GPRS无线传输模块在石油天然气行业生产监控上的应用.docVIP

GPRS无线传输模块在石油天然气行业生产监控上的应用 随着国内油田的发展及工业自动化水平的提高，一种服务于油田采油的新技术展现在人们眼前，那就是利用现代通信技术所开发的GPRS无线通讯模块和现代计算机所组成的系统对采油设备、采油数据的远距离监控与采集。 油田的一个采油场由多口油井、计量间、管汇阀组，转油站，联合站、原油外输系统、油罐以及油田的其它分散设施组成，那么整个采油场的各种设施的工作状态及采出油品的数据（主要有温度、压力、流量等）就直接关系到油田生产的稳定及原油质量。目前大多由人工每日定时检查设备运行情况并测量、统计采油数据。由于油井数量多且分布范围由几十至上百平方公里，这种方式必然使工人劳动强度加重，并且影响了设备监控与采油数据的实时性，甚至准确性。所以油场的自动化、信息化就显得极为突出。 随着计算机技术、通信技术的发展，石油天然气行业生产监控系统也得到了很大发展。 以计算机、GPRS无线通信模块为基础的油田监测和控制系统可大大提高油田生产效率，降低综合成本，实现油田生产、管理的自动化、信息化。为了达到这个目标，必须开发一个可靠的以微型计算机技术、现代通信技术为基础的油田监测和操作系统；开发新而廉价的油田作业监测方法；开发一个易为用户存取的数据库和记录系统。 系统构成 石油天然气行业工业监控系统应用具有以下特点： * 一般跨越地域大，因此要求电台支持长距离传输； * 井站的无人值守远动控制决定了电台要具备抵抗恶劣的天气环境的能力； * 整个系统庞大，监测井站数量多，要求无线通信系统速率要高，轮询响应速度快； * 同时因为石油天然气行业为国家的能源基础，其所采用工控系统都是最先进可靠的设备，所以做为整个系统关键保证的无线通信链路也必须要可靠稳定且性能优异才能保证整个工控系统的最佳运行。 GPRS无线通讯模块在石油天然气行业的典型应用是在油井和气井的三遥（遥测、遥信、遥控）和自动计量方面——井站数据通过GPRS无线通讯模块传送到采油队控制中心，采油队再通过专用广域通信网或无线网络与上一级的采油厂或石油公司的总控制中心连通。 下图所示为一典型的GPRS无线通讯模块在石油天然气行业工业控制方面的应用。 图1 - 5 -以微机、GPRS无线通信模块为基础的生产监控系统总体配置 ① 油田监控中心：计算机、GPRS无线通讯模块、天线、系统软件、数据库 ②????? 井队监控中心：计算机、GPRS无线通讯模块、天线、监控软件 ③????? ③ 远端井口：数据采集装置、GPRS无线通讯模块、天线 图2 井口微型计算机系统组成图 ? 生产监控操作系统的基础，是每天24小时对远方产油或产气井的所有主要环节和地面分离及储存系统的各种常规的或独特的传感器采集的数据进行记录。 1. 油田中心监控计算机 油田中心监控计算机是一种稳定、可靠的计算机，通常放置在一个符合国家电子制造联合会要求的保护性箱体内配有一个断电后可供电达8小时的不间断电源。 中心监控计算机系统的主要功能是监测油田作业，将每口井的数据以便于存取的方式储存起来，能使用户通过常规电话调制解调器得到每口井的准实时数据，还可根据普通预测方法或单井的明确经验开发专门软件，以便对每口井的数据进行分析。这些分析工作可提供关于现有作业有效性的资料，并确定那些刚开始产生后可能出现的问题。反过来，这些资料可用来增加生产效率和制订修井作业计划。中心作业计算机的其它功能还包括为编制例行的月产量报表提供数据。 2．井队监控计算机与中心监控计算机相同，一般以采油队为单位配置，通过与井口微型计算机之间的数据通信，以轮循的方式对所属油井进行监控与数据采集。 井队监控计算机系统主要用于储存和显示记录的数据。数据按油井汇存并制成一定的表格，以便能快速检查油井系统的运行情况。同时，对给定油井的每个传感器的历史数据进行详细的复查。由井口微型计算机确定和报告的报警条件按特定格式储存，向操作人员发出警报并需要得到认可。井队监控计算机一般将每口井的数据储存3个星期，以便操作人员进行实时存取。中心监控计算机通过常规电话调制解调器每天从井队监控计算机那里进行几次数据检索。单井资料在计算机中要保留约30天时间。然后，将每口井的所有有关数据转换到软盘上长期储存。 3. 井场微型计算机 井口微型计算机是一种稳定、可靠的计算机，它体积小巧，配备每一口油井。该计算机是一种以通用微处理器为基础的经过特殊设计的单板机。目前，它具有只读存储器（ROM）和静态随机存取存储器（RAM）。该机装有一个插入式数据调节器板（起A/D转换器的作用），将传感器输入的模拟值转变成数字信号。该单板机还包括一个实时时钟、一个232接口以及一个供油田便携式终端（选择件）使用的插口。井口微型计算机系统负责采集每口油井的数据并将其发送至井队监控计算机 井口监控