一、项目背景

    随着无线通信技术的不断提高,利用移动运营商提供的无线网络实现抽油机的远程监控是抽油机监控系统现代化的一个重要发展方向。由于４Ｇ网络的通信技术已经成熟,覆盖面广,利用４Ｇ无线通信方式来实现抽油机参数的实时采集,无疑是对现有资源的最大利用。４Ｇ是采用分组数据传输的核心网的增强。他可高效利用现有的无线电频谱,而且用户获得的接入宽带比通用标准连接获得的带宽更大。４Ｇ无线网络是使用最广的能够解决移动通信与IP结合的技术方案,他可以充分利用GSM网络,使运营商在GSM全国范围内推出移动分组数据业务。４Ｇ的推出即是推动移动通信网上数据业务发展的重要环节,也为抽油机远程监控系统提供了一个优秀的数据传输方式和工作平台.

   目前油田地面开采设备主要是游梁式抽油机。抽油机远程监控系统是根据油田自动化,全天候管理的要求和需要而设计开发的高科技产品。其利用基于４Ｇ网络通信技术和网络微处理器技术相结合的方法,解决抽油机的各种工作参数的远程传输问题,实现实时报警、实时数据采集和实时负荷监测的功能。其意义在于:通过监视抽 油机的运行状况,发生故障或异常运行时,迅速报警,及时恢复正常抽吸,减少停机时间,保证抽油机的安全运行;制止和打击不法分子的盗窃行为,为油田生产任务的全面完成提供可靠的保证。

二、系统设计

2.1 现场采集模块

本系统采集对于三相电参数的采集利用智能三相电参数采集模块,该模块是一种智能型三相电参数数据综合采集模块;三表法准确测量三相三线制或三相四线制交流电路中的三相电流、三相电压(真有效值)、有功功率、无功功率、功率因数、频率、正反向有功电度、正反向无功电度等参数,并带2路开关量输入及2路开关量输出(1路可设置为参数上下限报警输出)。 其输入为三相电压(0～500V),三相电流(0～ 1000A);输出为RS485或者RS232接口的数字信号, 支持的通信协议有3种:(ASCII码)兼容通讯协议、十六进制LC204协议、MODBUS2RTU协议。

三、系统的功能:

(1)报警功能:把各种报警信息(停机、越限、非法开 启井口房等)发送到监控中心。

(2)接受监控中心发送的各种指令并产生控制动作(如远程控制抽油机开机、远程控制抽油机关机、子站系统 远程复位)。

(3)数据采集功能:采集各种油井参数(如三相电流、 电压、示功图等),参数可由用户选择。

(4)接受监控中心设置的工作参数及报警参数。

(5)定时发送油井工作数据到监控中心。

(6)接受主站数据提取。

无线数据传输网络 

整个无线数据传输网络包括数据终端设备和４Ｇ网络,数据终端设备又包括现场的与采集模块相连的 ４Ｇ通信模块和监控中心的带有Modem的计算机数据 终端设备(DTU)。

(1)４Ｇ通信模块 ４Ｇ模块在本系统中起着至关重要的作用,通过４Ｇ网络将数据准确实时地传输到监控中心计算机。

(2)监控中心

DTU 监控中心计算机可通过无线Modem或有线方式拨号上网,计算机登录网络后通过ISP服务商绑定一个固定的 IP地址,这台计算机作为整个监控网络系统的服务器。 现场的４Ｇ传输模块的服务器IP地址和通信端口号经过配置与服务器形成一个专用的内部局域网。一旦需要采集数据,服务器端只需要发送相应的指令给相应的采集模块,采集模块收到命令后做出应答,返回所需数据,然后依据采集模块的协议将各参数解析出来。

 四、系统拓扑图（参考）

五、结 论

国内外采用最广的抽油机械是抽油机与抽油泵组成的有杆抽油系统。在生产中此种系统引起的事故逐渐增多,轻者造成抽油机损坏,重者将导致抽油机事故引起的原油泄漏事故。这不但降低了油田生产运行的安全可靠性,而且可能给企业造成重大经济损失。因此开发抽油机在线监控系统,对抽油机 及油井的各种状态参数进行实时监测,实现运行参数远传和网上共享,发现故障及时报警提供了新的有效方式,使得技术人员处理故障的速度得到了显著提高,最大程度地减少了经济损失,这具有重要的现实意义。同时,由于抽油机在全国的用量十分庞大,因此本系统的研究与设计具有广阔的应用前景。