一、概述

    隨著無線(xian)通信技術的(de)不斷提高,利用(yong)移動運(yun)營商(shang)提供的無線網絡實現抽油機的遠程監(jian)控是(shi)抽油機監(jian)控系統現代化的一個重要發展方向。由于GPRS網絡的通信技(ji)術已(yi)經成熟(shu),覆蓋面廣,利用GPRS無線通信方(fang)式來實(shi)現(xian)抽油(you)機(ji)參數(shu)的實(shi)時采集,無疑是對現(xian)有資(zi)源的最大利用。GPRS是采用分組數據傳(chuan)輸的GSM核心網(wang)的(de)增強。他可高效(xiao)利用現有的(de)無線(xian)電頻譜,而且用(yong)戶獲得的接入(ru)寬帶(dai)(dai)比通用(yong)標(biao)準連接獲得的帶(dai)(dai)寬更大。GPRS無線網(wang)絡是使用最廣(guang)的能夠解決移動通信與(yu)IP結(jie)合的(de)技術(shu)方案,他可以充分利用(yong)GSM網絡,使運營商在GSM全國(guo)范圍內推(tui)出移動分(fen)組數據業務(wu)。GPRS的推(tui)出即是推(tui)動(dong)移動(dong)通信網上數據業務(wu)發(fa)展的重要環節,也為抽油機遠程監控系統提供了一(yi)個優秀的(de)數據傳輸方(fang)式和工作平(ping)臺.

    目前油田地面開(kai)采(cai)設備主(zhu)要是(shi)游(you)梁式抽(chou)油機(ji)(ji)。抽(chou)油機(ji)(ji)遠程監(jian)控系統是(shi)根據油田自動化,全天候管(guan)理的(de)要求(qiu)和需要而設計開發的(de)高科技(ji)產品。其(qi)利用基于(yu)GPRS網(wang)絡通信(xin)技術和(he)網(wang)絡微處(chu)理器技術相結合的方法,解決(jue)抽油(you)機的(de)各種(zhong)工作參數的(de)遠程傳輸問題,實(shi)現實(shi)時(shi)報警、實(shi)時(shi)數據采集和實(shi)時(shi)負荷監測(ce)的功能(neng)。其意義(yi)在于:通過監視抽(chou) 油(you)機的運(yun)行(xing)狀況,發(fa)生故障(zhang)或(huo)異常(chang)運行時,迅(xun)速報警,及時恢復正常抽吸,減少停(ting)機時間,保證(zheng)抽(chou)油機的(de)安全(quan)運行(xing);制止和(he)打擊不法分子的盜竊行為,為(wei)油(you)田生產任務的全面完成提供可靠的保證。

二、系統設計

2.1 現場(chang)采(cai)集模塊(kuai)

本系統采集對于三相電參(can)數的采集利(li)用智能三相電參(can)數采集模塊,該模塊是一種智能型三(san)相電參數(shu)數(shu)據(ju)綜合采集模塊;三表法準(zhun)確測量三相三線制(zhi)(zhi)或三相四線制(zhi)(zhi)交(jiao)流電路中的三相電流、三相電壓(真(zhen)有效值(zhi))、有(you)功(gong)功(gong)率、無功(gong)功(gong)率、功(gong)率因(yin)數、頻率、正反向有(you)功(gong)電度、正反向無功(gong)電度等參(can)數,并帶2路開關(guan)量(liang)輸入及(ji)2路開(kai)關量(liang)輸出(1路(lu)可設置(zhi)為參數上下(xia)限報警輸出(chu))。 其輸入(ru)為三相電壓(0～500V),三相電流(0～ 1000A);輸出為RS485或者(zhe)RS232接口(kou)的數字(zi)信號, 支(zhi)持(chi)的通信協議有3種(zhong):(ASCII碼)兼容通(tong)訊協議、十(shi)六進制LC204協議、MODBUS2RTU協(xie)議。在這里選用ASCII碼(ma)指令集。

三、子站系統的功能:

(1)報警功能:把(ba)各(ge)種報警信息(停機、越限、非法(fa)開(kai) 啟井口房等)發(fa)送到(dao)監(jian)控中心。

(2)接受(shou)監控中心發送的各種指令并(bing)產生(sheng)控制動作(如(ru)遠(yuan)(yuan)程(cheng)控制抽油機(ji)(ji)(ji)開機(ji)(ji)(ji)、遠(yuan)(yuan)程(cheng)控制抽油機(ji)(ji)(ji)關機(ji)(ji)(ji)、子站(zhan)系統 遠(yuan)(yuan)程(cheng)復位)。

(3)數據采集功能:采集各種(zhong)油井參(can)數(如三(san)相電流、 電壓(ya)、示功圖等),參數可由用戶選擇。

(4)接(jie)受監控(kong)中心設(she)置的工作參數及(ji)報警參數。

(5)定時(shi)發送油井工作數據到(dao)監控中(zhong)心(xin)。

(6)接(jie)受主站(zhan)數(shu)據(ju)提取。

無(wu)線數(shu)據傳輸網絡(luo) 

整個無線數據(ju)傳輸網絡(luo)包括數據(ju)終端(duan)設備和GPRS網(wang)絡,數據終端設備又包(bao)括現(xian)場的(de)與(yu)采(cai)集模(mo)塊相連的(de) GPRS通(tong)信模塊(kuai)和(he)監控中心的帶有Modem的計算機(ji)數據 終端設備(DTU)。

(1)GPRS通信模塊 GPRS模塊在本系(xi)統中起(qi)著至關重(zhong)要的(de)作(zuo)用,通過(guo)GPRS網絡將(jiang)數據準確實(shi)時地傳輸到監控(kong)中心計(ji)算機。

(2)監控中心

DTU 監(jian)控中心計算機可通過無線Modem或有線方(fang)式撥號上(shang)網,計(ji)算(suan)機登(deng)錄(lu)網絡后通過ISP服務(wu)商綁定(ding)一個固定(ding)的 IP地(di)址(zhi),這臺(tai)計算機作為整個監控網絡(luo)系統(tong)的服務器。 現場(chang)的GPRS傳輸模塊的服務(wu)器IP地(di)址和通信端口(kou)號經過配置(zhi)與服務器(qi)形成一(yi)(yi)個專用(yong)的內部(bu)局(ju)域網。一(yi)(yi)旦需要(yao)采(cai)集(ji)數(shu)據,服務(wu)器(qi)端只需要發(fa)送相應的指令給相應的采集模塊,采集模塊收到命令后做出(chu)應答,返(fan)回所需數據,然后依(yi)據采(cai)集模塊的協議將各參數解析出(chu)來。

四、系統拓撲圖（參考）

五、結 論

國內外采(cai)用(yong)最(zui)廣的抽油機(ji)械是抽油機(ji)與抽油泵組成的有桿抽油系(xi)統。在生產中此種系(xi)統引起(qi)的事故逐漸增多,輕者造成抽(chou)油機損壞,重者將導致抽油機事故引起(qi)的原油泄漏(lou)事故。這不(bu)但(dan)降低了油田生產運行的安全可靠(kao)性,而且可能給企業造成重大經濟損(sun)失。因此開發抽(chou)油(you)機(ji)在線(xian)監控(kong)系統,對抽油機 及(ji)油井的(de)各種狀態參數進行(xing)實時(shi)監測,實現運行參數(shu)遠傳和(he)網上共享,發現(xian)故障及時報警提供了新的(de)有效方式,使(shi)得(de)技術人(ren)員(yuan)處理故障的速度得(de)到了顯著提高(gao),最大程度地(di)減少(shao)了經濟損失,這具有重要的(de)現實(shi)意義。同時,由于抽油機在(zai)全國的(de)用量十分龐(pang)大,因此本系統的研究(jiu)與(yu)設計具(ju)有廣闊的應用(yong)前景(jing)。