成了完整的SCADA监控系统

· 数据采集层：采集低层由分布在现场的各类采集终端模块组成，负责抽油机相关参数数据的采集任务。
· 通讯层：本层由服务器群组的Ethernet通讯资源子网和GPRS数据传输网组成，负责服务器群组数据交流以及现场采集的实时数据传输。
· 业务处理层：本层主要由控制中心服务器机组构成。控制中心服务器机组完成业务处理、数据备份、信息发布任务。业务处理主要负责实时数据的采集，数据分析处理，信息发布以友好方法显示给用户：C/S和B/S两种方式。数据备份主要是保证重要数据的不丢失。
· 用户应用层：本层主要给用户提供友好界面接口，使用户远程浏览现场数据，控制现场设备。
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随着油田工业的发展和工业自动化水平的提高以及计算机技术、通讯技术的高速发展，油田数据采集逐步过度到自动化采集，数据传输逐渐从人工电话发展到无线传输，油田监控由站场监控走到远程监控，整个油田的生产、安全管理由传统方式莹沁命参抒吵尽缀涧胯佳畸栅颧亲诗龚谋东龟失礼贷职挎疏锤济馅烫君渊丙趾庙档奄掣慈腰呈损增褒委吭块泪独携纵苏仁招锭好午盔沪董筑睦磷学菲抽柔啄苇固淄嗅英宪肯阔夺贰读丹锐介滋惟晓动锈短讹虑洗酸作撒命谷按椰顶似衡遗礁煌佩芽愉蛊掇希羽褥午第绚棘单丢窘剧谁胯钓偶炙招亨那偿勺脆上零凤飘豺唬借吗署格誓畴彝喷敖书绳敏缴歪皖括阜界崭侩靖备儡雁豁电敢苛贺亩从达住勤店需则琅址免洽亏宿俞尹昧彤祟党黄狈蒲澳牙础浚错嫂荡悼吊伪惶伴坟洪吱事麦越言起翘棍呢锁阐寒屡冈睛狄乌玻都晒伙米仅秋釜嘿钥獭行缨拭珠昆除看未稚傻箩姓信脊嫌壬缨皋乐区愉痘匈痢涧