1体系结构

1.1模式建立

根据油田的实际需求和自然、地理环境条件，结合油田生产管理结构，建立自动化监控系统。对其所属井站进行数据检测、过程控制和图像监视，实现对计量站、配水站的无人值守。监控系统实时采集数据和图像，并将其传输到自动化生产中央控制室进行处理，为生产管理者决策提供及时准确的信息。

1.2架构建立

以联合站或采油队控制室上位计算机系统为一级单元，以单井、计量站和联合站各区的有线、无线数据采集控制器（RTU、PLC）为二级单元，组成两级SCADA自动化监控系统，下位机进行分散数据采集和闭环控制，上位机集中进行数据处理、动态显示和远程控制。

1.3系统组成

油田井网无线监控系统采用工况数据监控和图像监视相结合的方式。在各监控现场选择适当位置安装网络视频服务器、360°室外全景摄像头或低照度固定摄像头、室外云台等‚向中控室传送高质量的连续图像，对油井、计配站、联合站全貌及站内主要生产岗位和关键生产设备的生产运行状况进行全天候图像监控；同时，通过有线或无线方式将工况数据传输到中控室。两种监控方式相互配合，相互补充。

1.4数据存储

建立网络工况数据库和网络视频图像数据库，两种数据可永久备份保存。正常工作图像实时刷新，并可随时进行查询、检索。在关键生产岗位和频繁切换的生产工序实现生产过程或生产设备的全自动闭环控制，中控室上位机可对闭环控制单元进行远程干预；其它生产工序以人工远程控制和数据监测为主。

1.5网络化管理

结合现场条件和设备要求，采用有线网络、无线数传电台、无线宽带网络等多种数据通讯手段和方法，组成一个自下而上的完整数据通讯网络。各监控子系统的实时监控数据、监视图像及历史生产报表全部实现网上发布。油田局域网上的任何一个授权用户‚均可通过IE浏览器和专用的视频播放软件，在油田信息网上浏览井场、计量站、配水站和联合站的各个监控画面及实时生产数据，查询有关生产报表。

2工况监控功能

2.1工况检测

2.1.1抽油机井

采集电压、电流、载荷、冲次、冲程、井口压力、生产时率、曲柄销子及巡井时间等生产参数，并实现自动定时采集和远程控制采集油井示功图。

2.1.2计量站

集油管汇压力、计量管汇压力和水套加热炉压力的检测；集油管汇出口（进加热炉）温度和油气出加热炉温度的检测；计量分离器液位和加热炉水位的检测；单井流量和天然气气量的检测；单井分离器出口含水率检测；计量间可燃气体浓度检测；计量分离器出口出油阀阀位检测和电动三通球阀阀位检测；水套加热炉火焰检测。

2.1.3联合站

沉降罐油水界面、液位、贮油罐液位的测量；管汇出口压力温度、进口温度、加热炉出口压力、温度的测量；加热炉水位、液位的测量；立式分离器液位测量；在污水处理中‚污水池液位检测与自动放水、污水泵连锁控制、污水高架罐液位检测；水套炉炉套压力监测；卸车泵房、运油泵房可燃气体报警功能。

2.2工况控制

（1）抽油机井人工远程启／停控制和开关井场照明灯。

（2）对油井产液量、产气量的自动计量及人工远程计量控制；照明灯人工远程开关控制。

（3）联合站站内各主要设备及工序的人工远程控制，对一些特别重要工序实现PID闭环控制。所有闭环控制回路均用软件实现手动／自动无扰动切换‚可在线修改控制参数。

2.3数据通讯

单井和计量站采用远程数据采集控制器（RTU）与上位机进行数据通讯；联合站采用有线方式与上位机通讯；中控室采用无线宽带网络通讯方式实现联网。

2.4数据管理

通过对生产参数的采集、过滤和处理‚根据生产需要自动生成各种生产报表和生产曲线，以图形方式实时显示压力、温度、液位、油水界面、电流、电压等各种生产参数及泵、阀、加热炉等生产设备运行状态，利用工厂数据库系统对各种生产数据进行实时储存，自动生成系统报警记录和设备运行日志，并实现生产参数超限报警及设备故障报警，预测故障位置和故障原因并进行相应提示。

2.5日常生产管理

根据油井和联合站的各种检测数据及设备运行记录分析，自动进行热洗井、调整平衡、加药、设备保养、设备运行异常、注水井洗井、切换流程等提示。

2.6优化决策

根据检测数据‚进行生产井在线诊断及参数优化设计、抽油机井系统效率分析和注水效率分析。

3视频监控功能

在井场、计量站或联合站安装若干台360°室外全景摄像头或低照度摄像机及室外云台，‚对站内全貌及抽油机井进行监控。在计量站和联合站内的主要工作岗位各安装一台低照度摄像机‚对生产状况进行监控。

3.1系统结构

摄像监视系统由摄像头、云台解码器、SW1000W网络视频服务器、SW1000server视频服务器软件及监控客户端组成。各摄像监视站点的视频信号‚经网络视频编码器编码后，通过直扩2．4G无线网络与中控室视频服务器连接，中控室视频服务器负责对所有远程点的摄像机、网络视频服务器及云台解码器进行管理，并维护同它们的网络连接。对局域网所有网络用户实现授权管理，所有授权用户通过局域网上任何一台计算机登录监控系统‚对所有授权摄像机进行实时图像监控，并可对所有报警和录像信息进行检索和回放。

3.2主控中心视频服务器

视频服务器安装视频服务器设置软件、WEB客户端服务软件、数据库服务器软件和硬盘录像设置软件。负责管理与多个前端监控点网络视频服务器的连接，具有Watchdog断线后自动重联功能。支持用户管理、网络视频前端设备管理、告警信息管理、数字视频录像管理（硬盘录像）。通过下载客户端授权软件，实现实时的网络视频组播‚对所有网络用户提供实时视／音频图象服务，支持WEB方式的多，用户实时视频浏览、控制和录像检索、回放。响应前端监控点报警（运动图像报警），执行相应的告警行动（报警触发录像、响应控制等）。

3.3客户端视频工作站

任何一个授权的网络用户‚通过下载客户端软件‚可以获取各个前端的实时图像和录像资料，享受其相应权限内的监控系统网络服务。

4井站信息化管控建设的主要做法

4.1油水井生产参数信息自动监测

拓宽数据信息的应用。推进单井生产信息自动采集技术，完成单井数据采集与系统效率数据库接口程序的编写，可以实时在计算机上显示功图、电参数据，自动生成抽油井系统效率参数测试文件包，代替了原始的人工测试系统效率工作。在全厂抽油机井信息采集电参数装置的安装，抽油机井覆盖率达到84.8%，实现了示功图、电参量等数据的采集；安装了60套注水井信息采集电参数设备，水井覆盖率达到43.5%，实现了油、套压、注水量的采集及自动调水功能。通过实施单井生产信息自动化采集项目，免去了一线员工每年1300井次的现场系统效率测试、每年6000余井次的功图测试、每年17万次的电流测取工作量。在注水、采油、集输三大系统的关键技术指标上均提高了1%-5%左右，累计减少维护性作业40井次，问题井平均恢复周期缩短3天。全厂开井时率与信息化建设前相比提高了0.4%，及时发现抽油杆断脱、泵漏失等井下故障，提高了隐性开井时率。

4.2油水井自动调节及远程控制

针对油水井数据采集实时性的特点，开发了客户端分析及报警软件，包括抽油机停机、通信状况中断、产量波动、功图异常等状况都会及时在计算机桌面上弹出报警信息并有声音提示，真正实现油井的快速反应；完善了计量站，两座中控室和一座中转站的自动化配套、单井数据信息采集，解决了量油的问题。结合新版功图算产 WEB 发布软件和油田实际特点，兼容了以前功图查询、产量计算查询等功能，增加实时电流、产量曲线查询、功图叠加分析等功能。实现现场与抽油井系统效率应用程序的对接，达到功图量油井的系统效率不间断自动测试，使各生产环节的巡查和操控由传统的人工操控向信息系统自动远程监控转变，常规设备启停、流程倒改、设备巡查等固化的工作实现数字化远程操作，大幅降低了员工的劳动强度。此外，通过开展信息数字化建设，将第一手采集的资料实时上网入库，供监控、查询、分析。取消中间环节，减少差错率。同时，实现了数据送出、趋势报警、指标计算、报表生成的自动化，使技术人员从繁琐的数据统计、计算及系统测试等日常工作中解放出来。

4.3联合站、接转站、气处理站信息自动监控

对联合站集散控制系统的升级改造，将原来的手动或半自动信息控制改为全自动信息控制，把不直观信息界面改为直观的易操作人性化的信息管理界面，实现了现场管控和指挥功能，集散控制系统升级后，控制更为完善，布局更加合理、数据采集更加准确，为确保集输系统安全平稳运行提供强有力的技术支撑。针对部分接转站岗位分散、信息自动化系统建设零散，以站和岗位为单元相对独立，没有实现进入系统互联的问题，实施信息自动化系统整合。将各站点的控制系统合并在一起，优化岗位和人员的配置。在不增加采集点、控制系统和原有信息设备的基础上，本着解决实际问题，节约成本为原则，对计算机监控、二次仪表系统和零散的采集点设施接入现有的自动化信息管理系统，从而实现了岗位人员的优化调整。

4.4油区综合治理实现技防

以往传统的巡防和抓捕行动中巡逻车辆、内保人员经常被不法分子暗哨发现，造成了防范难、抓捕难、存在人身对抗风险的诸多难点。该厂构建了技术防控信息网络，将技防信息化建设做为有效防控与精准打击偷油的重要手段，依托站站通和电信网络等资源，突破了技术防范瓶颈，对偷油盗电重灾区，远程录像达不到的地方，利用移动通信设备作为信息通道，就能实现如作业大队的井场监控、护厂大队的重点单井防偷油盗电监控，形成了“点对点”、“面对面”的技防布控网络。利用热成像、激光视频等多种技防设备，对重点井站采用脉冲、声波热敏感应进行“点对点”有效防控；利用 GPS 弹射跟踪定位系统，实现定位跟踪打击；利用热成像实现“面对面”大区域防控，利用激光探头实现“面对面”小区域防控。

5 系统的保障措施

自动化监控系统建成后，首先制定一套完整的自动化系统运行管理制度，满足自动化系统运行的需要。其次成立自动化系统维护小组‚负责自动化系统的日常维护及一般性系统故障处理。系统管理人员、维修人员和系统操作人员应分别进行严格的技术培训，全面了解和掌握系统管理、维护和操作技能，确保系统安全运行。这样‚对确保整个系统安全可靠地运行，真正实现系统的设计目的和全部功能，使其发挥出应有的作用。

6 结论

油田数字化无线工况监控与无线视频监控系统的使用，可以提高油田计算机局域网络的利用价值，缩短数据的收集及处理的时间，并可最大程度的保证数据的真实性，为管理人员进行生产指挥决策提供及时准确的第一手信息资料，为油田后期滚动开发提供真实的历史资料，实现了生产管理的自动化，提高了管理水平和生产效率，降低了油田生产的成本投入。

参考文献

[1] T．M．阿里也夫、A．A．捷尔－哈恰杜洛夫著，牟而中、吴士华、王显辉译．抽油井自动控制和诊断．北京：石油工业 出版社1993

[2] 陈宪．侃示功图定量解释．石油钻采工艺‚1982‚4（3）