油田生产无线实时监控e-SCADA系统

油田生产无线实时监控e-SCADA系统

[2006-7-1 10:01:25] 关键字：视频通信0视频会议0视频监控0

摘要：通过建立油田生产无线实时监控e-SCADA系统，使油田已建或在建信息网络向井口扩展，实现油井数据的实时传送和信息网络的无缝链接，逐步形成油田生产管理与监控一体化的信息网络，将成为油田井网监控和生产调度管理的整体解决方案。……

一、国内石油开采行业现状

上世纪九十年代中后期掀起的信息浪潮，极大地推动了人类社会各行各业技术革新的迅

猛发展。随着石油科技的发展，石油工业正在向智能化和信息化过渡，“企业e化”、“管控

一体化”已成为实现“降本增效，提高管理水平”这一油田改革目标中的一个重要课题。

与发达国家相比我国石油开采技术水平还有一定差距，目前我国的采油井95%以上是机采，大多数数据采集依靠人工完成，虽然一定程度上已建立了石油管理局一级的MES（或MIS）管理信息系统，但油井现场的数据还不能实现无缝上传，无法实现高效的采油调度管理。

通过建立油田生产无线实时监控e-SCADA系统，使油田已建或在建信息网络向井口扩展，实现油井数据的实时传送和信息网络的无缝链接，逐步形成油田生产管理与监控一体化的信

息网络，将成为油田井网监控和生产调度管理的整体解决方案。

二、项目开展背景

上世纪末推出的新一代基于PC机的控制技术（PC-Based Control）和高速以太网通讯技

术（10M、100M、千兆以太网标准）的高度融合，为工控领域各行业提供了全新的自控解决方案。特别是美国Entivity公司推出的Think & Do控制技术以及基于2.4G自由频段（ISM）的高速无线以太网产品的成熟应用，为油田井网监控系统的实现提供了基础。

Think & Do是基于PC控制技术的工控软件，通过10Base以太网络（有线和无线）与现场控制单元RTU进行高速数据交换，通讯速率高达10Mbps，从而可实现监控数据的实时采集和控制，以太网通讯符合TCP/IP协议并遵从IEC-61850标准，单个Think & Do系统构成独立运行的局域网（LAN）。建立采油小队中控室Think & Do工作站、各油井/计量站/配水间Opti Logic RTU及Macromate无线以太网络构成的油田井网监控系统，能实现高达50ms的数据刷新速率，从而可实现油田井/站现场数据真正意义上的实时监控，使调度管理能及时了解油田生产的工况，及时采取措施避免不测事故的发生，进一步提高采油工艺的管理水平和效率。这是本项目开展的背景和前瞻性目标。

三、项目需求

3.1 抽油井井口需求

共有抽油井若干口，以后视实际需求还可扩展。要求达到以下功能：

o自动监测抽油机工作电压、电流，实现过压、欠压、过流、欠流、缺相的自动保护；

o实时监测井口油压、套压、温度；

o实时或定时测取地面示功图，实现负荷越限的自动保护；

o实时或定时测取凡尔漏失图、电流图；

o实现就地手动和远程遥控抽油机的启停；

o实现抽油机间抽控制。

3.2 计量站需求

计量站若干个，以后视实际需求可扩展。要求达到以下功能：

o实现自动倒井、自动计量；

o实时监测分离器液位、压力和温度，实现液位、压力越限的自动保护；

o实时监测集油管汇的压力、温度。

3.3 中控室需求

设中控室1座，可实现控制全部油井。

要求达到以下功能：

o实时显示远程现场RTU的测控信息；

o实时下达各种测控指令；

o建立数据库存储现场数据；

o以图形、表格的形式整理现场数据，并提供Web访问链接。

四、网络需求

4.1 以太网通讯需求

抽油井井口数据采用无线方式传递给中控室，计量站数据采用有线方式传递给中控室。

4.2 局域网需求

中控室局域网应留有与厂部计算机网络或更高一级网络的联接接口，以备数据实现更大范围内的共享。

五、系统特点

5.1 开发简单,全系统I/O透明

Think & Do软件工艺流程式的编程语言、标签名定义变量（中英文）的方式和集成的开发、调试环境，不仅简单易学、可读性强，而且可同时由一组人并行开发而不致混乱，从而大大提高了系统开发、调试的效率。

5.2 灵活的仿真功能

在不联接到实际物理I/O控制器的情况下，主机的运行就是一种仿真。通过跟踪调试仿真技术可以让操作人员熟悉系统并快速掌握规定的管理、维护及操作动作，同时支持在线仿真调试、远程修改等功能，为系统的运行维护提供了强有力手段，简便、快捷而有效。

5.3 强大的诊断分析功能

在联网工作过程中，一旦有故障或不希望发生的条件出现时，可以自动在屏幕上产生诊断文件，提示如何出错、如何处理故障的方法等。

5.4 系统扩展方便

Think & Do软件强大的功能支持，使系统的扩展和改造非常方便。系统建设可边运行、边扩展，分阶段、分步骤、有计划地进行；系统应用程序的升级可脱机进行，只须简单地复制流程图和HMI人机界面并稍作修改，调试也很方便；运行系统的升级交割仅需几秒钟时间，即快速又简便，从而大大提高了系统扩展的能力。

5.5 数据共享

提供电话线路拨号接入Internet，可实时浏览访问现场监控数据、再现现场监控画面，以及时了

解生产现场工况，提高生产管理的水平。

5.6 网络协议单一、开放

系统建立在高速以太网的基础上，支持单一的网络TCP/IP 协议标准。实时监控采用简单IPX协议构成局域网（LAN），与TCP/IP 协议完全兼容；系统本身又可接入Internet支持外部的TCP/IP拨号访问，从而在更高层面上构成开放的网络协议结构。

5.7 实时监控功能

o实时采集各种监控数据（包括电力状况参数、井口温度、油压、套压、负荷、光杆位

移，

o分离器液位、压力、温度，集油管汇压力、温度等）；

o实时测取示功图、凡尔漏失图、电流图；

o实时检测和控制各种现场设备的运行状态；

o自动诊断和分析各类故障、越限、非法闯入、柜门警等并予以报警指示；

o记录各种事件的日志信息；

o点检有关设备如继电器、接触器等使用寿命并予警示。