油田油井無線通信——zigbee應用

一、系 統(tǒng) 概 述
我們知道油井是油田最小的生產單位，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至關重要。傳統(tǒng)的采用人工采集這些數據，效率低，不能準確及時，并對工作人員的安全構成極大威脅。后來隨著技術的發(fā)展，出現(xiàn)了應用GPRS，GSM，數字電臺采集這些數據的方法。但是經過一些油田的使用發(fā)現(xiàn)也存在許多問題。首先是這些設備造價昂貴，維護和運營費用高。ZIGBEE 技術的出現(xiàn)和成熟是以上這些問題得到交好的解決。必將使油井的無線監(jiān)測步如光明道路。
系統(tǒng)主要由采油場監(jiān)控中心和油井無線遙測遙控主機、傳感器、電機控保裝置等組成，通信部分采用ZIGBEE無線網絡傳輸；
采油場監(jiān)控中心一般設置在礦部、隊部或其它監(jiān)控調度部門，包括有管理計算機，ZIGBEE網絡的中心節(jié)點；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(jiān)控開關斷/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ZIGBEE通信模塊送至遠程智能無線RTU。
基于802.15.4/zigbee 技術的無線傳感器網絡的油井監(jiān)測系統(tǒng)，采用大量傳感器無線組網傳輸的方式，完全擯棄了傳統(tǒng)的單一使用GPRS，GSM，數字電臺監(jiān)控油井的方法。使設備費用投入大及運營成本高，維護難度大的問題得到徹底的解決。大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，施工方便，并實現(xiàn)油井井場內無線化。

二、系 統(tǒng) 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(jiān)控
三、應 用 原 理
根據油井的分布規(guī)律系統(tǒng)采用ZIGBEE 技術和其他無線技術結合。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。在井場內部和井群內部由ZIGBEE 終端節(jié)點，路由節(jié)點，協(xié)調器節(jié)點組成一個無線網。整個井群的數據再經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過對數據處理，對油井進行時時監(jiān)測。
本實用新型涉及一種壓力檢測裝置，具體地說是一種油田無線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線收發(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。本實用新型由內電池供電，通過無線通信進行可識別井號、采集數據具有時間信息的壓力檢測。使用本裝置，可使檢測壓力時無需打開防盜箱，可在防盜箱或防盜罩外無線讀取壓力，測試安全方便，大大減輕勞動強度，有效提高巡井質量，可促使巡檢人員在規(guī)定的時間、確定的油井和水井位置取得實際、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，為油田生產過程制定出有針對性的合理的調控措施，為增產措施提供依據，促進油田的生產。
在我國油田無論是水網、沙漠還是高原、嚴寒地區(qū)，油井的數據采集基本上靠人工完成，無論盛夏酷暑還是冰雪旱天，采油工都必須到現(xiàn)場采集油井示功圖、平衡度、油套壓、油溫及產液量等井口生產數據，工人勞動強度大，且數據的準確可靠性完全依賴于采油工人的工作責任心。海上油田的生產管理則更加困難，常常要借助于龐大的集輸管線及增加采油平臺來降低現(xiàn)場管理難度，采油井的生產參數經常受到天氣變化和交通工具的影響無法正常獲得，嚴重影響了油井的自動化管理。應用油井遠程監(jiān)控系統(tǒng)對于實現(xiàn)油井管理的自動化、提高工作效率、保證數據采集的準確性及加強現(xiàn)場事故應急處理等都具有非常重要的意義。
近年來各種數據采集系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)在油田生產中得到了廣泛應用。油井遠程監(jiān)控系統(tǒng)數據的準確采集、可靠性、便于維護性成為制約整個系統(tǒng)正常、可靠運行的關鍵，目前抽油機井數據監(jiān)測普遍選用載荷傳感器、角位移傳感器（或脈沖發(fā)生器）、監(jiān)控器、電參量傳感器等 ，分別安裝于懸繩器、游梁及控制柜上，各個信號采用有線方式匯集到監(jiān)控器上。
Digi推出的無線遠程zigbee系統(tǒng)集先進、成熟的計算機、通信、數據采集及傳感器技術于一體，通過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，用無線網絡將遠程數據上傳至油田的局域網上，實現(xiàn)對采油過程的全面監(jiān)控系統(tǒng)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。
采用無線技術作為傳感器與RTU之間的通訊方法，將傳感器、變送器、MPU控制器及無線收發(fā)模塊組合在一起，構成一體化的微功耗無線智能網絡傳感器，實現(xiàn)生產參數的無線采集。

四、主 要 性 能：
802.15.4/zigbee 的無線網絡，免無線電申請許可；
獨立知識產權的無線協(xié)調器、路由器、橋接器、測溫終端產品；
最大網絡連接能力：65000 個節(jié)點；
支持星型，樹型，網型網絡拓撲結構；
空曠視距環(huán)境無線通訊距離600 米；
每個油井根據監(jiān)測參數不同可有不同節(jié)點數組成；
每個油井群可由不多于65000 個節(jié)點組成；
五、系 統(tǒng) 構 成　　
1、局域無線收發(fā)模塊
2、無線示功圖測試儀
3、無線模擬量傳感器
4、無線RTU
六、系 統(tǒng) 特 點
1、系統(tǒng)集成化程度高
2、技術成熟
3、安裝簡便
4 .Zigbee通訊不需要任何費用