系统需求
随着国内油田的发展和工业自动化水平的提高，一种新的油田采油技术出现在人们眼前，即利用现代通信技术开发的GPRS无线通信模块和现代计算机组成的系统，对采油设备和采油数据进行远程监控和采集。
油田内的一个采油场由多口油井、计量室、管汇阀组、输油站、联合站、原油外输系统、油罐等分散在油田内的设施组成，因此整个采油场内各种设施的工作状况以及油品的数据(主要包括温度、压力、流量等。)直接关系到油田生产的稳定和原油的质量。目前，大多数人每天都定期检查设备的运行情况，测量和统计采油数据。由于油井数量多，分布范围从几十平方公里到数百平方公里，这种方法必然会增加工人的劳动强度，影响设备监测和采油数据的实时性甚至准确性。因此，油田的自动化和信息化极为突出。
随着计算机技术和通信技术的发展，油气工业生产监控系统得到了极大的发展。
基于计算机和GPRS无线通信模块的油田监控系统可以大大提高油田生产效率，降低综合成本，实现油田生产管理的自动化和信息化。为了实现这一目标，需要开发一种基于微机技术和现代通信技术的可靠的油田监控和操作系统；开发新的廉价的油田作业监控方法；开发一个便于用户访问的数据库和记录系统。
系统组成
工业监控系统在油气行业的应用具有以下特点：*一般跨越大面积，要求无线电台支持远距离传输；*井站无人值守遥控决定了无线电台要有抵御恶劣天气环境的能力；*整个系统庞大，监控井多，对无线通信系统速度要求高，轮询响应速度快；*同时，由于油气行业是国家能源基地，其工业控制系统是最先进、最可靠的设备，作为整个系统关键保障的无线通信链路必须可靠、稳定、性能优良，才能保证整个工业控制系统的最佳运行。
GPRS无线通信模块在油气行业的典型应用是将——井站的数据通过GPRS无线通信模块传输到采油队的控制中心，然后采油队通过专用广域网或无线网络与上层采油厂或石油公司的总控中心进行通信。
下图是一个典型的GPRS无线通信模块在油气行业工业控制中的应用。
油田监控中心：计算机、GPRS无线通信模块、天线、系统软件和数据库
钻井队监控中心：计算机、GPRS无线通信模块、天线和监控软件
远程井口：数据采集装置、GPRS无线通信模块和天线
生产监控操作系统的基础是每天24小时记录远程油气生产井和地面分离储存系统的所有主要环节中各种常规或独特传感器收集的数据。
1.油田中心监控计算机油田中心监控计算机是一种稳定可靠的计算机，通常放置在符合国家电子制造联合会要求的保护盒中，并配备不间断电源，断电后可供电长达8小时。
中央监控计算机系统的主要功能是监控油田作业，以方便访问的方式存储每口井的数据，使用户能够通过常规电话调制解调器获得每口井的“准实时”数据，并根据常用的预测方法或单井的清晰经验开发专用软件，以分析每口井的数据。这些分析可以提供关于exi有效性的信息
2.钻井队监控计算机与中央监控计算机相同，一般以采油队为单位配置。通过与井口微机的数据通信，以循环方式监测和采集油井数据。
钻井队监控计算机系统主要用于存储和显示记录的数据。数据由油井收集并制成一定的表格，以便快速检查油井系统的运行情况。同时，详细回顾了给定油井的每个传感器的历史数据。井口微机确定并上报的报警情况以特定格式存储，向操作人员发出报警，需要识别。钻井队的监控计算机一般存储每口井的数据3周，以便操作人员实时访问。中央监控计算机通过传统的电话调制解调器每天数次从钻井队监控计算机检索数据。单井数据要在电脑里保存30天左右。然后，将每口井的所有相关数据转换成软盘，以便长期保存。
3.井场微机井口微机是一台稳定可靠的计算机，体积小，每口油井配有一台。这台计算机是基于通用微处理器专门设计的单板计算机。目前有只读存储器(ROM)和静态随机存储器(RAM)。机器配有插入式数据调节板(起A/D转换器的作用)，将传感器输入的模拟值转换成数字信号。单板计算机还包括一个实时时钟、一个232接口和一个油田便携式终端插座(可选部件)。井口微机系统负责采集每口油井的数据，并发送给钻井队监控计算机。井口监控计算机系统包括一个GPRS无线通信模块，其中一个模块提供13.8伏电源。该系统还配备了终端钩环和连接器，传感器可以使用有线系统传输数据。
4.油田作业计算机与井场计算机之间的通信数据传输由微波无线电系统完成。中继站是可选的。如果使用的话，会建在地势高的地方，天线增益高。中继站一般位于多个远程井口微机附近，采用廉价的无增益天线。
中央监控计算机与钻井队监控计算机之间的通信根据通信距离和环境采用无线或有线方式。通过拨号调制解调器和商业电话线连接；在无线模式下，相互连接的GPRS无线通信模块用于数据传输。
5.传感器根据采集的不同参数选择相应的传感器。包括温度、压力、流量、位移、电压、电流、功率等。
系统软件
为满足加速访问速度和减少存储量的要求而设计的几个独立的软件包构成了生产监控系统的软件。主要部分是油田中心监控计算机的操作系统、井口微机扫描通讯程序、油田中心生产监控系统中的报表编写、数据分析和通讯软件。
1.操作系统本系统的特点可分为两类：实时监控和数据管理：(1)实时监控自动采集和识别远程井口微机传来的数据，每口井都有自己的识别特点；自动检查错误，必要时重发；当收到任意级别的报警时，可以自动拨打电话；现代电话通信处理程序可以通过安全密码进入计算机系统，通过二级安全密码获得单个用户的油井数据。
(2)数据库管理传感器和报警数据按时间、日期和油井存储。
根据报警数据的紧急程度和识别程度，对报警数据进行优先排序。每口井的报警数据分别存储。
保存历史数据，在线保存一个月左右。
通过特殊菜单和选定的传感器组初始化远程井口微型计算机。指定一个无线电中继站(如果有中继站)；安排数据收集时间和间隔；安排数据记录时间和间隔；密码分配；设置报警优先级和报警记录的电话号码。
现场操作员和用户通过一系列菜单和屏幕显示与系统对话。不仅可以获得历史数据，还可以获得当前数据。
2.井口微机操作系统的特点是独立的可编程数据采集和传输间隔。当达到预选的传感器报警阈值时，将立即进行数据传输。它还包括传输错误检测。如果第一条信息没有被油田计算机识别，会自动重传。无线电传输是在有了清晰的无线电频道后才开始的。该软件具有“闹钟”唤醒功能，因此，井场计算机大部分时间处于非工作状态，功耗较小。这种工作模式对于太阳能供电系统尤为重要。
3.用户人机交互系统的设计可以使现场操作人员和远方的矿山操作人员通过一系列菜单显示获得油田总部存储的数据。
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