供应机械采油监控系统

本系统是以GPRS作为通信信道的SCADA系统，它有效地解决了抽油机井的远程测控问题，为油田生产自动化管理提供了强有力的技术支持。系统规模和分级完全由用户的需要而定，它可以按计量站、队、作业区、厂、分公司的管理权限划分设置，也可以按用户指定的其他方式设置，它可以支持远程技术服务，从而使远在天涯海角的供需双方距离消除到零。模块化的设计支持用户灵活的功能要求，它们除了支持正常监测报警控制功能外，还可以支持泄漏监测报警、最佳运行等许多功能要求。二、GPRS移动通信技术 当前，无论从功能还是从可靠性来说，没有一个无线网可以与移动通信网相比拟，总体来说，有以下优点：一是覆盖地域广，目前移动通信网在全国的覆盖率95%以上，非边远地区覆盖率几乎100%。二是通信距离远，在任何场合都可以设中心站。三是网络可靠性高。首先网络有较大的冗余设备及信道；其次设备复用；再次，一旦基站在特殊情况下损坏，抢修非常及时。四是稳定性好，一方面抗自然干扰的能力强；另一方面频段专用，不会受到人为干扰。五是不用与无线电管理部门交涉，也不需交无线电管理费。 GPRS是移动通信网中的一种新技术，完成了无线Internet接入，这种技术在数据传输时，将数据封装进每个分组，网络容量仅在需要时才分配，一旦分组完成发送任务，信道容量立即释放，所以提供了即时连接和高效传输，实现了实时在线的功能。因此，它是一种经济高效的分组数据技术。以GPRS作为油田远程测控系统中的通信信道，与原超短波数传电台相比有以下优点：一是覆盖范围大，易组成大网络，需带油井多时，只需增加中心站与移动通信网络的带宽，比如采用DDN专线等；二是中心站可根据需要设定，如可设在采油队，也可设在采油厂或管理局；三是通信速率高（目前网络提供20Kbit/s），实时性好，数据量大；四是通信稳定可靠，抗干扰能力强，几乎无障碍物阻隔的问题；五是性价比高，按目前的收费标准，每口井运行费用不足300元/年；六是不需交无线电管理费。我公司以GPRS为信道的油井测控系统，是在超短波系统上发展而来的，从外形上与超短波的相似，从结构上只是将超短波模块换成GPRS模块。三、 系统硬件组成监控系统示意图如下 系统主要由计算机、数据采集器、GPRS模块及各种传感器组成。四、系统特点 1、技术先进，智能程度高硬件模块化便于配置，接口标准易于升级，维护方便。 2、性能可靠，使用寿命长系统无论在机型、仪表、元器件选择方面都要求有很宽的温度范围，高可靠性的器件，以保证系统长期正常运行。 3、操作简便，技术要求低系统智能化、自动化程度高，用户界面友好，经过简单培训，即可上机操作。 4、安装可靠，防盗能力强抽油机检测、控制点示意图如下： 现场安装的压力、温度传感器采用埋地安装方式；现场裸露的电线采用穿管焊接方式；现场安装的数据采集设备采用双层壳体，防尘、防雨，根据配电柜内的空间，可安装在配电柜内，如空间不够，可安装在配电柜的侧面或背面，拆卸需用专用工具，GPRS和天线安装在抽油机的中轴附近。五、检测量技术指标（1）遥测距离：任意（2）工作温度：－40～＋85℃ （3）载荷：０～150ｋＮ　　　　±５‰　 Ｆ·Ｓ（4）位移：０～８ｍ　　　　　 ±2.5‰　Ｆ·Ｓ（5）电流：０～250Ａ　　　　　±５‰　 Ｆ·Ｓ　（6）压力：０～2.5MPa ±2.5‰　Ｆ·Ｓ（7）温度：０～100℃ ±５‰ Ｆ·Ｓ（8）数据传输速率：大于20kbit/s，取决于移动运营商（9）误码率≤ （10）数据传输接口：RS-232标准接口（11）工作方式：连续运行这些指标不是固定的，取决于现场的需要。六、系统基本功能 ● 数据采集；● 故障报警；● 远程控制；● 双向数据通讯； ●屏幕显示；● 数据处理和管理；●抽空控制：●优化运行： ●独立运行：●就地自动控制：●网络数据共享：●故障自检。 1、数据采集 可实时监测抽油机井的工作参数，检测参量见下表：序号 检测参量 说明 1 电压 高密度即时采集 2 电流 高密度即时采集 3 单井油压 高密度即时采集 4 单井回压 高密度即时采集 5 油温 高密度即时采集 6 冲程 计算值 7 冲次 计算值 8 最大载荷 高密度即时采集后计算值 9 最小载荷 高密度即时采集后计算值 10 运行时间 带有时间坐标的累计值 11 启停井时间 记录值 12 示功图 定时绘制和需要时绘制 13 电流图 定时绘制和需要时绘制 14 曲柄销子检测 报警量 15 电量 需要时调出通过以上功能的实现，可以对单井的生产情况、设备运行情况进行实时分析和处理。 2、故障报警对抽油机故障进行自动报警，一般的报警参量见下表：序号 报警参量 序号 报警参量 1 电源缺相 7 抽油杆断脱 2 电流异常 8 供液不足 3 关井口阀憋压盗油 9 抽空 4 各种系统自检故障 10 蜡卡或沙卡 5 曲柄销退扣 11 抽油机皮带打滑 6 抽油机停机 12 管道泄漏其中的系统自检故障包括许多项，此外，根据需要还可以增加其它项目。 3、远程控制通过中心控制室计算机可以实现远程井口相关参数的设置修改及启、停抽油机和井场照明灯，也可以用随身携带的笔记本在任何地方进行这样的操做。 4、双向数据通讯现场采集和加工的数据可以通过GPRS、CDMA、卫星通讯等数据传输方式传输至中心控制室计算机和局域网，管理人员也可以通过计算机掌握生产动态和向现场发出各种指令。 5、 屏幕显示计算机屏幕显示可分为画面显示区、操作提示区、报警区三个部分。画面可显示区域总貌图、报警记录、动态图形显示现场生产数据。 6、数据处理及管理 ⑴报表生成打印：通过对生产参数的采集、过滤和处理，根据生产需要生成各种生产报表并打印； ⑵数据存储：生产参数、故障记录存储根据需要可达20年； ⑶数据查询：对历史数据、状态参数、控制量、生产运行日志进行查询； ⑷曲线绘制：绘制示功图、输入功率图、油压、油温、电流曲线； ⑸自动计算泵效、理论排量。 7、抽空控制抽空控制器是一个软件模块，该模块建立在对井下泵综合参数的分析基础之上，利用采集的电压、电流、负荷、井口压力等数据分析判别是否出现了抽空，如果出现了抽空，它给出间抽的试验一个方案，操作人员可以修改或确认这个方案，如果操作人员不予理睬，则抽空控制器按默认方式工作，既开始进行间抽试验。 8、优化运行与抽空控制器有所不同的是对于供液量充足的井，按建议加快抽油进度，对于供应液量不足的井，它建议放慢抽油进度，如果井口电机适合装变频调速器，则优化运行控制器会把建议应用于实际控制过程之中，和抽空控制器类似，它也给出一组建议参数请操作人员选择如果操作人员未干预，它就按默认方式进行控制运行。 9、独立运行独立运行模块的作用是当系统通讯中断，主控计算机无法与井口RTU联系时，井口RTU维持的独立运行功能。在此期间，除非出现必须停机的故障，否则抽油机就不会自动停下来，它对于新出现的如抽空控制等要求不予理睬，只是按照通讯中断前的运行规律运行。 10、就地自动控制如果激活就地自动控制模块，井场RTU就会不向上请示是否可以如何而是自作主张进行控制，它包括各种事故处理、抽空控制和优化运行等功能。 11、网络数据共享对于系统内整理出来的有关适合共享的数据，系统将在规定的范围内允许查询和使用，这样各个技术部门和有关领导就能及时了解到他关心的数据，这种查询是通过局域网来实现的，对于个别重点管理人员，可以用拨号的方式查询或通过无线modem来访问。 12、故障自检故障自检是指现场RTU进行的故障自检，包括各传感器故障、变送器故障、自身故障等，如果这些故障出现，它将及时向上位机汇报请求支援。显然如果井场不能与上位机通讯，则这种故障它无法汇报，但上位机则可以检测到这种情况，出现这种情况时，RTU将自动转入独立运行程序，上位机则做报警并予以记录。七、系统价格 1、设备选型依据根据用户提出的系统功能要求和目前自控技术的水平，首先在满足用户要求的基础上，尽量采用成熟的技术和可靠的设备，便于维修和更换，性能价格比高，在市场上有接替产品。 2、设备概算以一口井为例 以上报价只是对代理商的通用参考价，这种价格使用的硬件只能在环境温度-20度以上的应用中，而现场的控制功能也不会完整，同时不包括上位机和相应软件，具体报价需系统功能和材料确定之后才能做出。