油井远程自动化监控系统设计

2018-03-16郏伯瀚

时代农机 2018年4期

郏伯瀚

（中国石油西北销售长沙分公司，湖南长沙 410000）

1 油井远程自动化监控系统设计原则

（1）实用性。油井远程自动化监控系统设计，要具有实用性，能够涵盖油井全部生产范围，对油井设备的生产使用情况做出实时监测。所传输得到的监测数据结果可以与油井使用现状保持一致。随着信息自动化技术不断发展进步，油井生产所使用的设备也在不断更新，对此在远程自动化监控中需要与油井设备同样做出创新优化，确保监控系统在油田生产任务进行时，能够发挥切实有效的监管作用，可以为技术人员开展油田设备维护提供有力的参照数据。避免出现监控系统过于智能或者过于落后，而导致现场使用操作缺乏便捷性的问题，先进程度与当前油田生产设备相匹配，同时也要具有更新优化的空间。在硬件先进程度上要考虑未来几年内油田设备的发展方向，从而降低自动化监控系统更新维护的成本投入。

（2）安全性。其次是油井自动化监控系统设计中的安全性原则，油田生产设备使用环境大部分为户外，监控系统现场设备安装中也需要在户外进行，长时间处于暴晒或者雨水侵蚀状态中，自动化监控设备要具有一定的安全防护能力。可以最大程度确保自身设备运行使用安全性。由于自动化监控系统构建中投入大量资源与资金，如果频繁损坏将会影响到油井远程自动化监控任务实现，更会造成投入资金的增长，安全性原则是各项设计任务开展中首先需要考虑的。安全性不仅体现在硬件组织中更包括自动化监控系统的软件程序运行，远程监控需要借助网络来传输信息，网络环境中又潜藏着大量风险，需要在系统构建设计时完善防火墙，即使在网络风险环境中，也能确保远程自动化监控系统信息传输可以安全顺利的进行。高效安全使用状态中，构建自动化远程监控系统，还要考虑在成本上是否符合系统使用标准，避免系统功能过于强大而造成部分资源闲置。

（3）易维护。自动化监控系统由硬件设备与软件程序两部分组成，这两方面都应该体现出一维护的原则。油田生产设备，对远程监控需求较大长时间使用中难以避免远程监控系统出现故障以及隐患，本着易维护的原则对系统进行设计，即使使用中出现风险异常也能通过这种方法来快速恢复。恢复远程自动化监控系统的正常功能，通过构建初始化数据库实现，一旦软件程序在使用中产生故障，通过初始化恢复可以确保程序系统达到正常标准。自动化监控系统构建中要将学习能力引入其中，系统基于网络环境下可以自动下载补丁，对网络环境中的病毒隐患进行隔离。自动学习功能还能够准确地捕捉油井现场设备使用数据信息，在对信息数据对接传输时也能自动选择高效信道，避免数据信息在传输速度上因此受到影响。

2 油井远程自动化监测系统功能设计

（1）数据采集。数据采集系统设计，可以借助遥感技术来实现。由于油井生产现场占地面积较大，与监控机房距离较远，应用电缆技术来传输数据信息，时间延误以及改用误差上均不能达到安全水标准。在油井现场建立完善的遥感监控系统，随着数据产生，现场探测器将所感应得到的数据传输到雷达中转中心，并由中转中心快速完成数据的对接输入以及输出。按照数据采集的标准将其传输到自动化监控总控制中心，技术人员在控制中心中可以通过程序指令输出随，任意的启动并切换任意的数据接收端口，删除或者添加所监控的油田设备终端，从而更精准的捕捉终端各项使用参数。构建数据采集系统软件框架中，引入报警功能，一旦所得到的终端参数数值与额定标准不匹配将会发出警报。

（2）数据处理。远程监控系统采集得到的数据，控制中心并不能直接运算，需要将其处理成为计算机控制系统中能够识别的形式。数据处理是针对模拟量所开展的，根据能监控系统分析运算能力对模拟量做出划分，记录油井设备运行中所发生的突发情况。为确保数据处理资源能够切实有效的运用，通常在系统构建中会设置出信息导通运算时间，周期分别为10分钟、30分钟以及60分钟，根据所设定的管理周期，现场技术人员会时时操控记录数据分析处理后得到的最终结果。数据处理模块构建中要考虑网络故障对其造成的影响，网络环境中存在很多不确定风险因素，一旦发生故障信息传输将因此中断。框架构建中去除冗余硬件组织，从而提升数据处理中硬件与软件的配合速度，更高效地完成数据实时对接，满足通讯任务对信息传导的需求。

（3）人机界面。人机交互中技术人员所面对的操作界面符合日常维护习惯。该界面具有循环功能，可以循环显示出远程监控设备对油井现场的实时数据探测结果，循环时间以及显示时间设定在30s之内。人机互换同样需要借助遥感测绘地图来完成，明确油井现场各个电气设备的分布情况，与智能化自动监控系统相结合，了解设备导通状况，一旦发生故障也将会自动做出断电指示避免设备继续使用造成损坏。人机交互界面中对于历史数据的记录，可帮助技术人员随时查看一段时间内油井设备使用安全性，通过历史数据之间的对比也能判断出当前油井设备所出运行状态是否正常。人机交互框架设计，需要建立油井现场自动化监控中不同功能区域划分层次，以功能为基础构建出对应数据库。这样在油井设备使用中数据库也能发挥监管作用，远程自动化监控系统所得到的数据可以与额定参数进行实时对比，从而判断自动化监控程序使用状况以及所监测区域内的安全隐患问题。

（4）系统维护。系统维护则是针对油井远程自动化监测所得结果开展的维修任务，日常使用中油井设备部分机械组件可能会出现损耗，一旦损耗超出所规定，安全范围将会威胁到油井安全生产使用。系统维护需要根据终端所得到的远程自动监测结果，判断现场设备发生的故障类型以及具体所在区域，远程自动化监控系统与智能控制相结合，能够实现故障自动报警，确保使用中系统安全性不会因此受到影响。技术人员参照的终端数据，结果开展油井硬件设备维护也能从维护技术优化角度，更好地完成技术控制监管。系统使用中所存在的安全隐患，通过远程自动监控程序构建，可以以一种控制中心能够识别的信息模式传输，从而进入到更稳定的程序框架中。

（5）结果上报。对最终远程自动监控系统所得到的数据进行实时上报，上报后的数据需要形成油井监控数据库，技术人员会定期对数据进行全面总结，判断油井使用中容易发生故障的区域。并进行定向强化从而降低故障隐患，结果上报在程序设计中，是与循环数据库模式实现的，可以通过一项数据分析后所得结果在数据库中二次提取，从而生成新的数据库，并根据不同采集传输时间在数据库中做出顺序分层，避免使用中出现时间顺序错乱，影响到技术人员最终判断。上报结果要确保安全性，精准安全的数据结果才能够自动保存，并在远程自动化监控系统中发挥参照对比的作用。技术方法对比应用中，还需要确定最符合设备生产规律的类型，确保数据资源能够发挥最大效果。市面上有很多油井控制器,国内外自主开发的控制器不下几十种,多采用单片机技术集成,功能大同小异,但用户选型的时候一定要考虑到安装环境和天气等因素。国内的控制器在开发过程中多价格因素,所选的传感器大多为配套产品,接收的信号很多不是标准信号,这点一定要注意!许多产品编程方式、通讯协议都不开放,与其他系统的兼容性较差,容易出现厂家不提供备件或支持会使系统全面瘫痪的风险。在天气寒冷、风沙大的户外使用建议考虑国外的产品,但有一点提出注意:国外的产品由于设备编程方式完全开放,支持编程及二次开发以满足用户的任何控制要求,但同时对系统集成商的技术能力也有更高的要求。