概述

  在我國陸上油田無論是平原、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，無論是天氣炎熱的盛夏還是千里冰封的數九寒天，采油工人都必須到現場采集油井示功圖、電流圖、狀態及產量等井口生產數據，工人勞動強度大，并且數據的準確性可靠度完全依賴于采油工人的工作責任心。

  當前采油井管理及數據采集存在的問題：1.油井一般都很分散，分布范圍廣，地區偏遠。對油井出現的異常情況不能及時發現、及時采取措施，從而導致原油產量降低，設備使用壽命減短，能耗增加，有時甚至會造成嚴重的經濟損失，降低了經濟效益。2.油井管理中的大量生產數據全靠人工采集，耗費大量的人力和物力，而數據的準確性則因數據采集人員的工作責任心而異。部分油井無法實現正常的井口資料采集及井下泵況的測試，影響油井的動態分析和日常管理，不能及時有效地對油井的工作情況進行分析和管理，影響油井的正常工作。3.油井采集的數據為非連續性數據，因而對油井真實工作狀況無法準確地掌握，導致對油井的診斷時間拖得很長，而降低生產效率，增加了采油成本。

  基于紫金橋監控組態軟件示功圖的油井無線巡控系統，采用無線數傳電臺的形式在油井與主站之間形成通信網，有效的解決了因油井分布分散而造成的突發事件處理不及時的問題；數據直接傳送到主站，避免信息采集中因人為因素造成的損失；采集信息實時性強，能夠實時掌握現場的生產情況。

  解決方案

  利用井口數據采集器采集油井的狀態、產量、示功圖、電流圖等參數，經過數傳電臺將數據傳遞到采油廠主站的實時數據庫中。紫金橋監控組態軟件利用自身的示功圖組件，將實時數據庫中的數據，顯示為現場的實際示功圖曲線和電流曲線，并提供相應的存儲、查詢、數據顯示、打印以及放大縮小等功能。

  硬件介紹

  硬件系統是由固定安裝在抽油機井井口的負荷、位移及電流傳感器、數據采集處理器和上位機管理系統組成。該儀器功能之一是采集抽油機井的示功圖數據，同時還可以采集到同一沖次內的電流數據，通過無線方式上傳到油井監測系統，并形成曲線并存儲供生產分析使用。

  硬件系統將傳感器與數據采集處理部分整合，形成一體化RTU井口計量裝置，放置井口進行長期監測和計量，并使其體積最小、功耗最低。這里選用新的超低功耗、集成化程度高的微控制器及相關電子原件開發而成。一體化RTU井口計量裝置采用集成化程度高的微控制器可以使外圍器件更少，減小了一體化RTU井口計量裝置的主板體積。電子器件都要選擇功耗低的，電源部分進行智能化管理，最大限度地降低功耗，減少由于長期使用而造成電能浪費，節約電能。

  紫金橋示功圖組件簡介

  示功圖就是以抽油機光桿所承受的負荷為Y軸，以光桿的位移為X軸所繪制的平面曲線圖形。

  示功圖對油井監控極為重要，應用示功圖的比較和分析診斷技術，對深井泵和油層生產狀況進行分析，可達到優化抽油機井控制模式和參數的目的。

  根據抽油機的結構特點，負荷傳感器安裝在光桿的提升座上，位移傳感器安裝在采油機曲柄軸上部。通過角位移的變量，將光桿的升降負荷量轉換為線性位移的曲線。現場繪制示功圖的標準與專用測井儀器測出的示功圖完全吻合。

  X軸：是指抽油機運行的一個沖程，從最低點到最高點的距離，一般為3米、3.5米、4米，或更高。X軸是一個可變的值，根據實際情況設定。單位為米，所以顯示X軸位移的坐標信息為（米）。

Y軸：Ｙ軸為負荷，單位為ＫＮ，在抽油機的運行過程中負荷是不斷變化的。顯示Y軸坐標信息單位為（千牛）。

  曲線說明：一個抽吸周期內由負荷與位移形成的封閉曲線，分為上行程和下行程。

  負荷最大值：指上行程負荷的最大值。

  負荷最小值：指下行程負荷的最小值。

  沖程：為抽油機提升臂帶動光桿運動，從最低點到高點升降的距離，由位移量的最小值到最大值輸出信號的變量確定。

  系統功能簡介

  紫金橋監控組態軟件提供完整的監控功能：

顯示：提供示功圖、電流圖的現實功能，滿足油井監控的專業需要 采集：利用無線電臺等通信手段，完成對現場生產數據的采集。 數據存儲：通過強大的數據存儲功能，便于對照和分析。 報表功能：利用紫金橋軟件強大的報表功能，根據用戶的不同需要，靈活的顯示各項記錄。 穩定性：利用紫金橋軟件特有的動態加點功能，使系統具有更強的穩定性，適合長期運行。 安全性：系統給具操作人員的不同，給與不同的操作權限，使整個操作更加安全。

  動態修改油井

  利用紫金橋軟件特有的動態加點功能，真正做到運行時動態增加、修改、刪除油井，極大的提高了系統監控的運行的連續性和穩定性。

  具有操作權限的操作工，可以很方便的增加、修改、刪除油井，而不必再進行復雜的配置。

  狀態查詢

  系統自動可以每隔一定時間查詢各油井的狀態，也可以手動實時查詢。利用報表顯示各項參數值，并且能夠根據現場需要修改某些參數的設定值。可以將數據導出為txt、csv等格式。

  功圖數據顯示

  利用紫金橋軟件自身的示功圖組件，可以靈活的顯示油井的示功圖、電流圖。系統提供定時采集（每天一至兩幅）和手動實時采集兩種查詢方式，手動采集又可以分為采集一口井和采集多口井。

  每次采集后都會生成一條帶有時間標簽的采集記錄保存在報表中，雙擊即可查詢顯示；對于時間較久遠的功圖可以通過歷史查詢，來得到一段時間的功圖、電流圖記錄。每一條記錄均可以手動刪除。在顯示功圖曲線的同時，同樣會在報表中得到所有的功圖、電流數據，并且可以將報表中的數據保存為文本文檔或者Excel可以打開的文件格式。各曲線均可以打印。

  總結

  基于紫金橋組態軟件示功圖的油井無線監測系統，將油井與監控主站之間緊密的聯系在同一個信息圈中，打破了傳統的油井管理方式，實現了油井監測的信息化。軟件本身特有的動態加點，一方面使增加、修改油井變得極為簡單，節省了繁瑣的開發周期，另一方面保障了系統的穩定性。強大而靈活的示功圖組件，為油井的管理提供了可靠的依據。鑒于目前國內油井監測的現狀和以上技術特點，本系統具有巨大的推廣價值。