老区油田单井物联网系统建设分析与应用,该文是物联网系统方面有关研究生毕业论文范文和联网和老区和油田方面论文如何怎么撰写.
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一、现状和需求
1.1 现状.老区采油厂单井井况、生产参数基本都是靠人工进行现场巡检上报,巡检周期较长、不能及时发现井场故障情况,员工巡检经常在风寒雨雪、高温酷暑等恶劣环境下工作,给员工带来很大劳动负担和身心伤害；迫切需要数字化改造,实现生产参数自动采集、自动上传,及时监控井况、发现问题,减少员工劳动强度和改善员工工作环境.
目前实现数据自动采集上传的机采井不到机采井总数的4%,注水井、注聚井未实施,已实现数字化的单井采集参数较为单一,基本以电流和示功图为主,且大部分设备年久失修.
1.2 需求.通过信息技术与工业生产的融合,紧紧围绕生产运行管理,提高生产操作每个单元的自动化程度,保证生产持续、稳定、高效的运行；为优化生产管理流程、实施精细化管理创造条件,提供保障,并根据生产管理特点,按流程建立劳动组织架构,优化一线员工布局,从而把人和机器的效率发挥到最佳水平.
1.2.1 数据采集与控制需求.现场仪表的选择要满足工艺的精度要求；户外的设备要满足高寒地区的气候条件；RTU性能稳定可靠,符合工艺控制要求.
1.2.2 数据传输需求.根据需求采用有线无线相结合传输方式；视频图像传输要求带宽高；数据传输的安全性要有保障措施；无线传输要有可靠的防干扰策略.
1.2.3 生产管理需求.远程监控实时性要高；实时数据库并发处理能力强；实时工况诊断分析准确；预警准确及时.
二、单井物联网解决方案
2.1 建设原则.实现油水井生产参数的自动采集,对重点井、高产井建设视频监控系统,及时发现生产异常和防止偷油盗电等事件的发生.
2.2 单井RTU 配置方案.无线传感器网络基本以ZigBee和433MHz 跳频等无线通信技术为主,这几项技术均为视距传输,有效传输距离为200 米以内,每台RTU 最多可带8 口井,如增加井数可通过对RTU 扩容（增加接口）来实现[1].
根据现场测试,最终确定井场RTU 配置采用“一对一”和“一对多”相结合的模式.具体配置标准如下：对井距在150 米以内,且无树木和建筑物遮挡的井,RTU 采用“一对多”模式；对井距在150 米以内,但有树木和建筑物遮挡的井,RTU 采用“一对一”模式；对井距大于150 米的井,RTU 采用“一对一”模式.
只有油井（抽油机井、电泵井、螺杆泵井）作为主RTU井,注水井不作为主RTU 井.
2.3 单井数字化建设方案.按照中国石油天然气股份有限公司《油气田地面工程数字化建设规定》的相关要求,确定单井采集参数及建设方案[2].
2.3.1 采集数据参数
2.3.2 建设方案.井场设备均应适用于大庆地区高寒的特殊环境温度以及防盗、抗破坏等要求,在-40℃～ +70℃之间能够正常运转,具备相应的防爆、防护等级.单井设置的仪器仪表将采集到的数据传送至井场RTU,然后通过无线和有线相结合的传输方式上传到厂数据中心.
现场仪表采集的数据上传至RTU,再通过无线生产专网最终将数据上传到服务器.光伏供电系统包括太阳能电池板、蓄电池组、电源转换模块、太阳能充电控制器等主要元件,可满足高温、高寒、风沙雨雪天气等恶劣环境运行.
采用RTU 自动采集方式,需将RTU 采集到的生产数据通过统一的MODBUS 协议上传到上位机终端,实现生产数据在采集前端的统一接入.
三、应用效果
采油矿利用油气生产物联网系统建设,优化了劳动组织结构,重新划分为采油工区、集输工区、保障工区、技术工区4 个大的生产单元.数据自动采集上传,减轻了员工的劳动强度,提高了生产效率；通过单井报警功能,生产人员可以在监控平台及时发现井况问题,既可以快速处理故障,又可以减少经济损失；RTU 的“一对多”配置可降低投资,减少施工和后期维护的工程量；井场视频监控系统可以有效控制偷盗原油、破坏生产设备的发生.H
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