大庆油田油井远程实时监控系统

高煜 张兵文 唐山职业技术学院

大庆油田油井远程实时监控系统

高煜 张兵文 唐山职业技术学院

针对大庆油田油井所在地偏离市区，环境、交通、通信等方面相对较为落后，为此设计了一套油井远程实时监控系统。该系统主要由井口控制器、防火墙、CDMA/GPRS、传感器、实时数据库、应用服务器以及Web服务器等构成。通过对现场抽油机生产参数（载荷、液位、温度、压力等）以及设备运行状态进行远程实时监控，监控中心可对数据进行记录、分析与处理，制作各种报表和示功图，及时下达控制指令控制远程井场运行状况，维护井场的正常运行。本系统能够对井场范围内的情况进行实时监控，遇到异常情况及时启动报警机制，及时了解井场运行状况，有效地避免井场被盗现象。

油井；远程实时监控；系统设计；报警；检测

1 系统设计原则与思路

大庆油田油井所在地偏离市区，环境、交通、通信等方面相对较为落后，为此设计了一套油井远程实时监控系统。该系统主要由井口控制器、防火墙、CDMA/GPRS、传感器、交换机、配电管理计量站、实时数据库、应用服务器以及Web服务器等构成，采用数字无线电或者CDMA/GPRS、无线桥等通信方式。图1为油井远程监控系统构架[1-2]。

监控系统设计原则与思路主要包括：

（1）开发前端数据采集终端，主要是对油井运行参数数据进行采集，选择配套的传感器以及现场报警系统。

（2）井场数据远程传输，通过无线通信，及时将油井运行状态数据传回监控中心。

（3）设计后台监控系统，主要是处理井场传回的实时数据，起到对各类数据处理的作用。

（4）单片机具有高集成度和运行可靠等特点，结合适应性强的传感器，对抽油井现场的运行数据实时采集，实现对井场的监控以及现场设备异常运行报警功能。

图1 油井远程监控系统构架

2 系统的建立

针对大庆油田抽油设备泵抽空情况，设计油井远程监控系统可以有效避免事故的发生。该系统投入使用后，可实现控制油井的液位，远程监控运行状态，最大限度地避免杆断裂或者其他故障带来的损失，提高油田产量，还能减少人员现场巡井次数，降低工作人员作业强度，使油井生产运行更加高效。

井场一般在远离市区的地方，远程监控中心设置在总部或者调度部门。通过远程控制软件（由客户端程序和服务器端程序构成）实现对井场的实时监控[3]，远程软件还能在后台总部控制井场机器的开关。井场遥测主机信号经过放大、调度，转变为数传信号传回监控中心，监控中心根据处理信号的结果，实时监控井场运行参数，发现异常情况，直接发出控制命令，停止电机运行待修，实现井场无人值守。

井场正常工作过程中涉及到的传感器包括电压传感器、温度传感器、电流传感器、声波液位传感器、位置传感器、载荷传感器、防偷盗红外线传感器以及监控开关传感器，主要功能是将油井的工作状态转变为电压或电流信号，传输到远程油井控制RTU，可根据井场实际需要增加系统扩展接口，以满足井场发展需求[4]。

3 系统功能及作用

3.1 系统功能

（1）报警功能。井场设施受到破坏或者被盗都会立即启动报警系统以及非法进入井场报警系统，对于超出范围的数据，系统将自动保存。

（2）检测功能。通过监控系统实时检测并记录运行参数，包括温度、压力、电压、电流、液面、示功图等。

（3）井场运行数据查询功能。日常运行及历史数据可以立即查询，包括时间数据，处理和备份各种数据报表，以便管理人员及时查阅。

（4）实现远程监控、拍照，并且将照片传回监控中心。

（5）访问权限设置功能。主要分为操作员、管理员以及系统管理权限，使用密码进行访问。

（6）辅助功能。通过该功能可以及时监控盗油、液面过低、管道堵塞、电压不稳等异常情况，同时将异常信号传回中心进行处理。

3.2 系统作用

（1）提高石油产量。通过该系统对异常情况的处理，能够及时调整井场工作制度，避免生产间断，提高采油井的工作效率，进而保障石油的生产率。

（2）减少能耗损失。远程监控系统可以对每一口油井进行单井能耗计算，并对于不合理的环节进行调整，减少空抽能耗损失。

（3）减小井场盗窃损失。本系统能够对井场范围内的情况进行实时监控，遇到异常情况及时启动报警机制，以了解井场运行状况，有效地避免井场被盗现象发生。

（4）管理质量提升。改变了以前落伍的人工管理方式，通过系统监控各个生产环节，能够更加全面地掌握油井生产情况，遇到异常能够及时处理，减少不必要的误判，提高了油井工作效率。

4 结语

针对大庆油田油井分布分散、通讯、交通以及管理不便等问题，设计了一套油井远程实时监控系统，主要是对现场抽油机生产参数（载荷、液位、温度、压力等）以及设备运行状态进行远程实时监控。监控中心通过对数据的记录、分析与处理，制作各种报表和示功图，及时下达控制指令控制远程井场运行状况，维护井场的正常运行；同时，对于历史重要数据超过限定额度进行报警，并及时自动保存到数据库，将报警信号及时传回监控中心，保障井场生产正常运行。

[1]赵智勇．油田监测指标预测预警开发动态系统[M]．北京：石油工业出版社，2010.

[2]李秀锦．油井远程集群监测自动计量技术的应用[J]．长春工业大学学报：自然科学版，2004，19（4）：41-42.

[3]张乃禄，姚萱萱，李选锋，等．基于无线网络的远程注水监控系统[J]．油气田地面工程，2011，30（12）：61-63.

[4]朱庆忠，杨和义．基于C/S和B/S体系结构的数字油田应用系统[J]．石油学报，2004，25（4）：67-70.

（栏目主持 关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.038