增注泵综合监测技术的研究与应用

孙立超

摘要：为实现油田的高产和稳产，油田注水是一项十分重要的技术手段。通过对油田进行注水，可以弥补原油采出后造成的地下亏空，保持或是适度的提高油层压力，促进油田的可持续开采。增注泵做为石油注水技术动力系统重要组成部分，其各项生产参数的录取也是非常重要的，但由于部分增注泵地处较为偏远，仅靠日常巡检是做不到参数及时的录取，并且由于地处偏远，时常发生设备相关零件被偷盗的现象，本文详细阐述了综合监测技术，实现生产参数以及生产现场的实时监测，出现异常状况可对工作人員作出重要提示。

关键词：增注泵；生产参数；超限预警；视频动态图像捕捉

一、前言

目前，锦州采油厂五个作业区共有注水用增注泵20台，注水压力有的高达8-10Mpa。通过现场调研发现这些增注泵普遍离采油站较远，初略估计都在2-3公里以上，巡检时效性非常低，增加巡检次数也是不现实的做法。另外，增注泵井场设备偷盗现象也时有出现，进一步阻碍了正常生产。

由于增注泵运行时工作压力高、危险性大，间断式的巡视不能及时发现故障。针对增注泵生产参数不能实时监测以及防盗防偷等问题，研究增注泵的运行参数实时监测以及对井场预警报警等相关技术是十分有必要的。

二、主要研究内容

2.1 研究监测参数，选择合适传感器

通过现场调研，柱塞泵的进出口压力、流量以及柱塞泵运行电工况是主要参数，最后确定在进出口端安装压力变送器，在变频控制器内部植入电流信号输出信号，实时监测柱塞泵压力变化和电流变化。对进口端压力监测可实时了解来水是否正常，如突发供水被切断，则可阻止柱塞泵空转，预防烧泵情况发生。通过对文献资料查阅，我们分别选择了*压力变送器、*流量变送器、*电压及电流变送器，因为这些传感器已面市很多年，运行稳定，且成本较低，在没有什么特殊应用条件下，这些传感器是最具性价比的。

2.2研究视频图像中移动物体的自动跟踪技术

首先分析了运动物体在视频信号里的编码特点，然后采用MATLAB图像开发程序进行代码编写，运用相位差法对高清摄像头采集到的图像信号进行处理，实现了对进入生产现场的移动物体的自动捕捉，当系统发现移动物体时，则终端系统发出报警，对操作人员进行提示。

物体识别与跟踪系统由三部分组成：输入部分，处理部分，输出部分。输入部分的主要作用是接受各种性质设备的数据，并将这些数据转化为后续处理所需的编码格式。可能的输入数据包括：不同种类的摄像头捕捉的数据，不同格式与编码的磁盘视频文件数据，网络流媒体数据。处理部分将从输入部分得到的位图格式的数据进行处理，分别通过运动检测和物体跟踪模块。其中，运动检测模块产生运动物体的边框，物体跟踪模块利用图像和边框数据对检测到的物体进行跟踪。输出部分将运动物体检测与跟踪结果以良好的可见形式反馈给用户，可以通过在视频显示窗口画出边框或转动可控摄像头将运动物体置于中心等方式。在处理模块中，有运动物体检测和物体跟踪两部分，这两部分有顺序关系，先是运动物体检测模块检测出物体所在的位置，然后告诉物体跟踪模块，这样物体跟踪才能正常工作。在实际中，对于一副图像，可能会有不止一个运动物体，这时可以有两种策略：一种是把所有的检测出来的物体都放入跟踪模块，跟踪所有的物体；另一种是只选择其中最显著的物体（如物体位于中心或边框最大），只对这个物体进行跟踪。由于物体跟踪可能需要控制可控摄像头进行物理上的实时跟踪，如果跟踪所有的物体会导致摄像头紊乱，所以我们采用第二种方法。

2.3研究现场照明的节能和报警的实现功能

出于对节能方面的考虑，我们选择了带有夜视功能的摄像头，现场照明灯不用整晚开启，并对系统终端报警装置与现场照明灯之间的通讯编写了相关逻辑控制的代码，逻辑控制流程如图。

实现了光控传感器可根据当前光线强度控制系统是否开启现场照明灯，只有当夜间有进入现场的人或物时，照明灯开启，该设计起到了一种震慑与警示作用。

2.4开发系统终端的交互界面

运用C#语言编写了操作界面软件。C#是微软公司发布的一种面向对象的、运行于.NET Framework之上的高级程序设计语言。目前一线采油站的操作系统绝大多数是微软公司的Windows XP系统，C#语言编写出来的操作软件与XP系统兼容性非常好，它为系统的稳定运行提供了非常好的先决条件。

三、现场应用及应用效果

增注泵综合监测系统目前已安装11套，安装在采三48#、88#、91#等采油站，该技术大大降低了员工的劳动强度，提高了工作效率，实现了增注泵现场检查的无缝衔接，也大大降低了发生安全事故的发生率，也防止了设备频繁被盗

四、结论及建议

（1）增注泵综合监测技术能够实时监控增注泵的各项参数，避免因异常情况导致降低生产效率。

（2）采用的由C#语言编写的界面操作软件为系统的稳定运行提供了技术保障。

（3）视频图像中移动物体的自动跟踪技术保证了现场生产设备的安全运行。

参考文献：

[1]、岳晓娟；于巧丽；王翠霞；强化增注泵能耗分析优化挖潜方向[J]中国石油和化工标准与质量，2012年03期.