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    第一章 前言
 
    由于油田所在地理位置往往具有特殊的環(huán)境，并且受到客觀條件的限制，因而實(shí)現(xiàn)油田之間的通信首要問題就是要克服地理環(huán)境所帶來(lái)的限制，架設(shè)一個(gè)龐大的通信系統(tǒng)是一個(gè)費(fèi)時(shí)耗資金的過(guò)程，地形的起伏不平導(dǎo)致鋪設(shè)電纜后不宜傳導(dǎo)，同時(shí)電纜穿過(guò)煉油廠可能是潛在的危險(xiǎn)。所有的這些客觀條件都使得在油田中搭建GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)成為一種必然趨勢(shì)。目前，全國(guó)許多大油田都已經(jīng)在使用這類無(wú)線技術(shù)，為油田的生產(chǎn)和管理提供了很大的便利，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
 
    在廣袤的大型油田中，總中心距各分中心往往較遠(yuǎn),及時(shí)通信這一環(huán)節(jié)往往成為制約油田生產(chǎn)效率的主要因素，如果架設(shè)專門的線路，成本過(guò)高，利用GPRS無(wú)線通信技術(shù)，總中心可以實(shí)時(shí)了解各分中心運(yùn)作情況,隨時(shí)給出技術(shù)指導(dǎo)意見，而且無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架設(shè)簡(jiǎn)單,成本更加低廉。

    第二章 系統(tǒng)概述 

    油田管理中心與周圍油井分布較近的小型油田，采用集中管理方式。在各油井加入監(jiān)控設(shè)備，可以在管理中心對(duì)整個(gè)油田運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、圖像抓拍監(jiān)控,并可和報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，一旦有人闖入油田，系統(tǒng)將進(jìn)行圖像自動(dòng)抓拍，監(jiān)控中心產(chǎn)生報(bào)警聯(lián)動(dòng)，我們的工作人員立刻可以出動(dòng)進(jìn)行阻止，保證整個(gè)油田安全的同時(shí)為相關(guān)部門提供第一時(shí)間的資料，從而有效的打擊非法破壞設(shè)施的不法分子，保護(hù)國(guó)有資產(chǎn)的流失。

    整套系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、井隊(duì)監(jiān)控工作站、現(xiàn)場(chǎng)采集端等組成。

    監(jiān)控中心是整個(gè)系統(tǒng)的總控制中心。 

    井隊(duì)監(jiān)控工作站實(shí)現(xiàn)對(duì)劃定井場(chǎng)的監(jiān)控管理。單位是否建立井隊(duì)監(jiān)控工作站是可選的，如果建立井隊(duì)監(jiān)控工作站，其結(jié)構(gòu)也可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

    監(jiān)控中心與監(jiān)控工作站之間可通過(guò)Internet或局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。 

    現(xiàn)場(chǎng)采集端包括：現(xiàn)場(chǎng)儀表、監(jiān)控?cái)z像頭、GPRS傳輸終端三部分，現(xiàn)場(chǎng)儀表采集流量、壓力等各類數(shù)據(jù)，監(jiān)控?cái)z像頭實(shí)時(shí)抓拍井場(chǎng)監(jiān)控圖片，GPRS傳輸終端與監(jiān)控中心之間通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。

    系統(tǒng)方案圖如下所示：  

    第三章 系統(tǒng)功能

    1、 實(shí)時(shí)監(jiān)視、實(shí)時(shí)記錄：監(jiān)控中心能全天候地對(duì)采油作業(yè)區(qū)進(jìn)行全程監(jiān)視，當(dāng)盜、搶原油事件發(fā)生時(shí)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程告警，能實(shí)時(shí)記錄過(guò)程狀況，可以為事后偵破提供可靠的證據(jù)。

    2、 遠(yuǎn)程指導(dǎo)：監(jiān)控中心能對(duì)施工及設(shè)備維修人員進(jìn)行遠(yuǎn)程操作指導(dǎo)。

    3、 遠(yuǎn)程告警：當(dāng)油井原油泄露時(shí)，在監(jiān)控中心能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程告警。

    4、 設(shè)備工作狀態(tài)檢測(cè)：如果發(fā)生抽油機(jī)工作過(guò)程中突然停機(jī)或抽油機(jī)關(guān)閉狀態(tài)時(shí)突然啟動(dòng)，監(jiān)控中心都要能提供實(shí)時(shí)檢測(cè)，并聲光報(bào)警，還可以增加語(yǔ)音告警和雙向語(yǔ)音通話。

    5、 監(jiān)控圖像數(shù)字化存儲(chǔ)：采油站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視圖像經(jīng)數(shù)字化壓縮后存入SD卡，并可以日期、時(shí)間、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)名稱為檢索關(guān)鍵字能隨時(shí)進(jìn)行查詢。

    6、 系統(tǒng)功能完善：監(jiān)控中心能隨時(shí)掌握監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的情況，能檢查各個(gè)重點(diǎn)部位的安全狀態(tài)，能及時(shí)處理突發(fā)事件，并自動(dòng)進(jìn)行錄像，錄像資料要方便查詢。

    第四章 系統(tǒng)架構(gòu) 

    監(jiān)控中心 

    監(jiān)控中心是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，它通過(guò)移動(dòng)APN專線接入，與各井隊(duì)監(jiān)控工作站、GPRS傳輸終端進(jìn)行通訊。 

    監(jiān)控中心可以監(jiān)控本系統(tǒng)中所有井場(chǎng)的任何現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和圖像，可以控制各監(jiān)控工作站的權(quán)限等。監(jiān)控中心提供整個(gè)系統(tǒng)唯一對(duì)外的通信接口（通信服務(wù)器），GPRS接入網(wǎng)關(guān)等。

    它是一個(gè)由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、通訊服務(wù)器等組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在本系統(tǒng)內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享、遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)、系統(tǒng)增容、系統(tǒng)備份等功能。

    1）數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為Windows 2003，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL SERVER 2000，使通訊服務(wù)器、監(jiān)控工作站等通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)各自管理的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集中存儲(chǔ)管理。對(duì)數(shù)據(jù)的集中管理不僅提高系統(tǒng)的安全性，而且也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。

    2）通訊服務(wù)器：通訊服務(wù)器是監(jiān)控工作站和GPRS傳輸終端通訊的中介，監(jiān)控終端的命令通過(guò)它向指定的GPRS傳輸終端發(fā)送，而GPRS傳輸終端返回的信息通過(guò)通訊服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)相應(yīng)的監(jiān)控終端。 

    井隊(duì)監(jiān)控工作站 

    井隊(duì)監(jiān)控工作站是系統(tǒng)的接收和處理數(shù)據(jù)信息的工作終端，負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)中出現(xiàn)的緊急情況。與通信服務(wù)器通過(guò)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，每臺(tái)終端負(fù)責(zé)處理各自管理范圍內(nèi)的井場(chǎng)。

    其主要功能如下：

    數(shù)據(jù)監(jiān)控：能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控井場(chǎng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)。 

    圖像抓拍：可向需要抓拍的攝像頭發(fā)送抓拍、停止命令等。 

    數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：對(duì)所有數(shù)據(jù)指標(biāo)和圖像進(jìn)行保存。 

    對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理：包括配置、性能、安全、故障、計(jì)費(fèi)等。對(duì)系統(tǒng)所有時(shí)間有詳細(xì)記錄，對(duì)重要數(shù)據(jù)有備份機(jī)制。
GPRS傳輸終端 

    該終端是整套系統(tǒng)完整運(yùn)轉(zhuǎn)的重要環(huán)節(jié)，它擔(dān)負(fù)著和監(jiān)控中心的信息交互以及和監(jiān)控工作站的信令交互等重要工作。
 
    LZ713系列GPRS傳輸終端是藍(lán)斯通信公司成功研制開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)高科技產(chǎn)品。該產(chǎn)品嚴(yán)格按照ISO9001和工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造要求進(jìn)行生產(chǎn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。該終端結(jié)合了GSM/GPRS/CDMA/3G等通信技術(shù)，采用工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，具有通信以及強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和圖像編解碼能力，安裝方便，可廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)監(jiān)控調(diào)度領(lǐng)域。

    主要性能指標(biāo)：

    工作電壓：9V－63V 

    主機(jī)靜態(tài)工作電流：<=100mA（電壓12V） 

    主機(jī)最大工作電流：<=500mA（電壓12V） 

    存儲(chǔ)溫度：－40～＋85℃ 

    工作溫度：－30～＋85℃ 

    現(xiàn)場(chǎng)儀表 

    本項(xiàng)目在每個(gè)井場(chǎng)有3個(gè)數(shù)字儀表的9個(gè)采集量/命令（7個(gè)采集量2個(gè)開關(guān)井命令）需要采集到數(shù)據(jù)中心。對(duì)于每個(gè)數(shù)字量采集要按周期實(shí)時(shí)傳遞到數(shù)據(jù)中心。分別為壓力表、壓力閥、流量計(jì)。都采用485接口。對(duì)應(yīng)的采集量/命令分別為：

    壓力表：油壓、套壓（2個(gè)采集量） 

    壓力閥：當(dāng)前開/關(guān)狀態(tài)、開閥命令、關(guān)閥命令 （1個(gè)采集量2個(gè)命令） 

    流量計(jì)：累計(jì)流量、瞬時(shí)流量、回壓壓力、溫度（4個(gè)采集量） 

    監(jiān)控?cái)z像頭 

    每個(gè)采集井場(chǎng)一個(gè)固定的攝像頭把現(xiàn)場(chǎng)井臺(tái)的圖像按照周期通過(guò)GPRS通道傳遞到數(shù)據(jù)中心。 

    現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)紅外攝像頭等設(shè)備對(duì)井場(chǎng)10米*12米的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效的入侵檢測(cè)報(bào)警。檢測(cè)范圍為上下和左右的整個(gè)扇面。無(wú)檢測(cè)死角。檢測(cè)到入侵后，可以緊急抓拍到圖片并傳送到服務(wù)器。

    第五章 系統(tǒng)效益

    降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率 

    傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，工作量大而繁重，費(fèi)用高，特別在雨雪天氣，有些井無(wú)法采集，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，采用遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)采集只需室內(nèi)進(jìn)行，大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)可減少冗余人員，利于降本增效。

    便于及時(shí)掌握生產(chǎn)情況，利于科學(xué)管理 

    傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，通常以人工的方式用報(bào)表反映采油情況，難以及時(shí)、準(zhǔn)確、全面直觀、高效、連續(xù)地反映生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。實(shí)現(xiàn)油井的遠(yuǎn)程監(jiān)控，管理人員在辦公室或各個(gè)測(cè)點(diǎn)上就可以直觀地看到井場(chǎng)任何設(shè)備的工作情況，甚至于現(xiàn)場(chǎng)的圖像資料。隨著無(wú)線通訊網(wǎng)的發(fā)展，各級(jí)管理部門可隨時(shí)掌握一線的生產(chǎn)情況，真正做到運(yùn)籌帷幄之中，決勝千里之外。

    便于采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利于科學(xué)決策 

    人工采集數(shù)據(jù)，每口井一般每天只測(cè)一次工作參數(shù)，為了診斷井下工作情況，一般每口井一到兩周要停機(jī)測(cè)試一次井下功圖及液面，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于數(shù)據(jù)量小，很難做數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控可快速測(cè)試并長(zhǎng)期保存大量工作數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)進(jìn)行科學(xué)的生產(chǎn)分析，為決策提供可靠論據(jù)。

    便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提高工作效率 

    可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)油井停電、不正常停機(jī)、油管泄漏、凡爾泄漏、液面過(guò)低、配重不平衡等情況，從而有效地防止設(shè)備損壞，減少停機(jī)時(shí)間。抽油機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，油井的機(jī)電設(shè)備難免會(huì)出現(xiàn)一些不正常情況，如缺相、井下受卡等，有些情況如能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，就可以減少或避免油井故障，減少經(jīng)濟(jì)損失。