油井多参数远程监控系统研究及现场应用.ppt

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1、甘谷驿采油厂甘谷驿采油厂油水井多参数远程监控系统油水井多参数远程监控系统研究及现场应用研究及现场应用甘谷驿采油厂甘谷驿采油厂西安丹佛尔电子科技有限责任公司西安丹佛尔电子科技有限责任公司甘谷驿采油厂甘谷驿采油厂油水井多参数远程监控系统油水井多参数远程监控系统研究及现场应用研究及现场应用项目负责人：项目负责人：项目负责人：项目负责人：李李 瑞瑞 宁占强宁占强 凤荣辉凤荣辉 报告编写人：报告编写人：报告编写人：报告编写人：宁占强宁占强 刘安伟刘安伟参参参参 加加加加 人：人：人：人：马智渊马智渊 叶政清叶政清 杨晓妍杨晓妍 冯冯 勇勇 刘东明刘东明 蒲绥利蒲绥利 张冠华张冠华 王云刚王云刚 韦贵广韦

2、贵广 魏艿峰魏艿峰 孙大伟孙大伟 张国俊张国俊 唐芳华唐芳华审审审审 核核核核 人：人：人：人：李李 瑞瑞甘谷驿采油厂甘谷驿采油厂甘谷驿采油厂甘谷驿采油厂西安丹佛尔电子科技有限责任公司西安丹佛尔电子科技有限责任公司西安丹佛尔电子科技有限责任公司西安丹佛尔电子科技有限责任公司目目 录录 前前前前 言言言言 第一部分第一部分第一部分第一部分 11项目概述项目概述项目概述项目概述 1.11.1油水井多参数远程监控系统结构图油水井多参数远程监控系统结构图油水井多参数远程监控系统结构图油水井多参数远程监控系统结构图 1.21.2系统各组成部分详细说明系统各组成部分详细说明系统各组成部分详细说明系统各组成

3、部分详细说明 数据监控中心数据监控中心数据监控中心数据监控中心 监测终端监测终端监测终端监测终端 通讯系统通讯系统通讯系统通讯系统 22项目开发的过程项目开发的过程项目开发的过程项目开发的过程 2.12.1前期开发前期开发前期开发前期开发 2.22.2中期开发中期开发中期开发中期开发 2.32.3后期开发及试验过程后期开发及试验过程后期开发及试验过程后期开发及试验过程 油井油井油井油井 水井水井水井水井 33项目总结项目总结项目总结项目总结 3.13.1油井总结油井总结油井总结油井总结 只打印一口油井的功图液位信息只打印一口油井的功图液位信息只打印一口油井的功图液位信息只打印一口油井的功图液位

4、信息 同时打印多口油井的功图液位信息同时打印多口油井的功图液位信息同时打印多口油井的功图液位信息同时打印多口油井的功图液位信息 油井的日产液量信息油井的日产液量信息油井的日产液量信息油井的日产液量信息(8158-1(8158-1井井井井)3.23.2水井总结水井总结水井总结水井总结 单井日报表信息单井日报表信息单井日报表信息单井日报表信息 多井日报表信息多井日报表信息多井日报表信息多井日报表信息 3.33.3项目特色项目特色项目特色项目特色 五大突破五大突破五大突破五大突破 两大优势两大优势两大优势两大优势 44结论与认识结论与认识结论与认识结论与认识 4.14.1油井油井油井油井 自动计量自

5、动计量自动计量自动计量 实时监测实时监测实时监测实时监测 采油制度的完善采油制度的完善采油制度的完善采油制度的完善 实时报警实时报警实时报警实时报警 电机监测电机监测电机监测电机监测 4.24.2水井水井水井水井 4.34.3信息化、自动化信息化、自动化信息化、自动化信息化、自动化 55项目建议项目建议项目建议项目建议 5.15.1升级软件升级软件升级软件升级软件 5.25.2单向通讯单向通讯单向通讯单向通讯 5.35.3培养专业技术人员培养专业技术人员培养专业技术人员培养专业技术人员 第二部分第二部分第二部分第二部分 11应用目的应用目的应用目的应用目的 22实验应用原理及方法实验应用原理及

6、方法实验应用原理及方法实验应用原理及方法 2.12.1硬件部分硬件部分 液位变送器液位变送器 功图计算功图计算 电力智能模块电力智能模块 水井监控单元水井监控单元 2.1.5.2.1.5.远程传输控制模块远程传输控制模块 2.22.2软件部分软件部分 33实验应用步骤实验应用步骤实验应用步骤实验应用步骤 4 4 实验应用数据实验应用数据实验应用数据实验应用数据 4.1 20054.1 2005年至年至20062006年系统现场年系统现场初装部分实验数据初装部分实验数据 4.2 20074.2 2007年系统试验结果年系统试验结果 55问题分析问题分析问题分析问题分析 5.1 5.1 油罐液位异

7、常油罐液位异常 5.2 5.2 巡检和临检的返回失败巡检和临检的返回失败 5.3 20085.3 2008年年3 3月维护发现的三点月维护发现的三点问题问题 66实验应用结论实验应用结论实验应用结论实验应用结论 6.16.1实现项目立项的目的与功能实现项目立项的目的与功能 6.26.2油井自动计量准确性油井自动计量准确性 6.36.3水井报表准确性水井报表准确性 6.46.4电参数检测准确性电参数检测准确性 77可靠性报告可靠性报告可靠性报告可靠性报告 88环境实验报告环境实验报告环境实验报告环境实验报告 附：延安附：延安附：延安附：延安20082008年年年年1 1月气象资料月气象资料月气象

8、资料月气象资料前前 言言石油能源的开发是国家高速发展的一个重要燃料石油能源的开发是国家高速发展的一个重要燃料,充足的充足的石油供给使得国家经济和政治生活的正常运行得到了有力石油供给使得国家经济和政治生活的正常运行得到了有力的保障。的保障。我国对石油能源的开采给予了高度的重视我国对石油能源的开采给予了高度的重视,在全国各个省在全国各个省份先后探测并开发出了一大批象延长油田之类的中大型油份先后探测并开发出了一大批象延长油田之类的中大型油田。田。油田的诞生给国家带来了丰富的石油资源油田的诞生给国家带来了丰富的石油资源,同时也带来同时也带来了一些急需妥善解决的技术问题。了一些急需妥善解决的技术问题。如

9、何使采油工作在充分节约能耗的情况下高效率的开发；如何使采油工作在充分节约能耗的情况下高效率的开发；如何在稳产、增产的同时提高设备的使用效率，延长设备如何在稳产、增产的同时提高设备的使用效率，延长设备的使用寿命，同时，降低设备的无功损耗，降低资源的投的使用寿命，同时，降低设备的无功损耗，降低资源的投入；如何自动化、高效率的对油水井进行管理，是油田开入；如何自动化、高效率的对油水井进行管理，是油田开发面临的一项重要工作。发面临的一项重要工作。石油能源的开发是国家高速发展的一个重要燃料石油能源的开发是国家高速发展的一个重要燃料,充足的充足的石油供给使得国家经济和政治生活的正常运行得到了有力石油供给使

10、得国家经济和政治生活的正常运行得到了有力的保障。的保障。我国对石油能源的开采给予了高度的重视我国对石油能源的开采给予了高度的重视,在全国各个省在全国各个省份先后探测并开发出了一大批象延长油田之类的中大型油份先后探测并开发出了一大批象延长油田之类的中大型油田。田。油田的诞生给国家带来了丰富的石油资源油田的诞生给国家带来了丰富的石油资源,同时也带来同时也带来了一些急需妥善解决的技术问题。了一些急需妥善解决的技术问题。如何使采油工作在充分节约能耗的情况下高效率的开发；如何使采油工作在充分节约能耗的情况下高效率的开发；如何在稳产、增产的同时提高设备的使用效率，延长设备如何在稳产、增产的同时提高设备的使

11、用效率，延长设备的使用寿命，同时，降低设备的无功损耗，降低资源的投的使用寿命，同时，降低设备的无功损耗，降低资源的投入；如何自动化、高效率的对油水井进行管理，是油田开入；如何自动化、高效率的对油水井进行管理，是油田开发面临的一项重要工作。发面临的一项重要工作。例如例如,一天二十四小时的运转时间里，某些油井在某些时一天二十四小时的运转时间里，某些油井在某些时间段并不出油间段并不出油,那么抽油机在这些时段里的运行属于无产那么抽油机在这些时段里的运行属于无产量运行。如果不能有效的控制这种局面量运行。如果不能有效的控制这种局面,就会造成油田的就会造成油田的开采成本大大提高开采成本大大提高,同时也是对人

12、力和财力的一种极度的同时也是对人力和财力的一种极度的浪费。再例如，电机的正常工作在某种程度上也受制于工浪费。再例如，电机的正常工作在某种程度上也受制于工业电网的供电是否正常，及时发现供电异常并附以相应的业电网的供电是否正常，及时发现供电异常并附以相应的保护措施就可以保护电机，这样既可以延长电机的使用寿保护措施就可以保护电机，这样既可以延长电机的使用寿命，同时也可以提高设备的使用率。还有，对油水井的管命，同时也可以提高设备的使用率。还有，对油水井的管理工作长期以来都是需要人参与的，这不仅加大了对人力理工作长期以来都是需要人参与的，这不仅加大了对人力资源的需求，同时也提高了油田的运行成本，如果对油

13、水资源的需求，同时也提高了油田的运行成本，如果对油水井的管理工作全部自动化，这既可以节约大量的人力资源，井的管理工作全部自动化，这既可以节约大量的人力资源，有效的降低运行成本，还可以全面提高管理工作的效率，有效的降低运行成本，还可以全面提高管理工作的效率，使油田管理工作者可以及时准确的掌握油水井的工作状态。使油田管理工作者可以及时准确的掌握油水井的工作状态。节约能耗，增加效率，这已经是油田开采过程中的重要准节约能耗，增加效率，这已经是油田开采过程中的重要准则。为了把握节能增效这一准则，甘谷驿采油厂与西安丹则。为了把握节能增效这一准则，甘谷驿采油厂与西安丹佛尔电子科技有限责任公司合作，组织人员技

14、术攻关，深佛尔电子科技有限责任公司合作，组织人员技术攻关，深入现场，开发出比较实用的入现场，开发出比较实用的DFYJ-2007DFYJ-2007型油水井多参数远型油水井多参数远程无线监控系统，该监控系统主要是通过对井口参数的实程无线监控系统，该监控系统主要是通过对井口参数的实时监测，采用轮询时监测，采用轮询-应答的通信方式，将检测到的油水井应答的通信方式，将检测到的油水井状态，通过状态，通过GSMGSM无线方式传送给采油厂实时数据监控中心，无线方式传送给采油厂实时数据监控中心，使生产管理部门能够及时掌握油水井工作状态，缩短油水使生产管理部门能够及时掌握油水井工作状态，缩短油水井故障处理时间，提

15、高油水井开井时率，增加原油产量，井故障处理时间，提高油水井开井时率，增加原油产量，提高工作效率。提高工作效率。系统设计遵循系统设计遵循“实用性、开放性、可靠性、先进性、可扩实用性、开放性、可靠性、先进性、可扩展性、易维护性展性、易维护性”的基本原则，以方便操作、可靠运行为的基本原则，以方便操作、可靠运行为实施根本；方案设计既立足于实际，便于实施，又着眼于实施根本；方案设计既立足于实际，便于实施，又着眼于未来，为发展留有余地。技术方案普遍采用近几年发展和未来，为发展留有余地。技术方案普遍采用近几年发展和改进的新技术、新设备、新系统，其所有硬件和软件均经改进的新技术、新设备、新系统，其所有硬件和软

16、件均经过生产现场考验，经验证具有先进性和可靠性。过生产现场考验，经验证具有先进性和可靠性。第一部分第一部分油水井多参数远程监控系统研究油水井多参数远程监控系统研究1项目概述项目概述1.1油水井多参数远程监控系统结构图油水井多参数远程监控系统结构图本系统包括两个部分，中控系统和终端控制设备。本系统包括两个部分，中控系统和终端控制设备。本系统包括两个部分，中控系统和终端控制设备。油井终端设备包括一台监控机箱，其内部有电路板、变压油井终端设备包括一台监控机箱，其内部有电路板、变压器、蓄电瓶、电力智能模块、固态继电器、电流互感器、器、蓄电瓶、电力智能模块、固态继电器、电流互感器、空气开关、外部接线端子

17、、空气开关、外部接线端子、12v12v供电模块、航空插座、若供电模块、航空插座、若干信号线和电源线，与油井监控机箱相连的有载荷传感器、干信号线和电源线，与油井监控机箱相连的有载荷传感器、液位传感器、接近开关、电流互感器和液位传感器、接近开关、电流互感器和380380伏电源。载荷伏电源。载荷传感器用来采集抽油机做功时的载荷，液位传感器用来采传感器用来采集抽油机做功时的载荷，液位传感器用来采集液面的高度，电流互感器用来采集电机的用电情况，接集液面的高度，电流互感器用来采集电机的用电情况，接近开关则用来控制监控机箱收集这些信号的时间频率。水近开关则用来控制监控机箱收集这些信号的时间频率。水井终端设备

18、包括一台监控机箱，其内部有电路板、变压器、井终端设备包括一台监控机箱，其内部有电路板、变压器、蓄电瓶、空气开关、外部接线端子和若干信号线。与水井蓄电瓶、空气开关、外部接线端子和若干信号线。与水井监控机箱相连的有水表和压力计。监控机箱相连的有水表和压力计。中控系统包括油井和水井两大控制模块以及报警模块。中控系统包括油井和水井两大控制模块以及报警模块。1.21.2系统各组成部分详细说明系统各组成部分详细说明系统各组成部分详细说明系统各组成部分详细说明数据监控中心数据监控中心数据监控中心数据监控中心硬件硬件 根据实际情况选用流行的个人计算机或者工控机作为服务根据实际情况选用流行的个人计算机或者工控机

19、作为服务器。器。P4 4.0GHz,512M RAM,80G P4 4.0GHz,512M RAM,80G 硬盘，硬盘，2121英寸显示器或英寸显示器或者者1919英寸英寸LCDLCD显示器，键盘、鼠标和多媒体套件，配备打显示器，键盘、鼠标和多媒体套件，配备打印机一台。印机一台。软件软件 运行软件是整个监控系统运行时的执行软件运行软件是整个监控系统运行时的执行软件,是本监控系是本监控系统的核心。根据监控系统的实际情况统的核心。根据监控系统的实际情况,要求连续运行、运要求连续运行、运行稳定、数据录取准确、界面直观友好、操作简便、实时行稳定、数据录取准确、界面直观友好、操作简便、实时性好，能在尽量

20、短的时间内反映所有被监测参量数值发生性好，能在尽量短的时间内反映所有被监测参量数值发生的变化，下面介绍其主要功能的变化，下面介绍其主要功能:数据采集功能数据采集功能 数据定时采集：能够采集各种可以通过无线通讯平台传递数据定时采集：能够采集各种可以通过无线通讯平台传递到主站的不同类型的监量参数。系统可定时巡监油水井终到主站的不同类型的监量参数。系统可定时巡监油水井终端数据，巡监周期可按功图、电流、产量和其它量分别以端数据，巡监周期可按功图、电流、产量和其它量分别以半小时为单位设置；半小时为单位设置；按需数据采集：采油厂监控中心可在任何时刻请求巡监按需数据采集：采油厂监控中心可在任何时刻请求巡监一

21、口或多口井的数据；一口或多口井的数据；添加添加/删除油水井终端，修改终端通讯参数，如地址、数删除油水井终端，修改终端通讯参数，如地址、数据监视周期等，系统可支持多种类型的终端。至少支持以据监视周期等，系统可支持多种类型的终端。至少支持以下两种：抽油井终端、水井终端下两种：抽油井终端、水井终端 。修改油水井终端参数，如各种报警限值，抽油机冲程、冲修改油水井终端参数，如各种报警限值，抽油机冲程、冲次、各传感器量程等参数；水井注入量、注入压力，并将次、各传感器量程等参数；水井注入量、注入压力，并将必要的参数下发到油水井终端；必要的参数下发到油水井终端；数据处理功能数据处理功能 事项报警处理功能：系统

22、对模拟量可分别设置报警上、下限，有效事项报警处理功能：系统对模拟量可分别设置报警上、下限，有效上、下限，当数据越限值时可生成报警记录。可定义报警的音响效果，上、下限，当数据越限值时可生成报警记录。可定义报警的音响效果，给出语音报警提示；给出语音报警提示；事件记录，系统记录所有用户操作、通讯事件和终端报警；事件记录，系统记录所有用户操作、通讯事件和终端报警；权限管理，所有系统操作均有授权控制；权限管理，所有系统操作均有授权控制；人机界面功能人机界面功能 界面循环显示：授权用户可选择油水井，使基本信息界面可自动循环界面循环显示：授权用户可选择油水井，使基本信息界面可自动循环显示，显示时间可在显示，

23、显示时间可在5 5 秒秒-30-30 秒之间以秒为单位设置；秒之间以秒为单位设置；报警发生时，可自动推出报警画面，并伴有声音或语音报警；报警发生时，可自动推出报警画面，并伴有声音或语音报警；生成生成各采集参数的时间曲线；各采集参数的时间曲线；显示示功图：功图迭加和并列对比；显示示功图：功图迭加和并列对比；计算功能：支持常用函数功能；计算功能：支持常用函数功能；储油罐历史数据综合查询及生成报表；储油罐历史数据综合查询及生成报表；遥控启遥控启/停井停井 ；报表功能报表功能 功能分类详细，可根据用户需求制定各种报表。功能分类详细，可根据用户需求制定各种报表。丰富的图表功能增强了数据的表现能力。报表上

24、既有数据丰富的图表功能增强了数据的表现能力。报表上既有数据,又可以产又可以产生曲线图生曲线图,增强数据的直观性和表现力。增强数据的直观性和表现力。报表预览功能。所有报表都可以在计算机上预览报表预览功能。所有报表都可以在计算机上预览,和实际效果完全和实际效果完全一样。这样加快了报表产生的速度、节省纸张、减小打印机的噪音污一样。这样加快了报表产生的速度、节省纸张、减小打印机的噪音污染。染。权限功能权限功能 a a系统应能对用户采用基于组的权限控制方式，对终端采用基于区域系统应能对用户采用基于组的权限控制方式，对终端采用基于区域的控制方式；的控制方式；b b系统向用户提供以下权限：系统管理、终端管理

25、、控制、浏览，能系统向用户提供以下权限：系统管理、终端管理、控制、浏览，能控制每个用户对每个终端的访问权限；控制每个用户对每个终端的访问权限；c c系统管理员负责注册（修改）新用户，并为用户分配权限；负责维系统管理员负责注册（修改）新用户，并为用户分配权限；负责维护系统级参数，包括：生产井缺省轮询周期、生产井缺省保持日期；护系统级参数，包括：生产井缺省轮询周期、生产井缺省保持日期；d d一般授权用户可以添加（修改）其管辖范围内的终端的配置参数一般授权用户可以添加（修改）其管辖范围内的终端的配置参数 。监测终端监测终端监测终端监测终端 油井终端油井终端 （具有如下功能）：（具有如下功能）：功图数

26、据采集和数据远传功图数据采集和数据远传 井口压力、温度测量井口压力、温度测量 油罐液位储量监测油罐液位储量监测 电参数标准测量值电参数标准测量值 平均相电压：平均相电压：UA,UB,UC UA,UB,UC 平均相电流：平均相电流：IA,IB,IC,IA,IB,IC,累计用电量累计用电量 控制项目控制项目 电机过流、缺相自动停机保电机过流、缺相自动停机保护控制护控制 抽油机间抽自动控制抽油机间抽自动控制 水井终端水井终端 （具有如下功能）：（具有如下功能）：井口流量、压力、温度检测井口流量、压力、温度检测 注水量适时自动调节注水量适时自动调节 累计流量检测累计流量检测 注水过压报警注水过压报警

27、现场仪表现场仪表 主机：主机：测量功图数据测量功图数据(载荷和角位移载荷和角位移)测量井口储油罐液位储量测量井口储油罐液位储量 测量水井井口压力、温度及瞬时流测量水井井口压力、温度及瞬时流量和累计流量量和累计流量 实现注水量自动调节实现注水量自动调节 测量三相测量三相(或三路或三路)电压、三相电压、三相(或或三路三路)电流、累计单井用电量电流、累计单井用电量 具有三相异步电动机多种保护功能：具有三相异步电动机多种保护功能：过流、欠压及缺相过流、欠压及缺相 4 4路开关量隔离输出，作为启动、路开关量隔离输出，作为启动、停止、告警停止、告警 贴片安装，无外部总线，较高的贴片安装，无外部总线，较高的

28、EMCEMC性能性能 防潮、防尘、防腐三防处理防潮、防尘、防腐三防处理 工作温度：工作温度：-40-40-85-85 测试数据自动压缩，所有数据一条短信即可，包括：测试数据自动压缩，所有数据一条短信即可，包括：载荷：我们采用自主研发的载荷：我们采用自主研发的DFZ-120DFZ-120型载荷传感器，量程：型载荷传感器，量程：0 120KN 0 120KN 精度精度 1%1%。位置传感器：位置传感器特点是便宜，安装方便，可靠性位置传感器：位置传感器特点是便宜，安装方便，可靠性高。我们的系统和软件可以保证位置传感器安装在任何位高。我们的系统和软件可以保证位置传感器安装在任何位置，只要能够在游梁式抽

29、油机每个冲次周期内给出一个脉置，只要能够在游梁式抽油机每个冲次周期内给出一个脉冲信号就可以了。冲信号就可以了。液位变送器：液位变送器选用高精度超声波液位变送器，液位变送器：液位变送器选用高精度超声波液位变送器，具有全天候运行的特点，分辨率小于具有全天候运行的特点，分辨率小于1mm1mm。电流互感器：电流互感器是小型的电流互感器：电流互感器是小型的150A/100A/50A:5A 150A/100A/50A:5A 或或者者150A/100A/50A:1A150A/100A/50A:1A的标准电流互感器，精度的标准电流互感器，精度 1%1%；电磁流量计：耐压电磁流量计：耐压25Mpa25Mpa精度

30、精度0.5%0.5%高压电磁阀：耐压高压电磁阀：耐压 1-21Mpa 1-21Mpa 压力变送器：量程压力变送器：量程 25Mpa 25Mpa 精度精度0.5%0.5%通讯系统通讯系统系统采用HD31A智能手机模块作为无线通信平台,该模块只要移动网络信号覆盖的地区都可以进行数字传输,和语音传输,短信传输三大功能,不受地理环境的限制。充分利用中国移动的900/1800MHz双频网络，保证了系统接通率更高，信号质量更好，并且无网络维护费用，降低了使用成本。2项目开发的过程项目开发的过程2.12.1前期开发前期开发前期开发前期开发 自行研制载荷传感器，冲程检测开关，自行研制载荷传感器，冲程检测开关，

31、订购超声液位变送器，德国的电源检监控制模订购超声液位变送器，德国的电源检监控制模块，国产水阀，工控机，手机模块，还有各种线块，国产水阀，工控机，手机模块，还有各种线材。材。上位机软件和下位机软件的编写，电路板的制作，上位机软件和下位机软件的编写，电路板的制作，监控机箱的设计。监控机箱的设计。组装所有硬件设备，进行初步调试，检查各个硬组装所有硬件设备，进行初步调试，检查各个硬件之间的兼容性。件之间的兼容性。2.22.2中期开发中期开发中期开发中期开发 为达到界面友好容易操作，对上位机软件进行如下修改和完善：为达到界面友好容易操作，对上位机软件进行如下修改和完善：1 1、对上位机软件进行了一次较大

32、的整改，分离单井的显示和操作，、对上位机软件进行了一次较大的整改，分离单井的显示和操作，主界面只保留所有单井的实时刷新记录。主界面只保留所有单井的实时刷新记录。2 2、对分离出的单井显示界面做了较充分的完善。除个别常规显示的、对分离出的单井显示界面做了较充分的完善。除个别常规显示的数据，如测试时间，日产液量外，其余的三个电流和电压，电量和液数据，如测试时间，日产液量外，其余的三个电流和电压，电量和液位均用比较直观的数码管控件显示，尤其在液位的显示方面，程序还位均用比较直观的数码管控件显示，尤其在液位的显示方面，程序还提供一个虚拟油罐，它可以将油罐现场的实际情况虚拟的显示出来，提供一个虚拟油罐，

33、它可以将油罐现场的实际情况虚拟的显示出来，更加直观形象的说明了当前液位的变化情况。更加直观形象的说明了当前液位的变化情况。3 3、功图显示方面也做了较大的完善，起用了全新的功图显示算法。、功图显示方面也做了较大的完善，起用了全新的功图显示算法。4 4、系统中添加了数据压缩算法，每条短信的通讯数据量显著增加，、系统中添加了数据压缩算法，每条短信的通讯数据量显著增加，尤其突出在功图显示上，图形更加形象直观。尤其突出在功图显示上，图形更加形象直观。5 5、增加了报警模块。该模块允许对报警值的上下限进行设置，主要、增加了报警模块。该模块允许对报警值的上下限进行设置，主要针对三个电流和三个电压的监测，对

34、油罐液位的监测。针对三个电流和三个电压的监测，对油罐液位的监测。6 6、在油井单元稳定运行的情况下，添加了水井单元。水井单元可控、在油井单元稳定运行的情况下，添加了水井单元。水井单元可控制水阀的开度，可以收集水井的各种信息，如水表读数、瞬时流量、制水阀的开度，可以收集水井的各种信息，如水表读数、瞬时流量、注水压力等；可计算出日注入量、月注入量和年注入量。注水压力等；可计算出日注入量、月注入量和年注入量。7 7、正式组装系统，调试软件和硬件。、正式组装系统，调试软件和硬件。2.32.3后期开发及试验过程后期开发及试验过程后期开发及试验过程后期开发及试验过程采油厂现场测试及应用。采油厂现场测试及应

35、用。本次测试采用的是对油水井同时监控的办法，一本次测试采用的是对油水井同时监控的办法，一共有六口油井和四口水井。共有六口油井和四口水井。测试地点为甘谷驿采油厂麻科义东山。测试地点为甘谷驿采油厂麻科义东山。监测油井井号为：丛监测油井井号为：丛2-62-6井、井、T81T81井、丛井、丛1-1-7(8100-3)7(8100-3)井、井、80998099井、井、8158-18158-1井、丛井、丛51-651-6井。井。测试水井井号为：唐测试水井井号为：唐81-581-5井、唐井、唐81-881-8井、丛井、丛27-127-1井、丛井、丛3434井。井。油井油井油井安装图（图1）监控机箱被安装在抽

36、油机侧面。将为监控机箱配备的支架埋入地中，深度为50到60公分左右，或将监控机箱固定在支架上。载荷传感器、液位传感器、接近开关和电源线全部连接好后，将线体埋入土中，以防线体裸露而被损坏。油井监控机箱内部图（图2）每口油井配备载荷传感器一个，液位变送器一个，冲程检测装置一只，每口油井配备载荷传感器一个，液位变送器一个，冲程检测装置一只，监控机箱一台，如图监控机箱一台，如图1 1所示。所示。来自电源的来自电源的380380伏三相电首先通过系统电源进线口进入监控机箱的空伏三相电首先通过系统电源进线口进入监控机箱的空气开关，再由空气开关经互感器转至固态继电器，最后从固态继电器气开关，再由空气开关经互感

37、器转至固态继电器，最后从固态继电器连接至电机。固态继电器主要是用来在接收到控制命令的情况下导通连接至电机。固态继电器主要是用来在接收到控制命令的情况下导通和断开对电机的供电。这样以来，我们就可以根据需要对抽油机进行和断开对电机的供电。这样以来，我们就可以根据需要对抽油机进行启动和停止操作。启动和停止操作。固态继电器与电路控制单元的固态继电器与电路控制单元的MCtrMCtr和和VDDVDD引脚相连接。这两个引脚分引脚相连接。这两个引脚分别为固态继电器提供信号和电流。其中别为固态继电器提供信号和电流。其中VDDVDD引脚为继电器提供引脚为继电器提供3.6v3.6v的的工作用电，并且也为电路控制单元

38、提供工作电源。工作用电，并且也为电路控制单元提供工作电源。从固态继电器的进线端引三根线进电力智能模块，由电力智能模块测从固态继电器的进线端引三根线进电力智能模块，由电力智能模块测量三个电流和三个电压以及累计电量的值。将电力智能模块的两根数量三个电流和三个电压以及累计电量的值。将电力智能模块的两根数据线连接到电路控制单元的据线连接到电路控制单元的485B485B和和485A485A引脚上，用于使电力智能模引脚上，用于使电力智能模块检测到的数据传输到电路控制单元中。电力智能模块由块检测到的数据传输到电路控制单元中。电力智能模块由12v12v供电模供电模块供电，而块供电，而12v12v供电模块则连接

39、至电路控制模块的供电模块则连接至电路控制模块的25v25v和和gndgnd引脚。引脚。同时，从固态继电器的进线端再引三根线，并且将任意两根合并连接至变压同时，从固态继电器的进线端再引三根线，并且将任意两根合并连接至变压器的初级，由变压器的次级输出器的初级，由变压器的次级输出1818伏的交流电，并传输到电路控制单元的伏的交流电，并传输到电路控制单元的s s和和n n引脚，经过电路控制单元的处理为各个部件供电。引脚，经过电路控制单元的处理为各个部件供电。将电路控制单元的将电路控制单元的batbat和和gndgnd引脚连接至蓄电瓶的正负极，为蓄电瓶提供引脚连接至蓄电瓶的正负极，为蓄电瓶提供14.5v

40、14.5v的恒流恒压电流。的恒流恒压电流。GSM GSM通讯模块安装在监控机箱内部的顶部，由电路控制单元的通讯模块安装在监控机箱内部的顶部，由电路控制单元的+12v+12v引脚为引脚为其提供正常的工作用电。并且通过与电路控制单元的其提供正常的工作用电。并且通过与电路控制单元的232R232R引脚和引脚和232T232T引脚相引脚相连，实现数据传输。连，实现数据传输。液位变送器与电路控制单元的液位变送器与电路控制单元的YWINYWIN引脚和引脚和c12vc12v引脚相连。引脚相连。YWINYWIN引脚接收液引脚接收液位变送器传来的信号，位变送器传来的信号，c12vc12v引脚为其提供正常的工作用

41、电。引脚为其提供正常的工作用电。载荷传感器与电路控制单元的载荷传感器与电路控制单元的ZHINZHIN引脚和引脚和VCCVCC引脚相连，将信号通过引脚相连，将信号通过ZHINZHIN引脚传输给电路控制单元，并由引脚传输给电路控制单元，并由VCCVCC引脚为其提供引脚为其提供9v9v工作用电。工作用电。接近开关与电路控制单元的接近开关与电路控制单元的CHCHCHCH引脚和引脚和VCCVCC引脚相连，将信号通过引脚相连，将信号通过CHCHCHCH引引脚传输给电路控制单元，并由脚传输给电路控制单元，并由VCCVCC引脚为其提供引脚为其提供9v9v工作用电。工作用电。载荷传感器、液位传感器和接近开关的信

42、号线全部通过外部接线端子与电路载荷传感器、液位传感器和接近开关的信号线全部通过外部接线端子与电路控制单元连接。其中，载荷传感器、液位传感器和接近开关的信号线需要分控制单元连接。其中，载荷传感器、液位传感器和接近开关的信号线需要分别经由别经由4 4芯、芯、5 5芯和芯和3 3芯航空插座连接至外部接线端子。芯航空插座连接至外部接线端子。如图如图1 1所示，载荷传感器安装在抽油杆上端，被夹在两个固定夹之间，所示，载荷传感器安装在抽油杆上端，被夹在两个固定夹之间，承受抽油机工作时所产生的强大拉力。抽油机的抽油杆上下一个冲程承受抽油机工作时所产生的强大拉力。抽油机的抽油杆上下一个冲程为一个周期，在这个周

43、期中载荷传感器会采集抽油机的载荷，得到抽为一个周期，在这个周期中载荷传感器会采集抽油机的载荷，得到抽油机的做功情况，并将这一周期采集到的载荷传输给电路控制单元。油机的做功情况，并将这一周期采集到的载荷传输给电路控制单元。液位传感器被安装在油罐抽油口的正上方，它通过记数发出和接收超液位传感器被安装在油罐抽油口的正上方，它通过记数发出和接收超声波的时间差来计算出当前液面到液位传感器的距离，再通过量出油声波的时间差来计算出当前液面到液位传感器的距离，再通过量出油罐的长宽高，就可以进一步得到当前油罐中的储油量。接近开关被安罐的长宽高，就可以进一步得到当前油罐中的储油量。接近开关被安装在抽油机支架的顶角

44、处，使得抽油机在工作时每上下一个周期都可装在抽油机支架的顶角处，使得抽油机在工作时每上下一个周期都可以接触到接近开关两次，从而使之导通两次。电路控制单元会定期采以接触到接近开关两次，从而使之导通两次。电路控制单元会定期采集一次载荷传感器、液位传感器和电力智能模块传输来的数据，它会集一次载荷传感器、液位传感器和电力智能模块传输来的数据，它会在准备采集数据的初期等待接近开关第一次被抽油机的接触，并以此在准备采集数据的初期等待接近开关第一次被抽油机的接触，并以此为起点，一旦电路控制单元接收到接近开关被导通的信号，便开始采为起点，一旦电路控制单元接收到接近开关被导通的信号，便开始采集数据，直到接收接近

45、开关被第二次导通的信号为止，一个抽油机工集数据，直到接收接近开关被第二次导通的信号为止，一个抽油机工作周期结束，电路控制单元的一次数据采集也结束。作周期结束，电路控制单元的一次数据采集也结束。电路控制单元被设置为周期性采集数据的工作方式，对采集到的数电路控制单元被设置为周期性采集数据的工作方式，对采集到的数据进行保存，期限为两个工作日，之后其内部的数据就被刷新掉。如据进行保存，期限为两个工作日，之后其内部的数据就被刷新掉。如果想要得到这些被保存的数据，可以通过两种方式得到。一种为通讯果想要得到这些被保存的数据，可以通过两种方式得到。一种为通讯方式，即由监控系统通过发送命令再由监控机箱返回数据的

46、无线通讯方式，即由监控系统通过发送命令再由监控机箱返回数据的无线通讯方式；另一种为现场方式，即通过串口线将装有监控系统的计算机与方式；另一种为现场方式，即通过串口线将装有监控系统的计算机与电路控制模块直接连接读数据的有线方式。电路控制模块直接连接读数据的有线方式。油井监测试过程中发现的新问题和遇到的困难油井监测试过程中发现的新问题和遇到的困难油井监测试过程中发现的新问题和遇到的困难油井监测试过程中发现的新问题和遇到的困难 六口油井在全部安装完毕后进行了首次试运行测试，反六口油井在全部安装完毕后进行了首次试运行测试，反映出的问题现说明如下：映出的问题现说明如下：1 1、油罐液位异常。油罐液位值是

47、由液位传感器获得的、油罐液位异常。油罐液位值是由液位传感器获得的液面到传感器之间的距离值，被油罐高减去后得到的，如液面到传感器之间的距离值，被油罐高减去后得到的，如果液位异常，只有可能是液位传感器采集的数据异常造成果液位异常，只有可能是液位传感器采集的数据异常造成的。我们将出现异常的液位传感器进行一次全面调试，结的。我们将出现异常的液位传感器进行一次全面调试，结果未发现任何问题，可就是采集回来的数据异常。后来我果未发现任何问题，可就是采集回来的数据异常。后来我们将固定液位传感器的铁架进行了一下调整，使得液位传们将固定液位传感器的铁架进行了一下调整，使得液位传感器与支架的间距扩大，同时旋开了一点

48、固定液位传感器感器与支架的间距扩大，同时旋开了一点固定液位传感器的螺母，使得液位传感器在支架上处于微松动状态，这回的螺母，使得液位传感器在支架上处于微松动状态，这回液位传感器采集回的数据全部正常。由此我们得出的结论液位传感器采集回的数据全部正常。由此我们得出的结论是，由于液位传感器的灵敏度较高，与周围的物体需保持是，由于液位传感器的灵敏度较高，与周围的物体需保持一定距离，并使变送器呈自由竖直状态。一定距离，并使变送器呈自由竖直状态。2 2、巡检和临检的返回失败。对油井的巡检和临检出现不同程度的通、巡检和临检的返回失败。对油井的巡检和临检出现不同程度的通讯失败现象，表现为监控系统中定义的讯失败现

49、象，表现为监控系统中定义的 命令响应超时命令响应超时 和和 模块发模块发送失败送失败。出现问题后我们用串口调试软件对串口和通讯模块进行了。出现问题后我们用串口调试软件对串口和通讯模块进行了调试，结果发现问题出在串口通讯线，更换了新的通讯线后巡检和临调试，结果发现问题出在串口通讯线，更换了新的通讯线后巡检和临检全部正常。但是没过多久，系统再次出现巡检和临检的返回失败问检全部正常。但是没过多久，系统再次出现巡检和临检的返回失败问题，我们照旧先对串口和通讯模块进行了检查，结果为正常；其次由题，我们照旧先对串口和通讯模块进行了检查，结果为正常；其次由对程序进行全面详细的检查，结果一样正常；最后对硬件的

50、各个连接对程序进行全面详细的检查，结果一样正常；最后对硬件的各个连接进行了检查，结果依然正常。后来我们发现，当把通讯模块从工控机进行了检查，结果依然正常。后来我们发现，当把通讯模块从工控机中拿出后，通讯全部正常，无任何问题；当把通讯模块重新装回工控中拿出后，通讯全部正常，无任何问题；当把通讯模块重新装回工控机中后，通讯问题开始出现。由此我们得出的结论是，由于工控机机机中后，通讯问题开始出现。由此我们得出的结论是，由于工控机机箱的铁皮太厚，对通讯模块造成了一定的影响，从而使得通讯出现问箱的铁皮太厚，对通讯模块造成了一定的影响，从而使得通讯出现问题。我们就此问题准备对通讯模块重新安装，避免再次出现