原油輸送多功能無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

摘 要：近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)油田事業(yè)也取得了巨大的進(jìn)步，尤其是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛運(yùn)用，不僅實(shí)現(xiàn)了油田生產(chǎn)的現(xiàn)代化，同時(shí)也極大的提高了原油運(yùn)輸?shù)男剩诖龠M(jìn)油田事業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮了巨大的作用。無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)前油田企業(yè)中一種有效的通訊設(shè)備，其能夠?qū)崿F(xiàn)油田生產(chǎn)的全程監(jiān)控，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，并且據(jù)此判斷油田生產(chǎn)的實(shí)際情況。本文就針對(duì)原油輸送系統(tǒng)中無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用的相關(guān)問題進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討。

關(guān)鍵詞：原油輸送；無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)；石油生產(chǎn)

保證原油生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性是油田企業(yè)生產(chǎn)一線的管理核心，而當(dāng)前在油田生產(chǎn)管理中存在著不同程度的危險(xiǎn)隱患，如：油田生產(chǎn)過程中對(duì)于輸油管線和油井的巡視方面存在著一定的失控現(xiàn)象；原油價(jià)格的飛速上漲使得油田生產(chǎn)管線被破壞、油品被盜的現(xiàn)象日益嚴(yán)重；對(duì)于油田生產(chǎn)的油、氣、水等介質(zhì)的輸送情況以及成本控制情況無法有效的控制，等等。這些問題的存在，都說明了無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)成為了一種必然的趨勢(shì)，只有充分運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)，才能夠保證油田生產(chǎn)的安全性與持續(xù)性。

1 無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的原理

1.1 分布式安裝設(shè)計(jì)

油井的分布在通常情況下都較為分散，由不同的井口采出的原油需要通過不同的管道進(jìn)入到計(jì)量站中，最終匯集到一起，通過計(jì)量站向外輸送到各個(gè)聯(lián)合站。如果其中的某個(gè)油井由于外界因素的影響而導(dǎo)致其發(fā)生管道泄漏，就會(huì)導(dǎo)致管道的壓力受到影響，這時(shí)整個(gè)計(jì)量站內(nèi)的管道壓力也會(huì)隨之受到影響而產(chǎn)生原油逆流，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為了有效的避免原油倒流現(xiàn)象的產(chǎn)生，通常可以在管道上安裝一個(gè)專用的閥門，如果其中的某個(gè)油井內(nèi)管線發(fā)生泄漏，就可以利用回止閥門對(duì)其進(jìn)行關(guān)閉，這樣便便不會(huì)由于一個(gè)單井內(nèi)管線的原因而導(dǎo)致整個(gè)計(jì)量站內(nèi)相關(guān)聯(lián)的油井產(chǎn)生損失。而無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)就與回止閥門進(jìn)行有效的配合，對(duì)管道的溫度和壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)試，這樣便能夠有效的保證管道運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>

1.2 系統(tǒng)分析方法

在一般情況下，從油井中采出的原油都具有較高的含水量，而水溫正是決定輸油管道溫度的一個(gè)主要因素，所以當(dāng)油井處于正常的工作狀態(tài)時(shí)，其自身的管道溫度不會(huì)產(chǎn)生較大的變化而且壓力也相對(duì)較為穩(wěn)定。但是，如果輸油管道發(fā)生泄漏，管道內(nèi)的原油流出的同時(shí)會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)的溫度和壓力都產(chǎn)生下降，由于油井中產(chǎn)生的原油中含有的水分有著不同的比例，這時(shí)就容易由于原油中含水量的變化而對(duì)管道溫度產(chǎn)生一定的影響。在不同的油井中會(huì)產(chǎn)生不同的管道溫度和壓力，如果這些數(shù)據(jù)發(fā)生劇烈變化，則會(huì)對(duì)原油的流動(dòng)產(chǎn)生重要的影響。基于此，無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)便能夠根據(jù)該原理對(duì)輸油管道的溫度、壓力變化情況進(jìn)行檢測(cè)與分析，保證其安全性。

2 無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)的組成

無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)主要由隊(duì)部服務(wù)器、計(jì)量站數(shù)據(jù)采集處理器和管道無線數(shù)據(jù)采集傳感器組成。隊(duì)部服務(wù)器主要是通過一臺(tái)PC機(jī)與遠(yuǎn)距離無線傳輸單元來實(shí)現(xiàn)，其主要是負(fù)責(zé)計(jì)量站與不同的油井之間信號(hào)和信息的傳遞，并且通過對(duì)信息的處理實(shí)現(xiàn)有效的管理。計(jì)量站數(shù)據(jù)采集處理器是無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，其主要是通過近距離無線傳輸模塊來實(shí)現(xiàn)對(duì)無線傳感器的組織與管理，并且對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和整理，通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)和管道參數(shù)的設(shè)置，能夠在管道發(fā)生異常時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，這樣便能夠保證油井的安全性。管道無線數(shù)據(jù)采集傳感器是該系統(tǒng)的最底層，由于石油生產(chǎn)的環(huán)境較為惡劣，而且布線的難度也較大，所以運(yùn)用無線方式來實(shí)現(xiàn)信息的傳遞是必然和必須的，所以，需要運(yùn)用無線數(shù)據(jù)采集傳感器實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。

2.2 傳輸網(wǎng)絡(luò)形式及方式

兩層無線通信網(wǎng)絡(luò)：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于管道無線數(shù)據(jù)采集傳感器和計(jì)量站之間的短距離、低功耗、低速率的數(shù)據(jù)傳輸；無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)用于計(jì)量站數(shù)據(jù)采集處理器和隊(duì)部服務(wù)器之間的大功率、遠(yuǎn)距離（10～15 km）數(shù)據(jù)傳輸。三級(jí)設(shè)備利用兩層網(wǎng)絡(luò)協(xié)同實(shí)現(xiàn)輸油管道溫度壓力參數(shù)的檢測(cè)和故障分析報(bào)警。

2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

第一，當(dāng)設(shè)備受到人為損壞或者是設(shè)備自身出現(xiàn)故障而造成油井停產(chǎn)時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警提示信息；第二，當(dāng)管線受到破壞，如穿孔、打洞盜油等問題時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警提示；第三，當(dāng)線路發(fā)生堵塞時(shí)會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信息；第四，實(shí)現(xiàn)對(duì)油井生產(chǎn)的持續(xù)監(jiān)控，對(duì)于油井生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的異常情況發(fā)出報(bào)警；第五，在監(jiān)控點(diǎn)與控制終端設(shè)備之間運(yùn)用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)信息的即時(shí)傳遞。

3 無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用效果

某石油企業(yè)將無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用到原油生產(chǎn)中，在人工成本和企業(yè)運(yùn)行成本方面都實(shí)現(xiàn)了大幅度的降低，同時(shí)在防止原油被盜等方面的危險(xiǎn)隱患的排除方面，也取得了顯著的效果。無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，在幫助石油企業(yè)生產(chǎn)和管理方面實(shí)現(xiàn)對(duì)油井工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的同時(shí)，也通過油井生產(chǎn)狀態(tài)的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)形成的曲線為管理者提供了更為全面的信息，以此實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)更好的優(yōu)化和維護(hù)。另外，在無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中使用的溫度和壓力傳感器，能夠有效的解決以往溫度和壓力檢測(cè)精度較低而且速度較慢的問題，使得油井生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控更加有效，促進(jìn)油田生產(chǎn)持續(xù)、安全的進(jìn)行。

4 結(jié)束語

無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等特點(diǎn)，因此其受到了廣泛的應(yīng)用。在油田原油運(yùn)輸系統(tǒng)中運(yùn)用無線監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)近距離無線組網(wǎng)通訊與遠(yuǎn)程無線公頻通信的方式，同時(shí)也能夠根據(jù)不同的壓力數(shù)據(jù)和溫度信息的變化來對(duì)油井的生產(chǎn)情況和原油的輸送情況做出及時(shí)的判斷，并且將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的上傳與共享，極大的提高了油井的生產(chǎn)效率，有利于促進(jìn)我國(guó)油田事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

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