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基于4G DTU 抽油機遠程監測系統


一、項目背景

    隨著無線通信技術的不斷提高,利用移動運營商提供的無線網絡實現抽油機的遠程監控是抽油機監控系統現代化的一個重要發展方向。由于4G網絡的通信技術已經成熟,覆蓋面廣,利用4G無線通信方式來實現抽油機參數的實時采集,無疑是對現有資源的最大利用。4G是采用分組數據傳輸的核心網的增強。他可高效利用現有的無線電頻譜,而且用戶獲得的接入寬帶比通用標準連接獲得的帶寬更大。4G無線網絡是使用最廣的能夠解決移動通信與IP結合的技術方案,他可以充分利用GSM網絡,使運營商在GSM全國范圍內推出移動分組數據業務。4G的推出即是推動移動通信網上數據業務發展的重要環節,也為抽油機遠程監控系統提供了一個優秀的數據傳輸方式和工作平臺.

   目前油田地面開采設備主要是游梁式抽油機。抽油機遠程監控系統是根據油田自動化,全天候管理的要求和需要而設計開發的高科技產品。其利用基于4G網絡通信技術和網絡微處理器技術相結合的方法,解決抽油機的各種工作參數的遠程傳輸問題,實現實時報警、實時數據采集和實時負荷監測的功能。其意義在于:通過監視抽 油機的運行狀況,發生故障或異常運行時,迅速報警,及時恢復正常抽吸,減少停機時間,保證抽油機的安全運行;制止和打擊不法分子的盜竊行為,為油田生產任務的全面完成提供可靠的保證。

 

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二、系統設計

2.1 現場采集模塊

本系統采集對于三相電參數的采集利用智能三相電參數采集模塊,該模塊是一種智能型三相電參數數據綜合采集模塊;三表法準確測量三相三線制或三相四線制交流電路中的三相電流、三相電壓(真有效值)、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、正反向有功電度、正反向無功電度等參數,并帶2路開關量輸入及2路開關量輸出(1路可設置為參數上下限報警輸出)。 其輸入為三相電壓(0~500V),三相電流(0~ 1000A);輸出為RS485或者RS232接口的數字信號, 支持的通信協議有3種:(ASCII碼)兼容通訊協議、十六進制LC204協議、MODBUS2RTU協議。

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三、系統的功能:

(1)報警功能:把各種報警信息(停機、越限、非法開 啟井口房等)發送到監控中心。

(2)接受監控中心發送的各種指令并產生控制動作(如遠程控制抽油機開機、遠程控制抽油機關機、子站系統 遠程復位)。

(3)數據采集功能:采集各種油井參數(如三相電流、 電壓、示功圖等),參數可由用戶選擇。

(4)接受監控中心設置的工作參數及報警參數。

(5)定時發送油井工作數據到監控中心。

(6)接受主站數據提取。

無線數據傳輸網絡 

整個無線數據傳輸網絡包括數據終端設備和4G網絡,數據終端設備又包括現場的與采集模塊相連的 4G通信模塊和監控中心的帶有Modem的計算機數據 終端設備(DTU)。

(1)4G通信模塊 4G模塊在本系統中起著至關重要的作用,通過4G網絡將數據準確實時地傳輸到監控中心計算機。

(2)監控中心

DTU 監控中心計算機可通過無線Modem或有線方式撥號上網,計算機登錄網絡后通過ISP服務商綁定一個固定的 IP地址,這臺計算機作為整個監控網絡系統的服務器。 現場的4G傳輸模塊的服務器IP地址和通信端口號經過配置與服務器形成一個專用的內部局域網。一旦需要采集數據,服務器端只需要發送相應的指令給相應的采集模塊,采集模塊收到命令后做出應答,返回所需數據,然后依據采集模塊的協議將各參數解析出來。

 四、系統拓撲圖(參考)

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五、結 

國內外采用最廣的抽油機械是抽油機與抽油泵組成的有桿抽油系統。在生產中此種系統引起的事故逐漸增多,輕者造成抽油機損壞,重者將導致抽油機事故引起的原油泄漏事故。這不但降低了油田生產運行的安全可靠性,而且可能給企業造成重大經濟損失。因此開發抽油機在線監控系統,對抽油機 及油井的各種狀態參數進行實時監測,實現運行參數遠傳和網上共享,發現故障及時報警提供了新的有效方式,使得技術人員處理故障的速度得到了顯著提高,最大程度地減少了經濟損失,這具有重要的現實意義。同時,由于抽油機在全國的用量十分龐大,因此本系統的研究與設計具有廣闊的應用前景。 

 


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