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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，油井工作狀況的監(jiān)測和控制，一直是采油場一項重要和困難的內(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)，整合出適合國內(nèi)油井實際情況的無線遙控遙測系統(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)主要由采油場監(jiān)控中心和油井無線遙測遙控主機、傳感器、電機控保裝置等組成。采油場監(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，包括有一臺工業(yè)控制計算機、一臺打印機和監(jiān)控中心收發(fā)信機以及油井無線遙測遙控主機（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)變換成對應的電壓或電流值送至遠程智能無線RTU。本系統(tǒng)留有擴展接口，可根據(jù)油井實際情況增加。
油井RTU由帶有A/D，D/A變換器的高性能的單片機，電源管理電路，蓄電池供電電路以及無線數(shù)傳電臺組成。A/D變換將傳感器送來的表示油井狀態(tài)的模擬信號變成數(shù)字信號，再由無線數(shù)傳電臺進行信號處理和調(diào)制，以射頻信號的形式幅射到空間。電源管理電路是用來監(jiān)測交流電源用，一旦交流電源斷電，自動轉(zhuǎn)為蓄電池供電。當交流供電正常時，又恢復由交流電源供電并對蓄電池充電，始終保持RTU供電正常。如圖2所示。
監(jiān)測中心收發(fā)信機從空中接收到由油井遙控遙測主機的信號后，通過對射頻信號放大、解調(diào)，恢復成數(shù)傳信號送中心工業(yè)控制計算機處理計算，實時監(jiān)測油井工況。當有異常時，中心工業(yè)控制計算機立即向油井遙控遙測主機發(fā)出控制命令，控制電機停機待修。
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 抽油機電源電壓監(jiān)測；抽油機電源電流監(jiān)測；電機開/關(guān)監(jiān)測；漏油，盜油監(jiān)測。
(2) 油井實時故障報警 電壓過壓、欠壓報警；電流過流報警；抽油機停報警；漏油，盜油報警。
(3) 監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計和打印 耗電量，故障情況實時電腦顯示和統(tǒng)計報表打印。
(4) 擴展功能 本系統(tǒng)留有擴展口，可根據(jù)油井情況和客戶需求增加井口溫度監(jiān)測，井口油壓監(jiān)測，井口套壓監(jiān)測。
6 系統(tǒng)主要技術(shù)性能
⑴ 傳感器測量精度和范圍：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：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個可任選。
⑷ 環(huán)境工作條件：①溫度：-25℃～+55℃；②相對濕度：96%RH。
⑸ 中心控制計算機：使用研祥工業(yè)計算機，配置為：P4級別工控機。
⑹ 打印機：激光打印機。
7 系統(tǒng)工程設(shè)備組成
⑴ 傳感器組件；
⑵ 油井無線遙測遙控主機 （油井RTU）；
⑶ 監(jiān)控中心收發(fā)信機；
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)控中心計算機。
8 系統(tǒng)總體評價
在該系統(tǒng)中，使用組態(tài)軟件和無線數(shù)傳電臺，系統(tǒng)無線遙測遙控主機（RTU）將檢測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，在多家采油場中使用，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號