基于HART协议注水井压力检测系统的研究.docx

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1、基于HART协议注水井压力检测系统的研究shixiang导语：基于HART通讯协议，开发了用于油田注水井压力智能检测系统，实现了注水井泵压和套压的智能检测及压力数据的集中治理，为油田消费决策提供了参考根据摘要：基于HART通讯协议，开发了用于油田注水井压力智能检测系统，实现了注水井泵压和套压的智能检测及压力数据的集中治理，为油田消费决策提供了参考根据。介绍了系统组成及各局部的根本原理和实现方法。关键词：监测系统；压力检测；油田注水井；HART协议；数据收集中图分类号：TP274文献标志码：B油田的一个采油场由多口油井、注水井、计量间、管汇阀组、转油站，结合站、原油外输系统、油罐以及油田的其他分

2、散设施组成，整个采油场的各种设施的工作状态及采出油品的数据主要有温度、压力、流量等直接关系到油田消费的稳定及原油质量sup1/sup。油田投人消费后，随着开采时间的延长，油层本身能量不断地被消耗，致使油层压力下降，地下原油大量脱气，黏度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后造成的地下亏空，实现油田的持产和高产，必须保持或者进步油层压力。目前进步油层压力的主要措施是通过注水井注人高压水，因此各油田特别重视对注水井的井压治理。国内在油田注水井压力数据的检测方面较为落后，检测仪表和设备陈旧，在检测压力数据可靠性方面也存在很多问题。目前使用的螺旋式弹簧

3、管取压表不仅劳动强度大，并且影响了设备监控与采油数据的实时性、可靠性。另外，由于注水井数目多且分布范围大，采油工人的素质也参差不齐，数据漏报、虚报现象时有发生。研究开发新型智能仪表实现注水井压力数据的可靠检测，为油田消费提供可靠数据;极为迫切。利用计算机和互联网技术，研究开发油田注水井压力检测系统将对油田消费信息化建立起到积极的促进作用。HARTHighwayAddressableRemote-Transducer，可寻址远程传感器数据线路协议是一种广泛应用于智能仪表和上层治理设备之间的通讯协议sup2-5/sup，它采用了ISOOSI的简化模型，即物理层、数据链层和应用层。以下介绍在此通讯协

4、议的根底上构建油田注水井智能压力数据检测系统，以实现注水井压力数据的远程传输和治理。1注水井压力检测系统组成及原理油田注水井压力检测系统主要由新型智能压力传感器、变送器、手持仪表、网络通讯线路和微机数据库治理系统等组成。每口注水井备有变送单元，通过HART通讯接口与分检测站主机互连。分检测站主要负责压力数据的采集工作，通过RS232接口与变送器HART通讯模块相接，对各注水井压力数据进展采集。分检测站将采集到的数据汇总，通过油田局域网上传给中心站主机，实现数据的集中治理。整个系统的组成框图如图1所示。11智能压力传感器智能压力传感器由扩散硅压敏传感器及其编码电路组成。当注水井管道水压作用于传感

5、器薄膜时，膜片产生形变，相应的传感器桥臂电阻发生变化，并在输出端经恒流源鼓励产生小信号差动电压。然后利用高精度、低漂移的放大器件将电压信号放大，并通过VI，模块把输入的差动电压信号调理为420mA电流输出。为了区分各注水井传感器数据，传感器自身必须设置编码。传感器编码采用RC振荡电路经整形后输出一定频率的方波信号实现，频率大小由电阻调定，并将该频率信号叠加到420mA模拟信号上。传感器组成框图如图2所示。在实际应用经过中，传感器输出频率的频带宽度受限于变送器系统工作频率，系统工作频率越低，要求传感器输出频率越低，频带宽度越窄。由于传感器输出频率由RC振荡电路组成，振荡频率受四周工作环境温度的影

6、响而波动。振荡频率越高，所占用的频带也越宽，系统可以识别的传感器编号数目也就越多。设变送器单元晶振频率为fsubcx/sub，那么系统最高计数频率为fsubco/sub，有设编码频率允许波动5，各段频率互不重叠时，那么各段中心频率fsubi/subi=1，2，有且知足0在手持仪表使用经过中，当收集到的压力数据信号有效时，蜂鸣器响，提示现场操纵人员完毕本次检测。测得的压力数据和传感器编号信息保存在存储器中，数据通过RS232接口上传给微机治理系统。液晶显示屏提供直观的人机接口界面，可进展压力数据和传感器信息查询。手持仪表通过取样电阻对传感器输出信号滤波放大和频率计数处理，假设压力数据或者传感器编

7、码频率越限，那么可初步诊断传感器信号调理电路或者频率发生器出现故障，可采取相应措施进展处理。14远程数据库治理系统数据库治理系统负责压力数据的集中治理，实现传感器、注水井压力数据查询和报表功能。分检测站将各注水井压力数据上传至中心站治理主机，由中心站主机实现油田所有注水井压力数据综合治理，并对各注水井压力进展长期在线监测，为油田消费和决策提供参考根据。数据库治理系统由传感器信息治理、压力数据治理组成。数据库治理系统以VisualBasic60为开发平台，采用Access数据库进展记录更新、查询和报表操纵。注水井压力检测系统中智能压力传感器、检测仪和数据治理系统从2002年12月开场在大庆油田开

8、场试验，已成功运行1年多时间。现场收集的数据说明压力传感器在冬季低温顺夏季高温情况下输出精度小于15，比螺旋式弹簧管取压表精度有较大进步。在智能传感器的布置方面，较好地解决了安装和密封问题。试验结果说明，注水井压力数据智能检测系统运行稳定，压力数据真实可靠。油田注水井压力数据治理系统作为油田信息化建立的一个重要组成局部，它的研究、开发和应用将对于油田信息化建立起到积极的推动作用。参考文献：1上官永亮，赵庆东，宋杰，安震注水井公道配注方法研究叨大庆石油地质与开发，2003，3：40-432孙广军HART现场通讯协议叨电力情报，2002，3：66-683张仕伦HART通讯协议及应用叨自动化与仪器仪表，1999，5：3-64CobbJimControlintheFieldWithHARTCommunicationsISATransactions，1996，35：165-1685HelsonRonaldBTheHART0ProtocolanEnablerforImprovedPlantPerfoanceJ1ISATransactions，1996，35：1591646陈东宇，施一明，金建祥基于HART协议的智能扩散硅压力变送器自动化仪表，2001，6：1719原文请点击下载：0