才茂通信基于GPRS DTU 抽油機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

一、概述

    隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的不斷提高,利用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商提供的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控是抽油機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)代化的一個(gè)重要發(fā)展方向。由于GPRS網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)已經(jīng)成熟,覆蓋面廣,利用GPRS無(wú)線(xiàn)通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)參數(shù)的實(shí)時(shí)采集,無(wú)疑是對(duì)現(xiàn)有資源的最大利用。GPRS是采用分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)腉SM核心網(wǎng)的增強(qiáng)。他可高效利用現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)電頻譜,而且用戶(hù)獲得的接入寬帶比通用標(biāo)準(zhǔn)連接獲得的帶寬更大。GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是使用最廣的能夠解決移動(dòng)通信與IP結(jié)合的技術(shù)方案,他可以充分利用GSM網(wǎng)絡(luò),使運(yùn)營(yíng)商在GSM全國(guó)范圍內(nèi)推出移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS的推出即是推動(dòng)移動(dòng)通信網(wǎng)上數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié),也為抽油機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)提供了一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)據(jù)傳輸方式和工作平臺(tái).

    目前油田地面開(kāi)采設(shè)備主要是游梁式抽油機(jī)。抽油機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是根據(jù)油田自動(dòng)化,全天候管理的要求和需要而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的高科技產(chǎn)品。其利用基于GPRS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)微處理器技術(shù)相結(jié)合的方法,解決抽油機(jī)的各種工作參數(shù)的遠(yuǎn)程傳輸問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)負(fù)荷監(jiān)測(cè)的功能。其意義在于:通過(guò)監(jiān)視抽 油機(jī)的運(yùn)行狀況,發(fā)生故障或異常運(yùn)行時(shí),迅速報(bào)警,及時(shí)恢復(fù)正常抽吸,減少停機(jī)時(shí)間,保證抽油機(jī)的安全運(yùn)行;制止和打擊不法分子的盜竊行為,為油田生產(chǎn)任務(wù)的全面完成提供可靠的保證。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 現(xiàn)場(chǎng)采集模塊

本系統(tǒng)采集對(duì)于三相電參數(shù)的采集利用智能三相電參數(shù)采集模塊,該模塊是一種智能型三相電參數(shù)數(shù)據(jù)綜合采集模塊;三表法準(zhǔn)確測(cè)量三相三線(xiàn)制或三相四線(xiàn)制交流電路中的三相電流、三相電壓(真有效值)、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、正反向有功電度、正反向無(wú)功電度等參數(shù),并帶2路開(kāi)關(guān)量輸入及2路開(kāi)關(guān)量輸出(1路可設(shè)置為參數(shù)上下限報(bào)警輸出)。 其輸入為三相電壓(0～500V),三相電流(0～ 1000A);輸出為RS485或者RS232接口的數(shù)字信號(hào), 支持的通信協(xié)議有3種:(ASCII碼)兼容通訊協(xié)議、十六進(jìn)制LC204協(xié)議、MODBUS2RTU協(xié)議。在這里選用ASCII碼指令集。

三、子站系統(tǒng)的功能:

(1)報(bào)警功能:把各種報(bào)警信息(停機(jī)、越限、非法開(kāi) 啟井口房等)發(fā)送到監(jiān)控中心。

(2)接受監(jiān)控中心發(fā)送的各種指令并產(chǎn)生控制動(dòng)作(如遠(yuǎn)程控制抽油機(jī)開(kāi)機(jī)、遠(yuǎn)程控制抽油機(jī)關(guān)機(jī)、子站系統(tǒng) 遠(yuǎn)程復(fù)位)。

(3)數(shù)據(jù)采集功能:采集各種油井參數(shù)(如三相電流、 電壓、示功圖等),參數(shù)可由用戶(hù)選擇。

(4)接受監(jiān)控中心設(shè)置的工作參數(shù)及報(bào)警參數(shù)。

(5)定時(shí)發(fā)送油井工作數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心。

(6)接受主站數(shù)據(jù)提取。

無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò) 

整個(gè)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)包括數(shù)據(jù)終端設(shè)備和GPRS網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)終端設(shè)備又包括現(xiàn)場(chǎng)的與采集模塊相連的 GPRS通信模塊和監(jiān)控中心的帶有Modem的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù) 終端設(shè)備(DTU)。

(1)GPRS通信模塊 GPRS模塊在本系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用,通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地傳輸?shù)奖O(jiān)控中心計(jì)算機(jī)。

(2)監(jiān)控中心

DTU 監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)可通過(guò)無(wú)線(xiàn)Modem或有線(xiàn)方式撥號(hào)上網(wǎng),計(jì)算機(jī)登錄網(wǎng)絡(luò)后通過(guò)ISP服務(wù)商綁定一個(gè)固定的 IP地址,這臺(tái)計(jì)算機(jī)作為整個(gè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的服務(wù)器。 現(xiàn)場(chǎng)的GPRS傳輸模塊的服務(wù)器IP地址和通信端口號(hào)經(jīng)過(guò)配置與服務(wù)器形成一個(gè)專(zhuān)用的內(nèi)部局域網(wǎng)。一旦需要采集數(shù)據(jù),服務(wù)器端只需要發(fā)送相應(yīng)的指令給相應(yīng)的采集模塊,采集模塊收到命令后做出應(yīng)答,返回所需數(shù)據(jù),然后依據(jù)采集模塊的協(xié)議將各參數(shù)解析出來(lái)。

四、系統(tǒng)拓?fù)鋱D（參考）

五、結(jié) 論

國(guó)內(nèi)外采用最廣的抽油機(jī)械是抽油機(jī)與抽油泵組成的有桿抽油系統(tǒng)。在生產(chǎn)中此種系統(tǒng)引起的事故逐漸增多,輕者造成抽油機(jī)損壞,重者將導(dǎo)致抽油機(jī)事故引起的原油泄漏事故。這不但降低了油田生產(chǎn)運(yùn)行的安全可靠性,而且可能給企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此開(kāi)發(fā)抽油機(jī)在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng),對(duì)抽油機(jī) 及油井的各種狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)傳和網(wǎng)上共享,發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警提供了新的有效方式,使得技術(shù)人員處理故障的速度得到了顯著提高,最大程度地減少了經(jīng)濟(jì)損失,這具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí),由于抽油機(jī)在全國(guó)的用量十分龐大,因此本系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)具有廣闊的應(yīng)用前景。