油井远程无线监控系统

孙晓琳　袁立　李君

摘 要：为能够迅速准确地掌握油井的工况、及时发现油井故障、提高工作效率和经济效益，设计油井远程智能管理系统，该系统可对矿区内的油井分组监控，一套系统可监控多口油井，实现块区内油井的集中、科学管理。

关键词：油井远程无线监控；红外视频监控；无线网络通讯；计算机系统管理；报警监控

一、油井远程无线监控系统

油田远程智能管理系统已摆脱了传统的监控模式，油井区块采用远程控制智能管理，信息采集准确、快捷，极大地提高采油厂动态分析的效率和质量；为采油厂开发科学决策、优化生产管理和日常生产的正常运行提供保障；可及时发现故障隐患，确保油井不会因复杂的工作状况以及工作人员的违章操作、不法分子的蓄意破坏等影响，造成不必要的损失。针对油田的特点，油井处于野外，环境恶劣，该系统前端传感器如位移、压力、电量等传感器均为防爆壳体、卡装或强磁吸附安装，安装拆卸便捷；现场就地控制柜内装有控制和数据处理单元，接线、安装均符合石油石化行业相关标准要求。高性能数据采集控制器具有多种变送器信号接口，稳定可靠，满足功图密集性采集周期要求。采用精密电流互感器，可精准监测电流与功率。北方油田全年温差较大，该系统前端传感器、网络红外摄像机、现场主控柜内设备均选用宽温产品可适应-40℃～+65℃温度范围，保证系统可全天候稳定运行。

二、油井远程无线监控系统主要构成

现场数据采集部分：根据油田的实际情况，可采用载荷位移传感器、压力传感器、温度传感器、网络红外摄像机等设备。无线设备内部使用高能电池，在井场只进行一次性安装，没有任何外接电源，不仅简化了现场安装，减少了干扰，后期维护更简单方便。

就地控制柜：柜内配有电量模块、三相电参数检测传感器、启停控制器和数据采集控制器，进行现场所需数据的采集、处理，及油井的启停控制等，并为相关设备提供现场电源。无线通讯：如数据采用有线传输方式则耗费巨大，且由于距离遥远现场情况复杂布线难度很大，采用其他如GPRS/CDMA等传输方式需要高昂的使用费，而无线网桥接入方式使用民用自由辐射频段，不用申请也无需另行付费，更不必担心与其他无线信号发生干扰。终端服务器：在远程中控室内设有终端服务器，配有终端组态软件，用于数据接收、处理和显示。软件包括数据采集模块、数据转换模块、网络管理模块、显示模块、控制模块、数据库等多个模块，具有良好的人机交互界面，操作人员可以在计算机上远程监控现场设备的各项数据、控制油井远程启停等。

三、油井远程无线监控系统主要功能

可远程对油井设备重要运行数据进行实时监控，如三相电流、电压、功率；可给出上电流、下电流、电流平衡度及冲次时间，便于操作人员掌控抽油机平衡比。可远程实时监控油压、井口温度等相关现场参数。根据系统自动绘制的功图，操作人员可及时发现冬季油井结蜡情况，及时进行洗井操作，即可避免发生严重的结蜡现象，也可避免过度频繁的洗井操作，把结蜡带来的危害降到最低。减少了因洗井造成的停机，科学用水，即可节能，又可增产。

实时监测计量间内的可燃气体浓度，在可燃气体浓度超标时及时给出报警。准确检测计量间内各油井的回油温度，可在计量间检测柜的触摸屏上直观显示，也可远传到井队控制中心主控计算机上显示，可有效防止由于各种原因导致的冻井、冻管道的现象。

本系统可自动判断油井的启停状态，停井时将给声光报警信号，提示工作人员及时发现油井故障，判断油井故障时可及时远程遥控停机，减少故障造成的损失，当判断为非故障停井时可直接无线远程遥控油井电机启动。

采用网络红外摄像机进行井场视频监控，可直观的监控抽油井工作状态，并及时发现盗油、人畜闯井等意外事故。可通过远程视频方式观看井场情况，判断现场故障问题，减少人工巡井工作量，降低劳动强度，增加工作效率。

根据不同用户的实际井区工况和需求可设计具有实用性、针对性的监控系统。井场与中心控制室（队部）距离较远则采用了无线网桥使用公用频段来无线传输现场数据采集控制器得到的油井各参数及井场实时视频信号，与使用GPRS进行无线传输相比无需每年支付高昂的带宽费用，更适应高数据量的无线视频传输，传输速率高，覆盖范围大，灵活性好。

四、油井远程无线监控系统发展前景

油田远程无线监控系统前端传感器与就地控制柜内的数据采集控制器间采用短程无线数据传输方式，无需挖沟排管布线，不会对现场的环境产生大的改动；一个数据采集控制器可对相邻距离较近的几口油井传感器数据进行采集处理，综合成本较低，性价比较高。前端传感器采用卡夹等方式，安装方便，在维修和作业时便于拆卸和重新安装。该系统不仅减少事故的发生率，降低事故的严重程度，使事故的损失大大降低。

结束语：油田远程无线监控系统的使用必然成为趋势，将成为油田科学管理不可缺少的保护系统。在油井频繁出现事故盗油等情况的今天，准确有效的事故预报警保护系统对油井安全运行将起到重要的支持作用。

参考文献：

[1] 李永，图像处理、分析与机器视觉[J].科学技术与工程.2012.09

[2] 葛亦麟，油田油井监控系统的设计和研究[J].自动化技术与应用. 2013.02