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(guān)條件的限制，因而實(shí)現油田之間的通信首要問(wèn)題就是要克服地理環(huán)境所帶來(lái)的限制，架設一個(gè)龐大的通信系統是一個(gè)費時(shí)耗資金的過(guò)程，地形的起伏不平導致鋪設電纜后不宜傳導，同時(shí)電纜穿過(guò)煉油廠(chǎng)可能是潛在的危險。所有的這些客觀(guān)條件都使得在油田中搭建GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )成為一種必然趨勢。目前，全國許多大油田都已經(jīng)在使用這類(lèi)無(wú)線(xiàn)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,及時(shí)通信這一環(huán)節往往成為制約油田生產(chǎn)效率的主要因素，如果架設專(zhuān)門(mén)的線(xiàn)路，成本過(guò)高，利用GPRS無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，總中心可以實(shí)時(shí)了解各分中心運作情況,隨時(shí)給出技術(shù)指導意見(jiàn)，而且無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )架設簡(jiǎn)單,成本更加低廉。

    第二章 系統概述 

    油田管理中心與周?chē)途植驾^近的小型油田，采用集中管理方式。在各油井加入監控設備，可以在管理中心對整個(gè)油田運行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監控、圖像抓拍監控,并可和報警系統實(shí)現聯(lián)動(dòng)，一旦有人闖入油田，系統將進(jìn)行圖像自動(dòng)抓拍，監控中心產(chǎn)生報警聯(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(mén)提供第一時(shí)間的資料，從而有效的打擊非法破壞設施的不法分子，保護國有資產(chǎn)的流失。

    整套系統主要由監控中心、井隊監控工作站、現場(chǎng)采集端等組成。

    監控中心是整個(gè)系統的總控制中心。 

    井隊監控工作站實(shí)現對劃定井場(chǎng)的監控管理。單位是否建立井隊監控工作站是可選的，如果建立井隊監控工作站，其結構也可以根據實(shí)際情況進(jìn)行調整。

    監控中心與監控工作站之間可通過(guò)Internet或局域網(wǎng)實(shí)現數據通訊。 

    現場(chǎng)采集端包括：現場(chǎng)儀表、監控攝像頭、GPRS傳輸終端三部分，現場(chǎng)儀表采集流量、壓力等各類(lèi)數據，監控攝像頭實(shí)時(shí)抓拍井場(chǎng)監控圖片，GPRS傳輸終端與監控中心之間通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通訊。

    系統方案圖如下所示：  

    第三章 系統功能

    1、 實(shí)時(shí)監視、實(shí)時(shí)記錄：監控中心能全天候地對采油作業(yè)區進(jìn)行全程監視，當盜、搶原油事件發(fā)生時(shí)，能實(shí)現遠程告警，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。

    2、 遠程指導：監控中心能對施工及設備維修人員進(jìn)行遠程操作指導。

    3、 遠程告警：當油井原油泄露時(shí)，在監控中心能實(shí)現遠程告警。

    4、 設備工作狀態(tài)檢測：如果發(fā)生抽油機工作過(guò)程中突然停機或抽油機關(guān)閉狀態(tài)時(shí)突然啟動(dòng)，監控中心都要能提供實(shí)時(shí)檢測，并聲光報警，還可以增加語(yǔ)音告警和雙向語(yǔ)音通話(huà)。

    5、 監控圖像數字化存儲：采油站現場(chǎng)監視圖像經(jīng)數字化壓縮后存入SD卡，并可以日期、時(shí)間、監測站點(diǎn)名稱(chēng)為檢索關(guān)鍵字能隨時(shí)進(jìn)行查詢(xún)。

    6、 系統功能完善：監控中心能隨時(shí)掌握監控區域內的情況，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(xún)。

    第四章 系統架構 

    監控中心 

    監控中心是整個(gè)系統的控制中心，它通過(guò)移動(dòng)APN專(zhuān)線(xiàn)接入，與各井隊監控工作站、GPRS傳輸終端進(jìn)行通訊。 

    監控中心可以監控本系統中所有井場(chǎng)的任何現場(chǎng)數據和圖像，可以控制各監控工作站的權限等。監控中心提供整個(gè)系統唯一對外的通信接口（通信服務(wù)器），GPRS接入網(wǎng)關(guān)等。

    它是一個(gè)由數據庫服務(wù)器、通訊服務(wù)器等組成的網(wǎng)絡(luò )系統。在本系統內能夠實(shí)現數據共享、遠程聯(lián)網(wǎng)、系統增容、系統備份等功能。

    1）數據庫服務(wù)器：計算機網(wǎng)絡(luò )平臺為Windows 2003，數據庫采用SQL SERVER 2000，使通訊服務(wù)器、監控工作站等通過(guò)網(wǎng)絡(luò )對各自管理的數據信息進(jìn)行集中存儲管理。對數據的集中管理不僅提高系統的安全性，而且也增強了系統的可擴展性和可維護性。

    2）通訊服務(wù)器：通訊服務(wù)器是監控工作站和GPRS傳輸終端通訊的中介，監控終端的命令通過(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)器的轉發(fā)到達相應的監控終端。 

    井隊監控工作站 

    井隊監控工作站是系統的接收和處理數據信息的工作終端，負責處理系統中出現的緊急情況。與通信服務(wù)器通過(guò)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數據交互，每臺終端負責處理各自管理范圍內的井場(chǎng)。

    其主要功能如下：

    數據監控：能夠實(shí)時(shí)監控井場(chǎng)的各項數據指標。 

    圖像抓拍：可向需要抓拍的攝像頭發(fā)送抓拍、停止命令等。 

    數據存儲：對所有數據指標和圖像進(jìn)行保存。 

    對整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的管理：包括配置、性能、安全、故障、計費等。對系統所有時(shí)間有詳細記錄，對重要數據有備份機制。
GPRS傳輸終端 

    該終端是整套系統完整運轉的重要環(huán)節，它擔負著(zhù)和監控中心的信息交互以及和監控工作站的信令交互等重要工作。
 
    LZ713系列GPRS傳輸終端是藍斯通信公司成功研制開(kāi)發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權高科技產(chǎn)品。該產(chǎn)品嚴格按照ISO9001和工業(yè)級標準設計、生產(chǎn)制造要求進(jìn)行生產(chǎn)，各項性能指標均處于國內領(lǐng)先水平。該終端結合了GSM/GPRS/CDMA/3G等通信技術(shù)，采用工業(yè)級設計，具有通信以及強大的數據處理和圖像編解碼能力，安裝方便，可廣泛應用于各類(lèi)工業(yè)監控調度領(lǐng)域。

    主要性能指標：

    工作電壓：9V－63V 

    主機靜態(tài)工作電流：<=100mA（電壓12V） 

    主機最大工作電流：<=500mA（電壓12V） 

    存儲溫度：－40～＋85℃ 

    工作溫度：－30～＋85℃ 

    現場(chǎng)儀表 

    本項目在每個(gè)井場(chǎng)有3個(gè)數字儀表的9個(gè)采集量/命令（7個(gè)采集量2個(gè)開(kāi)關(guān)井命令）需要采集到數據中心。對于每個(gè)數字量采集要按周期實(shí)時(shí)傳遞到數據中心。分別為壓力表、壓力閥、流量計。都采用485接口。對應的采集量/命令分別為：

    壓力表：油壓、套壓（2個(gè)采集量） 

    壓力閥：當前開(kāi)/關(guān)狀態(tài)、開(kāi)閥命令、關(guān)閥命令 （1個(gè)采集量2個(gè)命令） 

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

    監控攝像頭 

    每個(gè)采集井場(chǎng)一個(gè)固定的攝像頭把現場(chǎng)井臺的圖像按照周期通過(guò)GPRS通道傳遞到數據中心。 

    現場(chǎng)通過(guò)紅外攝像頭等設備對井場(chǎng)10米*12米的范圍內實(shí)現有效的入侵檢測報警。檢測范圍為上下和左右的整個(gè)扇面。無(wú)檢測死角。檢測到入侵后，可以緊急抓拍到圖片并傳送到服務(wù)器。

    第五章 系統效益

    降低工人勞動(dòng)強度，提高生產(chǎn)率 

    傳統的數據采集方法，工作量大而繁重，費用高，特別在雨雪天氣，有些井無(wú)法采集，嚴重影響生產(chǎn)，采用遠程監測，數據采集只需室內進(jìn)行，大大降低工人的勞動(dòng)強度，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 

    傳統的數據采集方法，通常以人工的方式用報表反映采油情況，難以及時(shí)、準確、全面直觀(guān)、高效、連續地反映生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。實(shí)現油井的遠程監控，管理人員在辦公室或各個(gè)測點(diǎn)上就可以直觀(guān)地看到井場(chǎng)任何設備的工作情況，甚至于現場(chǎng)的圖像資料。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)的發(fā)展，各級管理部門(mén)可隨時(shí)掌握一線(xiàn)的生產(chǎn)情況，真正做到運籌帷幄之中，決勝千里之外。

    便于采集生產(chǎn)數據，利于科學(xué)決策 

    人工采集數據，每口井一般每天只測一次工作參數，為了診斷井下工作情況，一般每口井一到兩周要停機測試一次井下功圖及液面，費時(shí)費力。由于數據量小，很難做數據的統計分析。實(shí)現遠程監控可快速測試并長(cháng)期保存大量工作數據，并以此為依據進(jìn)行科學(xué)的生產(chǎn)分析，為決策提供可靠論據。

    便于及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，提高工作效率 

    可以及時(shí)發(fā)現油井停電、不正常停機、油管泄漏、凡爾泄漏、液面過(guò)低、配重不平衡等情況，從而有效地防止設備損壞，減少停機時(shí)間。抽油機運行過(guò)程中，油井的機電設備難免會(huì )出現一些不正常情況，如缺相、井下受卡等，有些情況如能及時(shí)發(fā)現并處理，就可以減少或避免油井故障，減少經(jīng)濟損失。