油田抽油机运行状态远程监测系统研制

论文摘要

随着石油产量的逐步下降以及国际石油价格的不断攀升,降低采油成本越来越被石油企业所重视。而构成采油成本的主要因素包括用电消耗和主要采油设备(抽油机)的采购和维护成本,因此对抽油机运行状态的跟踪监测成为石油企业的一个迫切任务。当前大部分油田采用人工巡查的方式,速度慢、错误多,大大降低了抽油机的运行管理效率,无法满足现代油田企业经营理念的要求。本文在分析当前国内外各种油田监测系统的基础上,结合大庆油田采油五厂的实际情况,研制了一种新型监测系统。该系统采用油田局域网与433MHz工业无线技术相结合的方案,能够实现油田抽油机运行状态的实时远程监测和故障报警,完全取代了人工巡查,大大提高了工作效率,且实施成本较低。根据通用信息帧结构和抽油机运行电参数传输的特点,设计了抽油机运行数据传输帧结构以及传输信息量,为利用传输差错控制策略提供了停等时间计算依据。根据系统特点,采用了主站轮询式信道接入技术,通过分析信道可能遇到的各种失效影响因素,并有针对性地利用备份路由算法、传输差错控制等策略,增强了系统的鲁棒性。为实现抽油机运行状态监测功能,设计了抽油机运行状态远程监测系统,该系统由两大主要部分组成: 1)抽油机运行电参数的采集发送子系统,包括抗干扰电源、通信电路以及电参数读取与发送程序等部分;2)监测管理子系统,包括电参数传输信道失效控制程序和电参数请求程序。二者分别完成抽油机运行电参数的采集与发送和报告抽油机运行状态的功能。为了判断抽油机运行状态,提出了抽油机工作电参数比较分析法等。文章最后对主站路由自主发现算法进行了探索,提出了局部完备搜索的路由发现思想,给出了具体算法,实现了传输路径的快速发现。所研制的抽油机运行状态远程监测系统通过在大庆油田五厂杏南十三中转站采油区的实际运行,实现了25台抽油运行状态实时监测报警的功能,为该监测系统能够在油田监测领域的进一步应用奠定了基础。实验表明,该系统是油田监测向大规模数字化方向发展的良好解决方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究的目的及意义
• 1.3 抽油机运行状态远程监测系统国内外研究现状
• 1.4 现有研究方案比较
• 1.5 本文监测系统研制方案
• 1.6 主要研究内容
• 第2章 抽油机运行电参数可靠传输技术研究
• 2.1 概述
• 2.2 抽油机运行电参数传输帧结构
• 2.3 抽油机运行监测节点信道接入方式
• 2.4 抽油机运行电参数传输信道失效影响因素
• 2.5 抽油机运行电参数传输信道失效控制
• 2.5.1 抽油机运行电参数传输中继节点失效控制
• 2.5.2 抽油机运行电参数传输差错控制
• 2.6 本章小结
• 第3章 抽油机运行状态远程监测系统设计
• 3.1 抽油机远程监测系统划分
• 3.2 抽油机运行电参数采集发送子系统
• 3.2.1 抽油机运行电参数采集发送子系统方案
• 3.2.2 抽油机运行电参数采集硬件系统
• 3.2.3 抽油机运行电参数采集软件系统
• 3.3 无线系统与以太网络连接方式
• 3.4 监测管理子系统
• 3.4.1 监测管理子系统总体分析
• 3.4.2 子系统支撑数据库创建
• 3.4.3 抽油机运行电参数比较分析方法
• 3.4.4 远程通信及信道失效控制策略执行算法
• 3.4.5 监测管理子系统人机交互界面
• 3.5 本章小结
• 第4章 抽油机运行状态远程监测系统组网与应用
• 4.1 监测节点的网络接入
• 4.1.1 终端服务器的以太网接入
• 4.1.2 监测节点的网络接入
• 4.2 监测系统的现场应用
• 4.3 主站路由发现算法
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢