一、概述：
 
隨著油田工業(yè)的發(fā)展以及現(xiàn)代工業(yè)自動化水平的提高，實現(xiàn)采油井自動化監(jiān)控已是采油井科學管理
的必然趨勢，如何進行投資少、見效快的技術改造是整個石油行業(yè)非常關心的問題。目前“中石化”也 正在著手制定有關油井監(jiān)控的行業(yè)標準，這一點已經(jīng)能夠說明我國石油行業(yè)已經(jīng)相當重視：利用現(xiàn)代先進科學技術提高生產(chǎn)率、最大限度的提高產(chǎn)量，從而為油田行業(yè)創(chuàng)造更加豐厚的利潤。 
  油田采油廠特點是：采油點分布廣、數(shù)量多、流動性強、交通不便、通訊狀況不好，二級采礦單位
對采油機的維護及檢修都要投入相當大的人力、物力，這樣會給采礦單位造成很多不必要的浪費。 
  上海頤通電子科技有限公司依靠強大的技術優(yōu)勢，在軟件、硬件等方面運用先進的技術手段幫助油
田行業(yè)實現(xiàn)采油井的自動化智能監(jiān)控。這套系統(tǒng)可以將現(xiàn)場采油機與運行工作狀況有關的數(shù)據(jù)通過多種通訊方案傳送到采礦部門的控制中心，這樣采礦部門職工可以在中心控制室的系統(tǒng)監(jiān)控界面上看到關于油井運行的相關數(shù)據(jù)參數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)可以判斷每一臺采油機的工作狀況，及時發(fā)現(xiàn)隱患，最大限度的縮小故障給油田帶來的損失。 
 

二、油井監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)
采油機作為油田采油的工具，雖然有不同的型號種類，但其原理大同小異，其分布廣而且散、數(shù)量
多的特點是我國幾乎所有的油田行業(yè)所共有的，如何實現(xiàn)采油機的監(jiān)控是很重要的，實現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控關鍵在于解決通訊通道的問題，利用中國移動的GPRS的資源優(yōu)勢和特點，將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集終端數(shù)據(jù)，通訊無線GPRS網(wǎng)絡傳送到中心主站，進行實時分析處理，因為采用無線通訊方式大大節(jié)省了線路及敷設成本投入。 
  中心主站可安裝于采礦部門的調度室，有關人員通過計算機局域網(wǎng)可非常方便地實時查看各臺采油 
機的運行參數(shù)，客戶計算機還可與服務器聯(lián)網(wǎng)，各數(shù)據(jù)資源可共享，廠領導、有關科室亦可及時了解采油機的運行情況，為有效控制采油機運行，提高采油產(chǎn)量提供可靠的科學決策依據(jù)。
  采油廠基于GPRS技術的油井監(jiān)控系統(tǒng)，通過在現(xiàn)場采油機上安裝前端采集設備（即，一次儀表前
端信號采集設備）、終端控制設備（即，數(shù)據(jù)處理控制器）和GPRS適配器（即，GPRS無線接入設備），組成現(xiàn)場終端監(jiān)控單元（Terminal Control Unit）；這樣，現(xiàn)場采集的油井參數(shù)經(jīng)過控制器處理后，可以實時地經(jīng)由GPRS無線網(wǎng)絡和的 Internet存入企業(yè)網(wǎng)（LAN）內部服務工作站。采用移動工作站訪問系統(tǒng)服務站Client/Server方式，極大地方便油田采油隊工作站和采油廠企業(yè)網(wǎng)內部的工作員，實時了解現(xiàn)場采油井的工作狀態(tài)，并及時控制處理各油井、設備運行情況。
如左圖1所示：油井監(jiān)控系統(tǒng)圖 

 
 
  對于采油大隊的工作人員，可以在油田采油隊工作站的計算機上實時操作和遠程監(jiān)控油井狀況和采油機運行情況。而且，采油廠的人員還可以隨身攜帶有無線通訊功能的筆記本電腦，在任何場所通過無線網(wǎng)和數(shù)據(jù)交互中心進行數(shù)據(jù)交換，現(xiàn)場查看和分析各種可能油井、 采油機實際狀況。實現(xiàn)移動監(jiān)控和各項遠程服務功能。基于GPRS技術的油井監(jiān)控系統(tǒng)解決方案的系統(tǒng)結構圖如右： 
  圖2采油廠油井監(jiān)控系統(tǒng)整體方案結構圖

 
  油井監(jiān)控系統(tǒng)從網(wǎng)絡結構框架角度而言，主要由前端采集設備、終端控制設備、局域網(wǎng)數(shù)據(jù)服務服
務器監(jiān)控中心和已建成的GPRS網(wǎng)絡四部分構成。 
  從整個系統(tǒng)的技術實現(xiàn)環(huán)節(jié)，可以劃分為以下幾個方面： 
  ·前端采集設備的信號采集和驅動終端控制； 
·終端控制設備的設計和采集信號、數(shù)據(jù)處理；
·終端控制設備和GPRS適配器的通信；
·現(xiàn)場終端監(jiān)控單元無線接入、通訊過程控制和網(wǎng)絡安全； 
  ·移動工作站（膝上型計算機）的無線接入和業(yè)務功能開發(fā)； 
  ·系統(tǒng)服務工作站（數(shù)據(jù)交互中心）的軟件開發(fā)。 

三、系統(tǒng)功能：
1、技術目標：通過實施油井監(jiān)控服務系統(tǒng)工程，將使工程系統(tǒng)實現(xiàn)如下技術目標：
·實現(xiàn)抽油井運行狀況的實時在線檢測、異常報警，以及抽油機實時（歷史）運行工況的數(shù)據(jù)存儲
和分析 ； 
  ·實現(xiàn)GPRS數(shù)據(jù)傳輸通訊技術，通過中國移動的GPRS通訊服務系統(tǒng)，實現(xiàn)將數(shù)據(jù)傳送到Internet
  ·實現(xiàn)移動業(yè)務服務功能，能移動辦公，盡最大可能提高客戶的設備維護、維修、提高產(chǎn)油量。 
  ·能實現(xiàn)軟件的Web發(fā)布，可以用網(wǎng)絡瀏覽器來通過客戶機程序訪問數(shù)據(jù)。
  ·軟件的功能簡單、實用、方便、能反映出客戶提出的需要。
2、主要功能
 2.1、電機控制功能
 多種方式來控制電機運行以達到節(jié)能的目的：
 
  ·通過測量電機功率及用電量、電流、電壓等參數(shù)可及時發(fā)現(xiàn)電機是否工作在最理想的節(jié)能狀態(tài)。 
  ·采用目前先進的變頻調速技術，此項技術目前已經(jīng)在一些油田行業(yè)中采油機上使用，如果能夠采 
用可以節(jié)能30%以上，但是變頻器造價略高，因為被控電機功率相對較大，一般在37~55kw之間。
  ·電機的星形/三角形轉換方式，即在電機抽油時三角形接法，回程時星形接法，根據(jù)上、下沖程
不同階段來控制電機做功，達到節(jié)能。
  ·可以遠程控制電機的工作情況，這是目前所有其它公司的軟件都沒有功能，其內容有：可調速、
控制電機起、停。
   2.2、監(jiān)控單元采集的參數(shù)介紹
  ·溫度/壓力一體化傳感器：檢測輸油管內，油的溫度、壓力。將溫度、壓力傳感器集成于一體，
方便安裝、接線，外形美觀。 
   溫度：0～100oC?? 精度誤差不高于1％ ， 壓力：0.1~1Mpa?? 精度誤差不高于1％ 
  ·載荷傳感器檢測 ：用于檢測抽油機的拉桿力量，也是采油機的一個重要的參數(shù)，傳感器為油田
行業(yè)專用，采用全封焊的結構，DIN電氣接頭聯(lián)接形式，有效保證抽油井的全天候監(jiān)測工作，完全放水 防潮。 載荷：0～300KN?? 精度誤差不高于1％ 
  ·電流傳感器檢測：用于檢測采油機的電機電流。電流：0～100A/4~20mA?? 精度誤差不高于1％ 
  ·電壓傳感器檢測：用于檢測電機的供電電壓 ；電壓：0～500V/4~20mA?? 精度誤差不高于1％ 
  ·位移傳感器：檢測采油機的拉桿的沖程，?精度誤差不高于1％ 
  ·防偷盜（油、設備等）的紅外傳感：用于檢測采油機周圍人員情況，可以分時段監(jiān)控報警。監(jiān)控
終端將信號送往中心主站，通過增加這個功能可以在夜間無人值班的時候發(fā)現(xiàn)有外來人員偷油。 感應 半徑1米(直徑2米)范圍的人體，提供報警節(jié)點1對常開、1對常閉， 
   2.3、數(shù)據(jù)采集要求
  自動巡測：
 
  ·單次式（Single）巡測周期：30分鐘/次；
  ·低頻率式（Period）巡測周期：2小時/次；
  ·高頻率式（Load-Displacement）巡測周期：6小時/次； 
  手動巡測：由操作員直接選擇、發(fā)送指令，隨時監(jiān)測和控制指定的抽油井實時運行工況和檢查歷
史工況（例如2.6節(jié)實時監(jiān)測， 2.7節(jié)歷史監(jiān)測）。 
  高頻數(shù)據(jù)采集：示功圖的載荷-位移，采集頻率為0.5～80點/秒，并計算沖程、沖次（采集頻率
在2.5節(jié)中終端設備管理中設置），提高對沖程的采集次數(shù)，以計算出最大數(shù)值，推算出位移的大小。 
  低頻數(shù)據(jù)采集：全參數(shù)報表、分析圖，采集頻率為0.5～20點/秒。（采集頻率在2.5節(jié)終端設備
管理中設置）。 
   2.4、終端設備管理
  系統(tǒng)提供油井信息管理功能，對油井名稱、地址、編號及所安裝的SIM卡的編號進行管理，同時提
供信息的添加、刪除功能。 系統(tǒng)同時提供終端設備管理功能，可設置報警間隔、采集頻率、電壓\電
流\載荷\溫度\位移等監(jiān)測數(shù)據(jù)的上下限值等。 
   2.5、實時監(jiān)測及打印功能
  系統(tǒng)實時采集油井重要參數(shù)，并以直觀的數(shù)據(jù)圖形曲線、報表等方式顯示，支持打印功能，提供給
 
用戶友好的操作界面。主要監(jiān)測參數(shù)有： 
  A、示功圖的載荷、位移——Load-Displacement圖形； 
  B、油的壓力、溫度，——采用一體化傳感器； 
  C、電機的單相電壓、單相最大電流、單相最小電流；
  D、集油站管道入口油溫度、管道出口油溫度。
  E、油管道主干線上的多個點處的油壓；