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概述
在我國陸上油田無論是平原、沙漠還是高原、嚴(yán)寒地區(qū)，油井的數(shù)據(jù)采集基本上靠人工完成，無論是天氣炎熱的盛夏還是千里冰封的數(shù)九寒天，采油工人都必須到現(xiàn)場采集油井示功圖、電流圖、狀態(tài)及產(chǎn)量等井口生產(chǎn)數(shù)據(jù)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，并且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性可靠度完全依賴于采油工人的工作責(zé)任心。
當(dāng)前采油井管理及數(shù)據(jù)采集存在的問題：1.油井一般都很分散，分布范圍廣，地區(qū)偏遠(yuǎn)。對(duì)油井出現(xiàn)的異常情況不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)采取措施，從而導(dǎo)致原油產(chǎn)量降低，設(shè)備使用壽命減短，能耗增加，有時(shí)甚至?xí)斐蓢?yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，降低了經(jīng)濟(jì)效益。2.油井管理中的大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)全靠人工采集，耗費(fèi)大量的人力和物力，而數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性則因數(shù)據(jù)采集人員的工作責(zé)任心而異。部分油井無法實(shí)現(xiàn)正常的井口資料采集及井下泵況的測(cè)試，影響油井的動(dòng)態(tài)分析和日常管理，不能及時(shí)有效地對(duì)油井的工作情況進(jìn)行分析和管理，影響油井的正常工作。3.油井采集的數(shù)據(jù)為非連續(xù)性數(shù)據(jù)，因而對(duì)油井真實(shí)工作狀況無法準(zhǔn)確地掌握，導(dǎo)致對(duì)油井的診斷時(shí)間拖得很長，而降低生產(chǎn)效率，增加了采油成本。
基于紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件示功圖的油井無線巡控系統(tǒng)，采用無線數(shù)傳電臺(tái)的形式在油井與主站之間形成通信網(wǎng)，有效的解決了因油井分布分散而造成的突發(fā)事件處理不及時(shí)的問題；數(shù)據(jù)直接傳送到主站，避免信息采集中因人為因素造成的損失；采集信息實(shí)時(shí)性強(qiáng)，能夠?qū)崟r(shí)掌握現(xiàn)場的生產(chǎn)情況。
解決方案
利用井口數(shù)據(jù)采集器采集油井的狀態(tài)、產(chǎn)量、示功圖、電流圖等參數(shù)，經(jīng)過數(shù)傳電臺(tái)將數(shù)據(jù)傳遞到采油廠主站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件利用自身的示功圖組件，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，顯示為現(xiàn)場的實(shí)際示功圖曲線和電流曲線，并提供相應(yīng)的存儲(chǔ)、查詢、數(shù)據(jù)顯示、打印以及放大縮小等功能。
硬件介紹
硬件系統(tǒng)是由固定安裝在抽油機(jī)井井口的負(fù)荷、位移及電流傳感器、數(shù)據(jù)采集處理器和上位機(jī)管理系統(tǒng)組成。該儀器功能之一是采集抽油機(jī)井的示功圖數(shù)據(jù)，同時(shí)還可以采集到同一沖次內(nèi)的電流數(shù)據(jù)，通過無線方式上傳到油井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并形成曲線并存儲(chǔ)供生產(chǎn)分析使用。
硬件系統(tǒng)將傳感器與數(shù)據(jù)采集處理部分整合，形成一體化RTU井口計(jì)量裝置，放置井口進(jìn)行長期監(jiān)測(cè)和計(jì)量，并使其體積最小、功耗最低。這里選用新的超低功耗、集成化程度高的微控制器及相關(guān)電子原件開發(fā)而成。一體化RTU井口計(jì)量裝置采用集成化程度高的微控制器可以使外圍器件更少，減小了一體化RTU井口計(jì)量裝置的主板體積。電子器件都要選擇功耗低的，電源部分進(jìn)行智能化管理，最大限度地降低功耗，減少由于長期使用而造成電能浪費(fèi)，節(jié)約電能。
紫金橋示功圖組件簡介
示功圖就是以抽油機(jī)光桿所承受的負(fù)荷為Y軸，以光桿的位移為X軸所繪制的平面曲線圖形。
示功圖對(duì)油井監(jiān)控極為重要，應(yīng)用示功圖的比較和分析診斷技術(shù)，對(duì)深井泵和油層生產(chǎn)狀況進(jìn)行分析，可達(dá)到優(yōu)化抽油機(jī)井控制模式和參數(shù)的目的。
根據(jù)抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，負(fù)荷傳感器安裝在光桿的提升座上，位移傳感器安裝在采油機(jī)曲柄軸上部。通過角位移的變量，將光桿的升降負(fù)荷量轉(zhuǎn)換為線性位移的曲線。現(xiàn)場繪制示功圖的標(biāo)準(zhǔn)與專用測(cè)井儀器測(cè)出的示功圖完全吻合。
X軸：是指抽油機(jī)運(yùn)行的一個(gè)沖程，從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的距離，一般為3米、3.5米、4米，或更高。X軸是一個(gè)可變的值，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。單位為米，所以顯示X軸位移的坐標(biāo)信息為（米）。
Y軸：Ｙ軸為負(fù)荷，單位為ＫＮ，在抽油機(jī)的運(yùn)行過程中負(fù)荷是不斷變化的。顯示Y軸坐標(biāo)信息單位為（千牛）。
曲線說明：一個(gè)抽吸周期內(nèi)由負(fù)荷與位移形成的封閉曲線，分為上行程和下行程。
負(fù)荷最大值：指上行程負(fù)荷的最大值。
負(fù)荷最小值：指下行程負(fù)荷的最小值。
沖程：為抽油機(jī)提升臂帶動(dòng)光桿運(yùn)動(dòng)，從最低點(diǎn)到高點(diǎn)升降的距離，由位移量的最小值到最大值輸出信號(hào)的變量確定。
系統(tǒng)功能簡介
紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件提供完整的監(jiān)控功能：
- 顯示：提供示功圖、電流圖的現(xiàn)實(shí)功能，滿足油井監(jiān)控的專業(yè)需要
- 采集：利用無線電臺(tái)等通信手段，完成對(duì)現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集。
- 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：通過強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，便于對(duì)照和分析。
- 報(bào)表功能：利用紫金橋軟件強(qiáng)大的報(bào)表功能，根據(jù)用戶的不同需要，靈活的顯示各項(xiàng)記錄。
- 穩(wěn)定性：利用紫金橋軟件特有的動(dòng)態(tài)加點(diǎn)功能，使系統(tǒng)具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，適合長期運(yùn)行。
- 安全性：系統(tǒng)給具操作人員的不同，給與不同的操作權(quán)限，使整個(gè)操作更加安全。
動(dòng)態(tài)修改油井
利用紫金橋軟件特有的動(dòng)態(tài)加點(diǎn)功能，真正做到運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)增加、修改、刪除油井，極大的提高了系統(tǒng)監(jiān)控的運(yùn)行的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
具有操作權(quán)限的操作工，可以很方便的增加、修改、刪除油井，而不必再進(jìn)行復(fù)雜的配置。
狀態(tài)查詢
系統(tǒng)自動(dòng)可以每隔一定時(shí)間查詢各油井的狀態(tài)，也可以手動(dòng)實(shí)時(shí)查詢。利用報(bào)表顯示各項(xiàng)參數(shù)值，并且能夠根據(jù)現(xiàn)場需要修改某些參數(shù)的設(shè)定值。可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)出為txt、csv等格式。
功圖數(shù)據(jù)顯示
利用紫金橋軟件自身的示功圖組件，可以靈活的顯示油井的示功圖、電流圖。系統(tǒng)提供定時(shí)采集（每天一至兩幅）和手動(dòng)實(shí)時(shí)采集兩種查詢方式，手動(dòng)采集又可以分為采集一口井和采集多口井。
每次采集后都會(huì)生成一條帶有時(shí)間標(biāo)簽的采集記錄保存在報(bào)表中，雙擊即可查詢顯示；對(duì)于時(shí)間較久遠(yuǎn)的功圖可以通過歷史查詢，來得到一段時(shí)間的功圖、電流圖記錄。每一條記錄均可以手動(dòng)刪除。在顯示功圖曲線的同時(shí)，同樣會(huì)在報(bào)表中得到所有的功圖、電流數(shù)據(jù)，并且可以將報(bào)表中的數(shù)據(jù)保存為文本文檔或者Excel可以打開的文件格式。各曲線均可以打印。
總結(jié) 基于紫金橋組態(tài)軟件示功圖的油井無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將油井與監(jiān)控主站之間緊密的聯(lián)系在同一個(gè)信息圈中，打破了傳統(tǒng)的油井管理方式，實(shí)現(xiàn)了油井監(jiān)測(cè)的信息化。軟件本身特有的動(dòng)態(tài)加點(diǎn)，一方面使增加、修改油井變得極為簡單，節(jié)省了繁瑣的開發(fā)周期，另一方面保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。強(qiáng)大而靈活的示功圖組件，為油井的管理提供了可靠的依據(jù)。鑒于目前國內(nèi)油井監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀和以上技術(shù)特點(diǎn)，本系統(tǒng)具有巨大的推廣價(jià)值。
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