采油机工况数据采集与传输技术研究

发布时间：2019-06-02 06:57

【摘要】：随着国民经济的快速发展,石油和天然气等战略能源需求与日俱增,如何提高石油的开采效率和监管水平正成为油田领域的研究热点。油井高效的管理是油田稳定生产的关键,而采油机的电压、电流、油压、示功图等参数可以反应出油井的工况。目前,国内油田传统的油井监管方式是人力巡查,即通过人工测量并记录采油机的工况数据,再层层上传。这种方式,对于不良井况难以在第一时间察觉并采取措施,不仅低效,还存在数据漏传、错传的风险。针对这种情况,本文设计一种能替代人力的远程的采油机工况数据采集与传输系统,具有十分重要的现实意义。本文研究了油田监控系统发展,比较了几种应用于油田环境的无线传输技术,选择了数传电台和无线网桥结合的无线通信方式,设计了一套采油机工况数据的采集与传输系统,并完成了系统硬件和软件的设计,最终搭建了系统实验平台。本文的主要研究内容有:首先,对采油机工况数据采集与传输系统组网的关键技术进行研究。着重对主动路由协议和按需路由协议的特点进行了研究,并根据本文的实际应用环境选择适合的协议。基于网络组建的理论基础,设计了系统的总体方案,并进一步论述了硬件方案和软件方案的设计过程。然后,为了确保系统整体的可靠性,本文对多个关键模块进行选型,设计了终端采集板的硬件电路,包括存储电路部分、接口电路部分和其他电路。详细论述了各部分电路中模块电路的设计和器件选择过程。其次,本文对系统的软件进行了设计。分析了系统的总体软件架构,在终端采集板硬件设计和调试完成的基础上,对系统软件开发平台进行搭建,包括嵌入式Linux操作系统的配置和移植,交叉编译环境的建立,文件共享服务NFS的开启等工作。另外,本文还开发了I2C设备驱动,为A/D模块采样提供底层支持,并开发了下位机采集、传输、报警软件和上位机监测软件。最后,本文搭建了系统实验平台,对系统的数传电台和无线网桥进行了通信测试,对工况数据采集与传输功能和视频采集与传输功能进行了验证。并在此基础上进行了系统性能的评估。实验结果表明,本文设计的采油机工况数据采集与传输系统实现了远程监测的功能,能有效的代替人力巡井工作,实用性较强,性能优异。
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【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE933.1

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本文编号：2490909