GPRS無線傳輸模塊在石油天然氣行業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控上的應(yīng)用

　　系統(tǒng)需求

　　隨著國(guó)內(nèi)油田的發(fā)展及工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，一種服務(wù)于油田采油的新技術(shù)展現(xiàn)在人們眼前，那就是利用現(xiàn)代通信技術(shù)所開發(fā)的GPRS無線通訊模塊和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)所組成的系統(tǒng)對(duì)采油設(shè)備、采油數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控與采集。

　　油田的一個(gè)采油場(chǎng)由多口油井、計(jì)量間、管匯閥組，轉(zhuǎn)油站，聯(lián)合站、原油外輸系統(tǒng)、油罐以及油田的其它分散設(shè)施組成，那么整個(gè)采油場(chǎng)的各種設(shè)施的工作狀態(tài)及采出油品的數(shù)據(jù)(主要有溫度、壓力、流量等)就直接關(guān)系到油田生產(chǎn)的穩(wěn)定及原油質(zhì)量。目前大多由人工每日定時(shí)檢查設(shè)備運(yùn)行情況并測(cè)量、統(tǒng)計(jì)采油數(shù)據(jù)。由于油井?dāng)?shù)量多且分布范圍由幾十至上百平方公里，這種方式必然使工人勞動(dòng)強(qiáng)度加重，并且影響了設(shè)備監(jiān)控與采油數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，甚至準(zhǔn)確性。所以油場(chǎng)的自動(dòng)化、信息化就顯得極為突出。

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，石油天然氣行業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)也得到了很大發(fā)展。

　　以計(jì)算機(jī)、GPRS無線通信模塊為基礎(chǔ)的油田監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)可大大提高油田生產(chǎn)效率，降低綜合成本，實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)、管理的自動(dòng)化、信息化。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，必須開發(fā)一個(gè)可靠的以微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)為基礎(chǔ)的油田監(jiān)測(cè)和操作系統(tǒng);開發(fā)新而廉價(jià)的油田作業(yè)監(jiān)測(cè)方法;開發(fā)一個(gè)易為用戶存取的數(shù)據(jù)庫和記錄系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)構(gòu)成

　　石油天然氣行業(yè)工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用具有以下特點(diǎn)：

　　* 一般跨越地域大，因此要求電臺(tái)支持長(zhǎng)距離傳輸;

　　* 井站的無人值守遠(yuǎn)動(dòng)控制決定了電臺(tái)要具備抵抗惡劣的天氣環(huán)境的能力;

　　* 整個(gè)系統(tǒng)龐大，監(jiān)測(cè)井站數(shù)量多，要求無線通信系統(tǒng)速率要高，輪詢響應(yīng)速度快;

　　* 同時(shí)因?yàn)槭吞烊粴庑袠I(yè)為國(guó)家的能源基礎(chǔ)，其所采用工控系統(tǒng)都是最先進(jìn)可靠的設(shè)備，所以做為整個(gè)系統(tǒng)關(guān)鍵保證的無線通信鏈路也必須要可靠穩(wěn)定且性能優(yōu)異才能保證整個(gè)工控系統(tǒng)的最佳運(yùn)行。

　　GPRS無線通訊模塊在石油天然氣行業(yè)的典型應(yīng)用是在油井和氣井的三遙(遙測(cè)、遙信、遙控)和自動(dòng)計(jì)量方面——井站數(shù)據(jù)通過GPRS無線通訊模塊傳送到采油隊(duì)控制中心，采油隊(duì)再通過專用廣域通信網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)與上一級(jí)的采油廠或石油公司的總控制中心連通。

　　下圖所示為一典型的GPRS無線通訊模塊在石油天然氣行業(yè)工業(yè)控制方面的應(yīng)用。

　　圖1 - 5 -以微機(jī)、GPRS無線通信模塊為基礎(chǔ)的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)總體配置

　　① 油田監(jiān)控中心：計(jì)算機(jī)、GPRS無線通訊模塊、天線、系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫

　　② 井隊(duì)監(jiān)控中心：計(jì)算機(jī)、GPRS無線通訊模塊、天線、監(jiān)控軟件

　　③ ③ 遠(yuǎn)端井口：數(shù)據(jù)采集裝置、GPRS無線通訊模塊、天線

　　圖2 井口微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成圖

　　生產(chǎn)監(jiān)控操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是每天24小時(shí)對(duì)遠(yuǎn)方產(chǎn)油或產(chǎn)氣井的所有主要環(huán)節(jié)和地面分離及儲(chǔ)存系統(tǒng)的各種常規(guī)的或獨(dú)特的傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。

　　1. 油田中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)

　　油田中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)是一種穩(wěn)定、可靠的計(jì)算機(jī)，通常放置在一個(gè)符合國(guó)家電子制造聯(lián)合會(huì)要求的保護(hù)性箱體內(nèi)配有一個(gè)斷電后可供電達(dá)8小時(shí)的不間斷電源。

　　中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要功能是監(jiān)測(cè)油田作業(yè)，將每口井的數(shù)據(jù)以便于存取的方式儲(chǔ)存起來，能使用戶通過常規(guī)電話調(diào)制解調(diào)器得到每口井的"準(zhǔn)實(shí)時(shí)"數(shù)據(jù)，還可根據(jù)普通預(yù)測(cè)方法或單井的明確經(jīng)驗(yàn)開發(fā)專門軟件，以便對(duì)每口井的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。這些分析工作可提供關(guān)于現(xiàn)有作業(yè)有效性的資料，并確定那些剛開始產(chǎn)生后可能出現(xiàn)的問題。反過來，這些資料可用來增加生產(chǎn)效率和制訂修井作業(yè)計(jì)劃。中心作業(yè)計(jì)算機(jī)的其它功能還包括為編制例行的月產(chǎn)量報(bào)表提供數(shù)據(jù)。

　　2.井隊(duì)監(jiān)控計(jì)算機(jī)與中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)相同，一般以采油隊(duì)為單位配置，通過與井口微型計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，以輪循的方式對(duì)所屬油井進(jìn)行監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集。