GPRS油田油井生产远程数据采集管理系统
2013/12/18 13:49:58
一、基本情况：
油田的一个采油厂由多口油井、计量站、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，那么整个采油厂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为几百平方公里，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。也同时存在笔误，作假等隐患。这样会导致上层无法及时了解到现场情况，并且不能根据生产所消耗的实际劳动力、电力及原料消耗等数据，制定较有效、灵活处理方案。所以提高采油厂的自动化、信息化水平就显得极为突出。
随着网络信息化的飞速发展和生产数据的日积月累，采用传统的管理方式和数据手工记录模式已不能满足现代企业的发展要求。生产信息的实时采集、数据统计和查询的网络化已成为现代企业提高工作效率，降低生产成本的有效手段。要实现现场数据和设备信息的实时采集和数据分析，指令的远程下达以及对设备的控制等功能，迫切要求分布广泛的现场生产数据实现网络化。
二、系统方案：
2.1、系统概述：
油田生产信息远程监控管理系统通过在抽油井口上安装的温度传感器、压力传感器、流量传感器和三相多功能电表等，实现了油井电力参数检测的同时，扩展了油井的其他参数，如井口温度、压力、电机温度、电流曲线图、示功图等，具备了油井上能够实现的控制功能（报警、空抽控制，定时启停控制、实时节能控制，缺相负荷超限停机控制、启停的远程遥控等）。由于油田的范围很大，各监测点之间以及监测点与监控中心之间距离很远，难以架设有线网络，即使条件较好的油田架设有线网络其前期投入成本及维护成本都非常高。所以本方案采用GPRS无线组网方式实现监测点之间以及监测点与中心之间的信息及数据传输。
油田生产信息远程监控管理系统可以对这个数据做有效的统计、分析。监控中心通常位于厂区内的有线局域网络内，与办公管理网相连接。监控中心的管理服务器负责全部数据在网络内的发布。厂区管理层的相关人员，即可通过办公局域网络直接登录至信息中心的服务器上，进行实时的监视以及各类报表数据的查询。还可以透过互联网的接口让出差在外地的工程师浏览数据。
2.2、系统组成：
2.21、数据管理层（监控中心）：
硬件主要包括：工作站电脑、服务器（电信、移动或联通固定IP专线或者动态ip域名方式）；
软件主要包括：操作系统软件、数据中心软件、数据库软件、油田生产信息智能监控管理系统软件平台（采用B/S结构，可以支持在广域网进行浏览查看）、 防火墙软件；
2.22、数据传输层（数据通信网络）：
采用移动公司的GPRS网络传输数据，系统无需布线构建简单、快捷、稳定；
移动GPRS无线组网模式具有：数据传输速率高、信号覆盖范围广、实时性强、安全性高、运行成本低、维护成本低等特点；
2.23、数据采集层（前端硬件设备）：
远程测控成套设备：测控终端；
传感计量设备：压力传感器、温度传感器、流量计、三相多功能电表、电磁阀；
2.3、系统拓扑图：
三、系统功能：
01、采集功能：
油井电机：三相电压；
油井电机：三相电流；
油井电机：有功功率；
油井电机：无功功率
油井电机：总电量；
油井井口：压力值；
油井井口：温度值；
油井井口：流量值；
02、告警功能：
停电告警、电力参数、压力、温度、流量故障告警、测控终端告警；
状态变化报警提示：告警状态变化。如压力突然增大或变小；
电机过载、过压、欠压、缺相、断相、欠流、三相不平衡等故障
03、存储功能：
电力参数、压力、温度、流量信息、实时数据、事件记录、操作记录存入数据库；
04、查询功能：
电力参数、压力、温度、流量信息、历史纪录、历史曲线、事件记录、操作记录、历史报表；
05、统计功能：
报表功能：日报、月报、年报；
曲线功能：日曲线、月曲线、年曲线；
06、打印功能：
电力参数、压力、温度、流量信息、历史纪录、历史曲线、事件记录、操作记录、报表；
07、安全功能：
密码功能：进入系统必须输入密码；
权限功能：不同的操作员具有不同的功能；
用户切换：不同的操作员交接时可以在系统切换；
08、扩展功能：
电力参数、压力、温度、流量数量：用户可以添加或删除站点。
远程控制：远程控制：在加电池阀门的情况下可输出远程控制阀门或电机的开启；
09、设置功能：
站点信息录入、修改；
采集周期设置、修改；
10、远程维护功能：
远程设置站点（电力参数、压力、温度、流量）工作参数；
四、系统特点：
01、实用性：油田油井站点地理位置分散，因此采用覆盖广泛的GPRS网络高信号捕捉，必要是采用高增益天线，可确保网络的正常运行；
02、实时性：采用最新的通信和软硬件技术，建立了清晰和合理的系统架构，可以实现多线程的远程并发通信，在几秒时间内，可以让成百上千台的测控终端实时传送到监控中心进行集中监视和远程调度，实现故障信息的及时报警；
03、可扩充性：系统预留接口，可以进行系统或软硬件模块的无限扩展，便于长期的升级和维护，延长系统的寿命，通过更新部件，能让系统一直存在下去，而不至于整个系统瘫痪，造成大量的投资损失；
04、易维护性：系统可对测控终端执行相应的远程操作命令，包括远程参数设置，远程控制、远程数据抄收、远程终端复位、远程测控终端升级等；
05、操作简易性：系统软件功能完善，模块化、图形化设计，全过程全中文帮助，操作简单方便；
油田的一个采油厂由多口油井、计量站、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，那么整个采油厂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为几百平方公里，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。也同时存在笔误，作假等隐患。这样会导致上层无法及时了解到现场情况，并且不能根据生产所消耗的实际劳动力、电力及原料消耗等数据，制定较有效、灵活处理方案。所以提高采油厂的自动化、信息化水平就显得极为突出。
随着网络信息化的飞速发展和生产数据的日积月累，采用传统的管理方式和数据手工记录模式已不能满足现代企业的发展要求。生产信息的实时采集、数据统计和查询的网络化已成为现代企业提高工作效率，降低生产成本的有效手段。要实现现场数据和设备信息的实时采集和数据分析，指令的远程下达以及对设备的控制等功能，迫切要求分布广泛的现场生产数据实现网络化。
二、系统方案：
2.1、系统概述：
油田生产信息远程监控管理系统通过在抽油井口上安装的温度传感器、压力传感器、流量传感器和三相多功能电表等，实现了油井电力参数检测的同时，扩展了油井的其他参数，如井口温度、压力、电机温度、电流曲线图、示功图等，具备了油井上能够实现的控制功能（报警、空抽控制，定时启停控制、实时节能控制，缺相负荷超限停机控制、启停的远程遥控等）。由于油田的范围很大，各监测点之间以及监测点与监控中心之间距离很远，难以架设有线网络，即使条件较好的油田架设有线网络其前期投入成本及维护成本都非常高。所以本方案采用GPRS无线组网方式实现监测点之间以及监测点与中心之间的信息及数据传输。
油田生产信息远程监控管理系统可以对这个数据做有效的统计、分析。监控中心通常位于厂区内的有线局域网络内，与办公管理网相连接。监控中心的管理服务器负责全部数据在网络内的发布。厂区管理层的相关人员，即可通过办公局域网络直接登录至信息中心的服务器上，进行实时的监视以及各类报表数据的查询。还可以透过互联网的接口让出差在外地的工程师浏览数据。
2.2、系统组成：
2.21、数据管理层（监控中心）：
硬件主要包括：工作站电脑、服务器（电信、移动或联通固定IP专线或者动态ip域名方式）；
软件主要包括：操作系统软件、数据中心软件、数据库软件、油田生产信息智能监控管理系统软件平台（采用B/S结构，可以支持在广域网进行浏览查看）、 防火墙软件；
2.22、数据传输层（数据通信网络）：
采用移动公司的GPRS网络传输数据，系统无需布线构建简单、快捷、稳定；
移动GPRS无线组网模式具有：数据传输速率高、信号覆盖范围广、实时性强、安全性高、运行成本低、维护成本低等特点；
2.23、数据采集层（前端硬件设备）：
远程测控成套设备：测控终端；
传感计量设备：压力传感器、温度传感器、流量计、三相多功能电表、电磁阀；
2.3、系统拓扑图：
三、系统功能：
01、采集功能：
油井电机：三相电压；
油井电机：三相电流；
油井电机：有功功率；
油井电机：无功功率
油井电机：总电量；
油井井口：压力值；
油井井口：温度值；
油井井口：流量值；
02、告警功能：
停电告警、电力参数、压力、温度、流量故障告警、测控终端告警；
状态变化报警提示：告警状态变化。如压力突然增大或变小；
电机过载、过压、欠压、缺相、断相、欠流、三相不平衡等故障
03、存储功能：
电力参数、压力、温度、流量信息、实时数据、事件记录、操作记录存入数据库；
04、查询功能：
电力参数、压力、温度、流量信息、历史纪录、历史曲线、事件记录、操作记录、历史报表；
05、统计功能：
报表功能：日报、月报、年报；
曲线功能：日曲线、月曲线、年曲线；
06、打印功能：
电力参数、压力、温度、流量信息、历史纪录、历史曲线、事件记录、操作记录、报表；
07、安全功能：
密码功能：进入系统必须输入密码；
权限功能：不同的操作员具有不同的功能；
用户切换：不同的操作员交接时可以在系统切换；
08、扩展功能：
电力参数、压力、温度、流量数量：用户可以添加或删除站点。
远程控制：远程控制：在加电池阀门的情况下可输出远程控制阀门或电机的开启；
09、设置功能：
站点信息录入、修改；
采集周期设置、修改；
10、远程维护功能：
远程设置站点（电力参数、压力、温度、流量）工作参数；
四、系统特点：
01、实用性：油田油井站点地理位置分散，因此采用覆盖广泛的GPRS网络高信号捕捉，必要是采用高增益天线，可确保网络的正常运行；
02、实时性：采用最新的通信和软硬件技术，建立了清晰和合理的系统架构，可以实现多线程的远程并发通信，在几秒时间内，可以让成百上千台的测控终端实时传送到监控中心进行集中监视和远程调度，实现故障信息的及时报警；
03、可扩充性：系统预留接口，可以进行系统或软硬件模块的无限扩展，便于长期的升级和维护，延长系统的寿命，通过更新部件，能让系统一直存在下去，而不至于整个系统瘫痪，造成大量的投资损失；
04、易维护性：系统可对测控终端执行相应的远程操作命令，包括远程参数设置，远程控制、远程数据抄收、远程终端复位、远程测控终端升级等；
05、操作简易性：系统软件功能完善，模块化、图形化设计，全过程全中文帮助，操作简单方便；
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