一.背景
油田是一個以油氣生產(chǎn)為主,集勘探、開發(fā)、施工作業(yè)、后勤輔助生產(chǎn)、多種經(jīng)營、社會化服務(wù)為一體的,專業(yè)門類齊全的國有特大型企業(yè)。油田的勘探、鉆井、測井、錄井等是野外作業(yè),流動性強(qiáng),點多、分散、距離長,施工現(xiàn)場與公司之間的信息交流長期以來沒有好的解決方案。
本案列主要針對石油的勘探,使管理人員通過組態(tài)軟件實現(xiàn)在辦公室內(nèi)就以通過該系統(tǒng)隨時觀測到油井勘測狀況。系統(tǒng)可以通過圖形的方式直觀的將勘測數(shù)據(jù)顯示給相關(guān)工作人員,并提供了大量的表格和數(shù)據(jù)分析控件。
由于勘探現(xiàn)場一般都在條件比較惡習(xí)劣的野外,因此,系統(tǒng)使用了GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò),最后經(jīng)過分析比較,使用了GPRS聯(lián)網(wǎng)模式,勘探現(xiàn)場可以將測量數(shù)據(jù)通過GF-2008W DTU以GPRS方式將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。
針對于以上情況,中石油石油勘探研究院結(jié)合紫金橋軟件實施了以下方案。
二.解決方案
1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu):
整個系統(tǒng)主要用到了,現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集卡(自制),網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備GF-2008W(GPRS DTU),GPRS Modem監(jiān)控中心配置的是PC機(jī)和“紫金橋組態(tài)軟件”。
信息采集站
信息采集站
信息采集站
1>信息采集分站:
指的是現(xiàn)場的某一口井。主要用到了數(shù)據(jù)采集卡(自制),夜體探針,電阻探針,GPRS DTU等。
2>監(jiān)控中心主站:
一臺擁用Internet IP地址的PC機(jī),并裝有“紫金橋組態(tài)軟件”等。
GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端DTU功能介紹:
A、功能:
1. 標(biāo)準(zhǔn)的AT 命令界面,方便程序設(shè)計;
2. TCP/IP Internet 內(nèi)嵌的協(xié)議棧,輕松互連;
3. RS232接口方式,更加簡便的通訊方式;
4. 可通過串口升級程序。
B、性能:
1. 使用低功耗高性能的CPU 做處理器,16位內(nèi)部數(shù)據(jù)總線,128KBSRAM,512KBFLASH,可高速處理協(xié)議和大量數(shù)據(jù);
2. 支持全透明及幀格式數(shù)據(jù)傳輸;
3. 支持TCP、IP、PPP、ICMP、UDP、TELNET、HTTP 協(xié)議棧;
4. 一個符合ISO7816-3IC 卡標(biāo)準(zhǔn)的SIM 卡座,支持符合GSM11.11 和GSM11.10,規(guī)范SIM 卡;
5. 簡化的接口設(shè)計,使用通用的232 接口和簡單的AT 命令交互界面;
6. 供了更方便的電源接口,即可使用外掛電源。又可從串口直接取電;
7. 整機(jī)功耗小于3W;
8. 完善了GPRS 網(wǎng)絡(luò)中所出現(xiàn)的假撥號,掉線自動重啟,遠(yuǎn)程喚醒等功能;
9. 支持遠(yuǎn)程控制及動態(tài)域名解析;
10. 同時更具嵌入式系統(tǒng)要求,可提供內(nèi)置式模塊(不帶外殼,可通過插針與嵌入式直接系統(tǒng)相連)。
11、同時還有軟硬件雙重看門狗,在DTU不能正常工作時,能夠自動斷電復(fù)位。
三.系統(tǒng)功能
針對于以上解決方案,系統(tǒng)應(yīng)該實現(xiàn)以下功能:
實時數(shù)據(jù)分析、趨勢分析、歷史數(shù)據(jù)分析、礦化度中值處理、報表功能、動態(tài)配置設(shè)備。
1.實時/歷史數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)要實時采集“信息采集分站”傳送過來的數(shù)據(jù),然后把采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理,變成礦化度。還要將采集到的溫度值、電阻值、和計算后的礦公度值存入數(shù)據(jù)庫。由于系統(tǒng)對實時性要求不是很強(qiáng),只是要針對性的對礦化度設(shè)定值進(jìn)行處理。因此,可以用些數(shù)據(jù)通過歷史數(shù)據(jù)組件統(tǒng)一進(jìn)行歷史和實時的分析。
這是系統(tǒng)運(yùn)行時的數(shù)據(jù)歷史畫面:
2.趨勢分析
使用趨勢分析組件,將采集到的溫度值或電阻值,或經(jīng)過計算得到的礦化度值進(jìn)行趨勢分析。
這是系統(tǒng)運(yùn)行時的數(shù)據(jù)趨勢分析畫面:
3.礦化度中值處理
將設(shè)定好的注入水礦化和地表水礦化度經(jīng)過計算得到礦礦化度設(shè)定值,每當(dāng)當(dāng)前設(shè)備的礦化度達(dá)到設(shè)定值后都要進(jìn)行記錄,并要保存記錄時間,系統(tǒng)啟動時間,求出時間差值,為了解決這個問題,采用的是將數(shù)據(jù)存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫。
4.報表功能
將相關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)出到表格組件,并可以將表格中的內(nèi)容輸出到Excel,以備以后分析使用。
礦化度中值處理和報表是做在一畫面中的,礦化度中值處理使用了大量的腳本。
這是系統(tǒng)運(yùn)行時的礦化度報表畫面:
5.動態(tài)配置設(shè)備
由于每次測量使用的設(shè)務(wù)數(shù)不一固定,因此必須通過系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)動態(tài)配置設(shè)備??梢酝ㄟ^系統(tǒng)參數(shù)據(jù)配置進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。
這是系統(tǒng)運(yùn)行時的參數(shù)配置畫面:
6.系統(tǒng)狀態(tài)顯示
要求顯示系統(tǒng)所有設(shè)備有運(yùn)行情況,系統(tǒng)支持的最大設(shè)備數(shù)據(jù)目,還有一些站點提示信息等。
這是系統(tǒng)運(yùn)行時的設(shè)備信息畫面:
系統(tǒng)運(yùn)行時的主界面:
在主界面中提供了棒圖,可以使用工作人員直觀的觀察到每口井的實時礦化度變化。
三.結(jié)論
在整個監(jiān)控系統(tǒng)中,主要使用了組態(tài)軟件和GPRS無線數(shù)傳終端DTU,各井口通過DTU將現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心,從而實現(xiàn)各單井狀態(tài)的集中監(jiān)控,大大的減少了人員投入,并且方便了工作人員進(jìn)行管理,能夠及時的將測量信息發(fā)送到監(jiān)控中心,極大的提高了勘測效率,同時,整個系統(tǒng)的投入相當(dāng)小。