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梁茂海
1 系統(tǒng)概述
油田油井大多分布在各采油場(chǎng)，油井工作狀況的監(jiān)測(cè)和控制，一直是采油場(chǎng)一項(xiàng)重要和困難的內(nèi)容，一般的油井大多為油井巡視員或維修工定期巡回檢查，隨著油田現(xiàn)代化管理水平的不斷提高，早期的巡視員方式已逐漸被油井無人值守所代替。本文即介紹了利用研祥智能科技股份有限公司的工業(yè)控制技術(shù)，整合出適合國(guó)內(nèi)油井實(shí)際情況的無線遙控遙測(cè)系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)基本構(gòu)成
本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)主要由采油場(chǎng)監(jiān)控中心和油井無線遙測(cè)遙控主機(jī)、傳感器、電機(jī)控保裝置等組成。采油場(chǎng)監(jiān)控中心一般設(shè)置在礦部、辦公室或其它監(jiān)控調(diào)度部門，包括有一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、一臺(tái)打印機(jī)和監(jiān)控中心收發(fā)信機(jī)以及油井無線遙測(cè)遙控主機(jī)（RTU）等部件。
3 系統(tǒng)工作方式
油井工作狀態(tài)傳感器主要有溫度傳感器、電壓傳感器、電機(jī)電流傳感器、被監(jiān)控開關(guān)斷/合傳感器，它們將油井的工作狀態(tài)變換成對(duì)應(yīng)的電壓或電流值送至遠(yuǎn)程智能無線RTU。本系統(tǒng)留有擴(kuò)展接口，可根據(jù)油井實(shí)際情況增加。
油井RTU由帶有A/D，D/A變換器的高性能的單片機(jī)，電源管理電路，蓄電池供電電路以及無線數(shù)傳電臺(tái)組成。A/D變換將傳感器送來的表示油井狀態(tài)的模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，再由無線數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行信號(hào)處理和調(diào)制，以射頻信號(hào)的形式幅射到空間。電源管理電路是用來監(jiān)測(cè)交流電源用，一旦交流電源斷電，自動(dòng)轉(zhuǎn)為蓄電池供電。當(dāng)交流供電正常時(shí)，又恢復(fù)由交流電源供電并對(duì)蓄電池充電，始終保持RTU供電正常。如圖2所示。
監(jiān)測(cè)中心收發(fā)信機(jī)從空中接收到由油井遙控遙測(cè)主機(jī)的信號(hào)后，通過對(duì)射頻信號(hào)放大、解調(diào)，恢復(fù)成數(shù)傳信號(hào)送中心工業(yè)控制計(jì)算機(jī)處理計(jì)算，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油井工況。當(dāng)有異常時(shí)，中心工業(yè)控制計(jì)算機(jī)立即向油井遙控遙測(cè)主機(jī)發(fā)出控制命令，控制電機(jī)停機(jī)待修。
4 系統(tǒng)配置（見表1）
5 系統(tǒng)主要功能
(1) 油井工作狀態(tài)監(jiān)測(cè) 抽油機(jī)電源電壓監(jiān)測(cè)；抽油機(jī)電源電流監(jiān)測(cè)；電機(jī)開/關(guān)監(jiān)測(cè)；漏油，盜油監(jiān)測(cè)。
(2) 油井實(shí)時(shí)故障報(bào)警 電壓過壓、欠壓報(bào)警；電流過流報(bào)警；抽油機(jī)停報(bào)警；漏油，盜油報(bào)警。
(3) 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和打印 耗電量，故障情況實(shí)時(shí)電腦顯示和統(tǒng)計(jì)報(bào)表打印。
(4) 擴(kuò)展功能 本系統(tǒng)留有擴(kuò)展口，可根據(jù)油井情況和客戶需求增加井口溫度監(jiān)測(cè)，井口油壓監(jiān)測(cè)，井口套壓監(jiān)測(cè)。
6 系統(tǒng)主要技術(shù)性能
⑴ 傳感器測(cè)量精度和范圍：①電壓：0～400V 2%FSB；②電流：0～150A 2%FSB；③壓力：0～10MPa 1%；④A/D變換：12位。
⑵ 通訊接口：RS-232，RS-485可選。
⑶ 無線收發(fā)信機(jī)：①功率：5W（無遮擋傳送距離約20km），功率：25W（無遮擋傳送距離約50km）；②靈敏度：優(yōu)于0.25μV；③射頻工作頻率：230MHz；④最大可尋址數(shù)：4096；⑤信道數(shù)：16個(gè)可任選。
⑷ 環(huán)境工作條件：①溫度：-25℃～+55℃；②相對(duì)濕度：96%RH。
⑸ 中心控制計(jì)算機(jī)：使用研祥工業(yè)計(jì)算機(jī)，配置為：P4級(jí)別工控機(jī)。
⑹ 打印機(jī)：激光打印機(jī)。
7 系統(tǒng)工程設(shè)備組成
⑴ 傳感器組件；
⑵ 油井無線遙測(cè)遙控主機(jī) （油井RTU）；
⑶ 監(jiān)控中心收發(fā)信機(jī)；
⑷ 監(jiān)控中心系統(tǒng)軟件（可使用通用版組態(tài)軟件）；
⑸ 監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)。
8 系統(tǒng)總體評(píng)價(jià)
在該系統(tǒng)中，使用組態(tài)軟件和無線數(shù)傳電臺(tái)，系統(tǒng)無線遙測(cè)遙控主機(jī)（RTU）將檢測(cè)到的單口采油井的狀態(tài)，通過無線方式傳送給監(jiān)控中心，從而實(shí)現(xiàn)各單井狀態(tài)的集中監(jiān)控，減少人員投入，縮短油井故障發(fā)現(xiàn)和排除時(shí)間，極大的提高了生產(chǎn)效率。另外，本系統(tǒng)還非常適合輸油管漏油，盜油監(jiān)測(cè)，在多家采油場(chǎng)中使用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)