油田油井無(wú)線(xiàn)通信——zigbee應用

一、系 統 概 述
我們知道油井是油田最小的生產(chǎn)單位，大大小小的油田是由這些成百上千，相距幾十米到幾百公里的油井組成。即時(shí)掌握油井的各種參數，了解油井的運行情況，對油田安全高效的生產(chǎn)至關(guān)重要。傳統的采用人工采集這些數據，效率低，不能準確及時(shí)，并對工作人員的安全構成極大威脅。后來(lái)隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，出現了應用GPRS，GSM，數字電臺采集這些數據的方法。但是經(jīng)過(guò)一些油田的使用發(fā)現也存在許多問(wèn)題。首先是這些設備造價(jià)昂貴，維護和運營(yíng)費用高。ZIGBEE 技術(shù)的出現和成熟是以上這些問(wèn)題得到交好的解決。必將使油井的無(wú)線(xiàn)監測步如光明道路。
系統主要由采油場(chǎng)監控中心和油井無(wú)線(xiàn)遙測遙控主機、傳感器、電機控保裝置等組成，通信部分采用ZIGBEE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸；
采油場(chǎng)監控中心一般設置在礦部、隊部或其它監控調度部門(mén)，包括有管理計算機，ZIGBEE網(wǎng)絡(luò )的中心節點(diǎn)；油井工作狀態(tài)傳感器主要有溫度傳感器，電壓傳感器，電機電流傳感器，被監控開(kāi)關(guān)斷/合傳感器，它們將油井的工作狀態(tài)變換成對應的電壓或電流值通過(guò)ZIGBEE通信模塊送至遠程智能無(wú)線(xiàn)RTU。
基于802.15.4/zigbee 技術(shù)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的油井監測系統，采用大量傳感器無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)傳輸的方式，完全擯棄了傳統的單一使用GPRS，GSM，數字電臺監控油井的方法。使設備費用投入大及運營(yíng)成本高，維護難度大的問(wèn)題得到徹底的解決。大大提高了系統的穩定性，施工方便，并實(shí)現油井井場(chǎng)內無(wú)線(xiàn)化。

二、系 統 應 用
1、油田油井測控
2、遠程泵站測控、
3、遠程數據采集
4、遠程監控
三、應 用 原 理
根據油井的分布規律系統采用ZIGBEE 技術(shù)和其他無(wú)線(xiàn)技術(shù)結合。由于油井一般是成群分布，單一油井和其他油井相距交遠的情況不多。在井場(chǎng)內部和井群內部由ZIGBEE 終端節點(diǎn)，路由節點(diǎn)，協(xié)調器節點(diǎn)組成一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)。整個(gè)井群的數據再經(jīng)GPRS 或GSM 傳回相距交遠的數據中心和使用單位。在數據中心或使用單位經(jīng)過(guò)對數據處理，對油井進(jìn)行時(shí)時(shí)監測。
本實(shí)用新型涉及一種壓力檢測裝置，具體地說(shuō)是一種油田無(wú)線(xiàn)遙測油井和水井壓力巡回檢測裝置。該裝置包括有在井口安裝的具有無(wú)線(xiàn)收發(fā)功能的智能壓力采集器和顯示并存儲壓力等信息的手持巡檢儀表。本實(shí)用新型由內電池供電，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信進(jìn)行可識別井號、采集數據具有時(shí)間信息的壓力檢測。使用本裝置，可使檢測壓力時(shí)無(wú)需打開(kāi)防盜箱，可在防盜箱或防盜罩外無(wú)線(xiàn)讀取壓力，測試安全方便，大大減輕勞動(dòng)強度，有效提高巡井質(zhì)量，可促使巡檢人員在規定的時(shí)間、確定的油井和水井位置取得實(shí)際、有用、數據準確的壓力檢測值，有利于確?；A分析數據的準確性，為油田生產(chǎn)過(guò)程制定出有針對性的合理的調控措施，為增產(chǎn)措施提供依據，促進(jìn)油田的生產(chǎn)。
在我國油田無(wú)論是水網(wǎng)、沙漠還是高原、嚴寒地區，油井的數據采集基本上靠人工完成，無(wú)論盛夏酷暑還是冰雪旱天，采油工都必須到現場(chǎng)采集油井示功圖、平衡度、油套壓、油溫及產(chǎn)液量等井口生產(chǎn)數據，工人勞動(dòng)強度大，且數據的準確可靠性完全依賴(lài)于采油工人的工作責任心。海上油田的生產(chǎn)管理則更加困難，常常要借助于龐大的集輸管線(xiàn)及增加采油平臺來(lái)降低現場(chǎng)管理難度，采油井的生產(chǎn)參數經(jīng)常受到天氣變化和交通工具的影響無(wú)法正常獲得，嚴重影響了油井的自動(dòng)化管理。應用油井遠程監控系統對于實(shí)現油井管理的自動(dòng)化、提高工作效率、保證數據采集的準確性及加強現場(chǎng)事故應急處理等都具有非常重要的意義。
近年來(lái)各種數據采集系統、監控系統在油田生產(chǎn)中得到了廣泛應用。油井遠程監控系統數據的準確采集、可靠性、便于維護性成為制約整個(gè)系統正常、可靠運行的關(guān)鍵，目前抽油機井數據監測普遍選用載荷傳感器、角位移傳感器（或脈沖發(fā)生器）、監控器、電參量傳感器等 ，分別安裝于懸繩器、游梁及控制柜上，各個(gè)信號采用有線(xiàn)方式匯集到監控器上。
Digi推出的無(wú)線(xiàn)遠程zigbee系統集先進(jìn)、成熟的計算機、通信、數據采集及傳感器技術(shù)于一體，通過(guò)高精度的數據采集器，獲取安裝在油井、聯(lián)合站、接轉站、注水站、計量站、配水間等采油設備上的電流、電壓、溫度、壓力、液位、流量、含水等數據，用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將遠程數據上傳至油田的局域網(wǎng)上，實(shí)現對采油過(guò)程的全面監控系統具有數據檢測、數據共享、數據顯示、輔助分析、報警、權限設置等功能。
采用無(wú)線(xiàn)技術(shù)作為傳感器與RTU之間的通訊方法，將傳感器、變送器、MPU控制器及無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊組合在一起，構成一體化的微功耗無(wú)線(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò )傳感器，實(shí)現生產(chǎn)參數的無(wú)線(xiàn)采集。

四、主 要 性 能：
802.15.4/zigbee 的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，免無(wú)線(xiàn)電申請許可；
獨立知識產(chǎn)權的無(wú)線(xiàn)協(xié)調器、路由器、橋接器、測溫終端產(chǎn)品；
最大網(wǎng)絡(luò )連接能力：65000 個(gè)節點(diǎn)；
支持星型，樹(shù)型，網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò )拓撲結構；
空曠視距環(huán)境無(wú)線(xiàn)通訊距離600 米；
每個(gè)油井根據監測參數不同可有不同節點(diǎn)數組成；
每個(gè)油井群可由不多于65000 個(gè)節點(diǎn)組成；
五、系 統 構 成　　
1、局域無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊
2、無(wú)線(xiàn)示功圖測試儀
3、無(wú)線(xiàn)模擬量傳感器
4、無(wú)線(xiàn)RTU
六、系 統 特 點(diǎn)
1、系統集成化程度高
2、技術(shù)成熟
3、安裝簡(jiǎn)便
4 .Zigbee通訊不需要任何費用