SCADA系统在油田抽油机远程测控中的应用.doc

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《仪器仪表与分析监测》2006年第4期
SCADA系统在油田抽油机远程测控中的应用
TheApplicationofSCADASystemtotheRemoteSupervisoryandControlofPumpingWellsinOilField
陈永军1,3乔清波2郑招生1张贤强4
31华中科技大学电气与电子工程学院湖北武汉430074;41北京龙鼎源科贸有限公司北京100101)(11长江大学电子与信息学院湖北荆州434023;21中原石油勘探局工程管理有限公司河南濮阳457001;
[摘要]油井自动监测与计量技术以计算机技术、无线数字通讯技术、网络技术、传感器技术等
为支撑,实现油田地下、地面的生产信息的测控、管理、分析诊断以及应急处理等功能。文章针对油田抽油机的远程测控问题,研制了基于GSMGPRS的远程测控终端,构建了抽油井SCADA系统,实时传输油井温度、压力、抽油机工况等监控数据。[关键词]抽油井监控和数据采集数据通讯示功图远程测控终端[中图分类号]TP273[文献标识码]A
石油开采行业中抽油机井的管理是油田生产管理中最关键的环节之一。油井采油设备工作状态效益。运用有限的资金,实时获取生产数据,进行智的好坏,直接关系到油田原油的产量和自身的经济能判断,保护采油设备,同时将所获取的数据直接传
从站使用定向天线,并要保证主站天线的位置高于各从站天线的位置。该系统是一个典型的点对多点星形结构。如图1所示。
送给数据中心进行分析、诊断,为领导决策、指挥生决的问题之一[1]。
产提供科学的依据,成为石油开采行业迫切需要解由于油田的自然环境恶劣,对用于野外环境中
的设备如油井RTU、无线通信模块、传感器等可靠设备的80%以上,因此野外环境中的设备可靠程度
性的要求极高,而野外环境中的设备占油田自动化关系到油田自动化的成败。同时,制约油田数据采集采集数据多、位置分散。因此,通信系统的设计是保证远程测控终端稳定、可靠的重要基础。
图1抽油井SCADA系统网络拓扑图
系统自动化发展的一个重要因素就是油田各工作点
1抽油井SCADA系统组成
根据设计要求,系统主要解决作业区范围内分
主站MASTERRADI电台自动接收从站抽O油井RTU发送来的信号,通过对射频信号放大、解调,恢复成数传信号送上位工控机处理计算,实现远程油井温度、压力、抽油井示功图检测;当出现异常情况时进行声光报警,中心工控室立即向从站抽油井RTU发出控制命令,控制电机停机待修。每个
布的56口油井的遥测遥控。长期以来,油井的计量、监控靠人工巡视,由于地域分散、自然条件恶劣、工井产量。为此,抽油机井口方案采用美国BB公司
DPC3330远程终端控制器和MDS2710全数字数传
MDS2710电台具备网管功能,通过网管软件,主站
作效率低且不能及时发现设备故障,直接影响了单
电台;以采油厂中控室为主站,以作业区内56口抽油井为从站实现SCADA[2]。主站使用全向天线,各—6—
中控室可以对各个从站数传电台进行实时的状态监控和参数修改。本项目主要由9个计配站、个计量7站、个注气压缩机监控站和1个控制中心组成。野1外作业采用17套DPC3330控制器和1套openEnterprise组态软件;数据传输采用200MHz段电台通讯方式;控制中心使用1台服务器和2台工
SCADA系统在油田抽油机远程测控中的应用陈永军,等
作站,采用HoneyWell公司的PlantScape监控组态软件。从站采用针对油田设计的DPC3330抽油井RTU,它采用了先进的工业控制器和接口模块,具有功能强、可靠性高、应用灵活、操作方便等特点。组成框图如图2所示。DS2710电台在该系统中构建M无线数据采集和传输网络,即主站上位机与56口抽油井RTU之间的数据通信是由数传电台来完成的。当抽油井出现异常情况时,主站立即向抽油井RTU发出控制命令,抽油井RTU通过一路RS232串行通讯实现对抽油井进行空抽、定时起停、负荷超限停机等操作控制。
来表示油井状态的模拟信号变成数字信号,汇总后按照多机通讯协议对传送数据进行打包,借助GSMGPRS通讯平台,以射频信号的形式发射到空间。监控中心的接收装置再利用相同的原理接收数据包并还原数据。按照抽油井工况巡检的要求,系统利用抽油机光杆载荷变化与电机电功率有一定对应关系的原理,测取抽油机电机的电压、电流、电功率曲线,然后转换出等效示功图(载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图),将实测功率曲线与等效示功图相结合,综合分析判断电机、抽油机、供液等工况的连续实时监测系统。在实际工作中以实测示功图作为分析深井泵工作状况的主要依据。在抽油机井