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油井远程监控SCADA系统方案

本手册探讨了利用GPRS/CDMA对油井进行远程无线监控的方案。

油田自动化信息系统建设主要包括油井远程监控、配电线路自动化系统、输油管线泄露监测、集输站库自动化监控等四个部分,其目的是利用现场监控系统,实现数据源头自动采集,借助油田现有网络资源自动加载到厂级实时数据库,为各级管理部门应用提供开放的数据平台,使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态,从而实现整个生产过程的自动化;并可以对取得的实时数据进行统计、分析、优化,从而为保证生产设备正常运转、降低生产成本提供重要依据。下面我们就油井远程监控系统进行论述。

油井远程监控系统主要是通过对井口参数的实时检测,采用轮询-应答的通信方式,将检测到的油井状态,通过无线方式传送给采油厂实时数据库服务器,并以CSBS模式,使生产管理的各个部门能够及时掌握油井工作状态,缩短油井故障处理时间,提高开井时率,增加原油产量,提高工作效率。另外,油井井口的控制器具有电量计算功能,可以为6kV 电力线路配电自动化系统提供基础计算数据。

整个油田自动化系统在局域网上根据地域特点在每个采油厂设一个实时数据传控中心(包括通讯处理机、实时数据库服务器、应用服务器),用于集中管理和存放各采油厂所辖区域内生产井、6KV 配电线路、联合站、输油管线的现场实时数据,做到实时数据库开放的原则。

2系统结构

Ø 系统结构:如上图所示,主要由传感器、井口控制器SUMD-600 CDMA/GPRS无线智能终端、mServer无线通信服务器、后台服务器、监控浏览终端等组成。

Ø 油井工作状态传感器和变送器主要有温度传感变送器,压力传感器和变送器,电流互感器、抽油机载荷传感器和变送器、位移传感器和变送器、变压器一次侧电流互感器,它们将油井的工作状态变换成对应的电压或电流值送至井口控制器SU。井口控制器采集油井示功图、电量、回压、温度等参数,然后经MD-600 CDMA/GPRS无线智能终端,接入采油厂通讯机,数据通讯机采用轮询方式收集井口控制器数据,数据经过分析经处理后,进采油厂实时数据库。厂矿小队的计算机可根据不同的权限,采用C/S B/S模式对实时数据库进行访问。井口控制器改变以往只采电压、电流有效值地模式,而是实时采集计算电机电量参数,可为配电线路自动化系统提供所需的数据。

Ø mServer是一款运行在Windows/Linux操作系统上的无线通信服务器软件。mServer具有良好的人机界面,简单易用。mServer集成了强大的通信功能,可以对eTung各系列mDevice进行映射管理、查看状态、链路测试、远程配置、远程更新等操作。基于eTung自主研制的ETCPTM协议,mServer保证了无线通讯的可靠性及用户数据的完整性。

Ø MD-600 CDMA/GPRS无线智能终端一方面通过无线(GPRS/CDMA/3G)连接到Internet,并接入到mServer,另一方面通过串口连接着井口控制器。

Ø 后台服务器负责接收井口控制器的数据和用户终端的请求,通过访问实时数据库向用户返回所需的数据,在必要时向通讯服务器发出指令。油井应用服务器包含数据处理软件、命令处理软件、报警和事件处理软件、安全控制软件、图形制作软件。

3 现场仪表

1. 井口压力温度传感器

2. 载荷传感器

3. 位置开关或者倾角传感器

4. 相关变送器

4 井口控制器

100V/220V/1140V三相交流电压和5A/1A三相交流电流输入,测量以下电参量

三相电压

三相电流

三相有功功率

三相无功功率

三相总有功功率

三相总无功功率

功率因数

电网频率

三相零序电流

积分电度

电流曲线数据

功率曲线数据

3路开关量输出DO

DO1:电机启动

DO2:电机停止

DO3:星三角切换

DO4:报警

6路开关量输入DI,带SOE或脉冲累计输入PI

DI1/ PI1:电机启停状态

DI2/ PI2:防盗报警

DI3/ PI3:脉冲电度输入

DI4/ PI4

DI5/ PI5

DI6/ PI6

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