基于4G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膲毫ψ兯推髟谟吞镒⑺畱?yīng)用
發(fā)布時間：2022-11-06 16:07:40來源：m.7mdn.com來源：..
字體: 大 中 小
[摘要]:按照中國石化上游企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃要求，河南油田油氣生產(chǎn)單位2015年開始實施油氣生產(chǎn)信息化建設(shè)提升工程。通過油水井生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集技術(shù)，實現(xiàn)了對油水井生產(chǎn)狀況的實時感知和可視化管理。數(shù)據(jù)傳輸方案及技術(shù)手段是一個油氣生產(chǎn)信息化技術(shù)應(yīng)用的重要的環(huán)節(jié)。針對油田生產(chǎn)區(qū)域分散，注水井井場設(shè)備場地配套建設(shè)特點(diǎn)，積極開發(fā)研究了利用通信運(yùn)營商4G無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)水井壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸變送器，實現(xiàn)油田注水井套壓生產(chǎn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程在油氣生產(chǎn)指揮系統(tǒng)（PCS）平臺監(jiān)控。
[關(guān)鍵詞]:壓力儀表;注水井;4G通信;生產(chǎn)信息化
油田目前信息網(wǎng)絡(luò)光纖傳輸距離120余公里，網(wǎng)絡(luò)只覆蓋到油氣生產(chǎn)管理區(qū)級。油田信息中心通向Internet 的出口有聯(lián)通和移動量條。生產(chǎn)范圍分布在南陽宛城區(qū)、新野等兩市 5 縣境內(nèi)，地貌以丘陵為主。村莊、人口密集，應(yīng)用無線網(wǎng)橋受環(huán)境影響大，因此，無線傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案上，以租賃通信運(yùn)營商無線網(wǎng)絡(luò)為主。其中，網(wǎng)絡(luò)連接層利用運(yùn)營商的物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)復(fù)用河南省內(nèi)無線基站以及2G/3G/4G大網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)采用專線接入方式：MSTP專線接入+配置專用APN。
1基于4G無線網(wǎng)絡(luò)壓力變送器技術(shù)
1.1技術(shù)方案
按照中石化“油氣生產(chǎn)信息化”建設(shè)技術(shù)要求，河南油田為適應(yīng)新的管理模式和提質(zhì)增效的目的出發(fā)，2015年開始實施推廣油氣生產(chǎn)信息化建設(shè)工程。工程實現(xiàn)油井的視頻監(jiān)控、壓力、溫度、功圖、電參數(shù)據(jù)采集，油井的遠(yuǎn)程停井等功能。實現(xiàn)計量站內(nèi)注水干線、注水井、集油匯管及機(jī)泵的壓力、流量、電參等數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集，生產(chǎn)區(qū)域及重要設(shè)備的監(jiān)控。
其中，注水井要求實現(xiàn)注水套壓的遠(yuǎn)程監(jiān)測，為實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測就需要在水井井口安裝采集儀表，進(jìn)行遠(yuǎn)程無線傳輸。按照中石化油氣生產(chǎn)信息化建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，井場壓力、溫度等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)備主要包括：無線一體化溫度壓力變送器、無線壓力變送器、多功能電表等，通信連接方式包括4RS485和Zigbee。要求符合中石化油氣生產(chǎn)信息化SZ9-GRM V3.01通信協(xié)議，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絉TU油水井遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊），生產(chǎn)信息化專用RTU上行通訊協(xié)議為 IEC60870-5-104 協(xié)議，編制過程中按照現(xiàn)行的《IEC104 通訊機(jī)制》，在硬件上支持 DI、DO、AI 接口、RS485 總線（Modbus RTU 主站協(xié)議）、無線ZigBee網(wǎng)絡(luò)支持讀取和配置現(xiàn)場傳感器及設(shè)備的參數(shù);RTU 報警數(shù)據(jù)主動上傳 SCADA 系統(tǒng)功能;支持ZigBee無線傳感設(shè)備數(shù)據(jù)采集，其中油井 RTU 應(yīng)支持單數(shù)據(jù)經(jīng)過RTU的統(tǒng)一采集轉(zhuǎn)儲和處理。
經(jīng)過存儲的數(shù)據(jù)通過有線或無線生產(chǎn)專網(wǎng)以TCP方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接蜌馍a(chǎn)指揮平臺（PCS）的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器。
1.2 通訊要求
（1）設(shè)備注冊信息（注冊包）可采用 DTU設(shè)備信息模式。
（2）無線壓力變送器第一次撥號成功并連接到油氣生產(chǎn)信息化SCADA系統(tǒng)后，首先給SCADA系統(tǒng)發(fā)送一個注冊包，同時要求注冊包在每次連接成功后都發(fā)送，用于標(biāo)識無線壓力變送器區(qū)分不同設(shè)備。
對于IMEI號是設(shè)備身份唯一標(biāo)識碼，在每臺儀表的內(nèi)部元器件上，要求有IMEI號標(biāo)識，標(biāo)識要求清晰牢固，并被默認(rèn)在儀表里，不能修改。統(tǒng)一規(guī)定長度為15字節(jié)的字符串。
（3）為保證和數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的三維力控組態(tài)平臺通訊，注冊包格式要求：ETUNG：IMEI號碼 + ＼x00。注冊包要求固定長度為22Byte，其中“ETUNG：”是固定的，為6Byte，IMEI號碼是每一個設(shè)備的編號，作為設(shè)備標(biāo)識，為15Byte，最后以1Byte“＼x00”結(jié)束。
2公網(wǎng)傳輸壓力變送器測試
壓力變送器樣品開發(fā)出來后，為了保證其適用性，我們組織技術(shù)人員進(jìn)行了測試，測試方法是按照要求壓力變送器按照河南油田信息化使用的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，按照信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與油氣生產(chǎn)信息化采集服務(wù)器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)對接。
變送器采用內(nèi)置通信板卡，使用上海移遠(yuǎn)通信的帶分集接收功能的，支持FDD-LTE/TDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/CDMA/GSM型號為QuectelEC20無線通信模塊，首先該具有模塊支持全網(wǎng)通的功能。
測試用SIM卡分別是中國移動和中國聯(lián)通專用物聯(lián)網(wǎng)卡。
與SCADA平臺的測試，按照中石化油氣生產(chǎn)信息化數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一部署，后臺使用三維力控組態(tài)采集軟件。
3儀表基本設(shè)置與操作
公網(wǎng)無線壓力變送器按照最初技術(shù)方案實現(xiàn)了遠(yuǎn)程與本地的設(shè)置與調(diào)試，可以實現(xiàn)如下調(diào)試和設(shè)置功能：
無線壓力變送器能夠設(shè)置終端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器地址、服務(wù)器端口。保證主動傳輸路徑在不同的單位網(wǎng)絡(luò)段和服務(wù)器地址，都能夠?qū)崿F(xiàn)可以上報數(shù)據(jù)。
可以設(shè)置通訊模式，保證在不同的通信營運(yùn)商、不同的網(wǎng)絡(luò)模式（2/3/4G）網(wǎng)絡(luò)條件下，滿足設(shè)備聯(lián)網(wǎng)上線。
通過面板和遠(yuǎn)程遙調(diào)警使能實現(xiàn)壓力的主動報警、報警值上下限、延時、死區(qū)、最大最小量程、小數(shù)位數(shù)、上傳時間的設(shè)置，數(shù)據(jù)傳輸頻率可設(shè)置，默認(rèn)24小時，最小設(shè)置單位為1小時。具備網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通和信號強(qiáng)度標(biāo)識。
在儀表調(diào)整或者儀表斷電后，所設(shè)置的數(shù)據(jù)應(yīng)保持，減少后續(xù)維護(hù)工作。
4 現(xiàn)場應(yīng)用
無線壓力變送器儀表開發(fā)應(yīng)用后，在河南油田油氣生產(chǎn)信息化第二批建設(shè)工程中的采油一廠魏崗、趙凹采油管理區(qū)，采油二廠的古城管理區(qū)的237口注水井。
5 結(jié)論與認(rèn)識
遠(yuǎn)程進(jìn)行注水井套管壓力的監(jiān)測，及時采取措施降低套管損壞造成的影響，對油氣藏中后期的穩(wěn)產(chǎn)起到重要的作用。同時該儀表傳輸技術(shù)也可以應(yīng)用與油田其他野外生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備及流程的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集。采用這種傳輸技術(shù)壓力變送在中石化油氣生產(chǎn)信息化建設(shè)工程中首家使用，為下步油氣生產(chǎn)信息化的更廣泛的應(yīng)用提供了技術(shù)支持。
返回
