油井状态参数监测系统设计

油井状态参数监测系统设计

尹洪石

（大港油田信息中心）

摘要

本文就油井参数监测系统的设计进行了探讨和研究。该设计基于 ATMEL公司生产的应用广泛的AT89C51 单片机，并利用它设计了油井监测系统的硬件和软件的功能。数字化和自动化技术在现代油井监测系统中的使用将是未来油井监测系统的发展方向，它对油井生产具有重要的作用和意义。

关键词：油井监测；检测硬件；监控软件

ABSTRACT

In this paper, parameter monitoring wells on the system design of the study and research .hould design a machine of applied extensive AT89C51 that produces according to the ATMEL company, and make use of the function of the hardware and software that it designs the oil well to monitor the system. The numeral turns and automates the technique in the modern oil well monitor system of usage will is an oil well to monitor the development direction of the system in the future, it produce to have the important function and meanings to the oil well.

Key words：The oil well monitor; Examine the hardware; Supervise and control the software;

引言

油田油井大多都分布在各采油场，油井工作状况的监测和控制，一般的油井大多为油井巡视员或维修工定期巡回检查，随着油井现代化管理水平的不断提高，早期的巡视员方式已逐渐被油井无人值守监测系统替代。油井监测系统是数字化、集成化、自动化的基于单片机、传感器、显示设备以及现代通信网络的生产实时控制平台。它的应用能够改善油井工作人员的效率，降低油井企业成本，提升企业管理水平，精确收集油井参数，为油井的安全高效工作提供保障。本课题主要任务为依据油井生产的实际状况，采用单片机、传感器、显示器以及其他芯片组建硬件部分完成系统得功能设计，在计算机系统上加载相关软件实现对系统运行的监控管理，利用现代通信网络传输监测所得油井实际运行时的各类有效参数，最终在设计出油井监测系统得整体方案。

第一章简介

1.1 油井参数监测简介

目前，整个采油也依然依靠庞大的机械设备和众多的人力，但是数字化技术正在不断地应用于油田油井的生产与管理中，先进的数字化油井采油技术日益受到广泛重视。利用数字化技术，当油井的钻探和产油工作开始时，地下的传感器可以通过通信网络将油井的流量、电压、温度、出油压力等数据源源不断的传递给遥远的监测中心，在公司办公室的工程师或者科学家收到这些数据，进行研究分析和判断之后，就能够向油田的一线技术工作人员发出各种指令，及时调整和处理油井中的问题和故障，从而实现设备的顺利运转以及提高产量。

油井远程测控终端（RTU/SCAFA）可以极大地提高生产运行管理的安全性能和可靠程度，减少不必要的人工浪费和提高数据的准确性，提高生产效率，通过生产过程的集中控制和管理还可以极大地提高企业整体效率地竞争能力，提高预测突发事件地能力和紧急情况下地反应能力，带来潜在地社会和经济效益。

1.2油井监测的特点

使用现代化电子设备对抽油机进行远程监控对于及时、准确、全面地掌握石油生产情况，进行科学决策有着十分重要的意义。

(1) 可降低工人劳动强度，提高生产率

(2) 便于及时掌握生产情况，利于科学管理

(3) 便于采集生产数据，利于科学决策

(4) 便于及时发现问题，提高工作效率

第二章监测系统设计

2.1监测系统总体设计

本油井监测系统采用性能优越的ATMEL公司的AT89C51单片机作为核心部件结合主机（服务器）、监测软件、键盘与显示、无线通讯、传感器组及前端处理模块等构成。数据采集模块主要由传感器和模拟/数字信号转换等组成。传感器采集到数据经过必要处理应用现代移动通信手段传递到监测控制主机。包含这个所谓现代通信手段的部分为该监测系统的通信网络部分，它利用覆盖面广泛的移动通信技术GSM或者GPRS将采油井数据实时的传送到监测控制部分。监测控制部分负责处理和储存所有油井的实时数据，并且向油井一线工作人员发出有关执行的指令。监测控制部分的信息来源于硬件设计的监测数据采集部分。通过本系统工作人员只需要在监测控制部分即可获得远处的油井现场工作参数信息，而不必再亲自到各个油井巡查了，避免了资源的浪费和提高了抽油机运转效率。

2.2监测系统功能简介

根据油井的实际情况以及设计要求，监测系统应该具有以下功能：

1. 数据采集处理功能

系统具有自动监测、记录采油设备上的电压、温度、压力、流量等数据，且进行必要处理能力。

2. 数据共享功能

所测数据以及采油井设备的工作状态可以传输到局域网上，实现管理部门的共享。

3. 报警功能

根据设定参数和监测软件，可以系统对每口油井的所测数据实现监测，如果所测数据超过了设定范围，可以进行实时报警。

4. 显示输出功能

系统设有显示输出功能，可以将现场的数据通过显示器显示出来，供用户实时查看和监视。

5. 权限设置功能

权限设置分为操作员、管理员、系统总管理员三种，并利用用户名和用户密码加以限制和设定。

2.3监测系统总体框图

具体框图如下2.3所示