基于物联网的油井智能监测系统研究

来源:用户上传      作者:王金环 薛泽辉 李春祥

　　摘要：本文通过分析油井的现状，结合物联网和人工智能的最新技术，针对油井检测中存在的问题，提出了基于物联网的油井智能检测系统的设计思路和实现方案。该系统主要研究数据分析与处理、钻机安全监测、测试系统的层次与结构、主监控计算机的功能、现场数据采集等内容。该系统能够有效预防潜在的安全隐患，对井场进行实时监测，有效的数据采集和分析，从而保证油井井场和人员的安全，为油井井场的发展奠定坚实的基础。
　　关键词： 物联网技术;油井;智能监测
　　中图分类号：TP393      文献标识码：A
　　文章编号：1009-3044（2020）30-0226-02
　　1 引言
　　物联网技术的出现给人们的工作和生活带来极大便利。
　　物联网技术的应用领域极为广泛，石油行业是技术密集型、信息依赖型的行业，石油行业的信息化建设日益提升。但是，目前现有的油井监管仅实现了本地的自动化控制，必须将分散在世界各地的油田数据汇集起来，提供给公司的专家层、领导层、技术层，才能挖掘信息的潜在价值，针对目前工程上存在的监测与智能化控制问题，提出设计基于物联网的油井智能检测系统的研究，分析油井现采用的技术方案，对系统算法和硬件组成进行了详细阐述，然后按要求标准对系统进行详细测试。
　　2 油井检测系统采用的关键技术
　　2.1 物联网技术
　　物联网技术给人们的生活和工作带来极大的便利，使一些变得更智能化，尤其是对危险设备的众多参数进行人工无法控制的控制。物联网[1]的出现给人们的生活和工作带来了极大的便利。物联网[2]利用传感技术和智能设备来感知和识别现实世界，并实现人与对象之间信息交换和无缝连接，通过网络传输互联网络、计算、处理和知识挖掘，从而实现实时控制的目标的物理世界，精确管理和科学决策。
　　2.2油井钻机
　　在全球数字电控技术的基础上，智能石油钻机电控系统已进入研究和技术开发阶段。近年来，石油行业的竞争日趋激烈，降低开采成本，维护井场安全已成为当务之急。因此，研究新的石油钻机显得尤为重要，因为我国目前使用的钻机相对老化，控制方式滞后，导致钻井周期长，钻机损坏率高，安全隐患大。本系统实施可以提高油井现场作业的安全性，保证工作人员的安全，及时检测机器是否有问题，具有很大的研究价值和意义。
　　2.3傳感器
　　传感器是一种能够感知被测信息，并将接收到的信息转换输出到电信号或其他需要形式的信息的测试设备，以满足信息的传输、处理、存储、显示和记录的需要。软件监控的变化数据将以曲线形式显示。该软件具有剖面分析、位移矢量分析、加速度分析、历史数据查询和分层报警系统。可显示监控结构图和传感器布置图。软件的存储模块为Oracle数据库，可以存储海量数据。在石油的开采和生产领域，防爆监控系统监控的房间的设计各分站油田预防和控制监控系统通过纤维技术，接收视频信号通过数字编码的程序员减少到两个通道的信号，一个通道用于实时监控和收集，另一通道作为备份数据。对石油生产现场的防爆数据进行监测。
　　3 系统设计方法
　　物联网技术应用于安全工业生产以来，安全问题一直是工业生产中的一个关键和重要问题，因此，在自动化工业生产中需要增加对安全的关注。我技术很容易的位置，和全球精确定位是可行的，与此同时，传感功能可以有效地提高生产的安全性，在当前自动工业生产过程，实现安全生产和实际生产效率可以有效地提高企业通过物联网技术的合理应用。在相关工业生产设备中，相关物联网设备的安装使其能够准确定位，并在此基础上，保证生产在企业各个环节的顺利实施，促进工业自动化更好的发展。该系统以美国公司的实验室窗口为开发工具，具有测量、监控流量、温度等功能[3，4]，在采油过程中具有集中调度和管理等功能。该系统的最底层是传感器和单片机组成，项目工程的各个油井的控制机构就构成了中间层，生产的第三层也是由计算机和检测软件构成的主监控室，各个主监控的作用是控制整个所有的现场。
　　4 基于物联网的油井智能监测系统设计
　　在对传统的油井钻机智能监测系统进行分析研究的基础上，结合物联网技术，将智能安全监测系统引入石油钻探机器工作系统中，提高工作人员发现机器问题，从而安全和机器的稳定性高工作人员的，本课题研究的主要内容包括：油井钻机智能监控系统由底层的数据库、规则库、实例库和经验库组成。从而安全和机器的稳定性高工作人员的，本课题研究的主要内容包括：油井钻机智能监控系统由底层的数据库、规则库、实例库和经验库组成。
　　4.1需求分析、数据处理
　　通过调研制定合理的需求分析方案，并进行数据处理，整个流程分为四步：数据采集;数据导入/预处理;数据统计/分析和数据挖掘。云计算油田的结果数据表，包含了：项目，序号，类别等信息，方便用户对计算的统计。右上角展示了：用户管理员，退出的图标按钮，修改密码的图标按钮。云计算油田数据的信息折线图，包含了：油田数据、日期，以及历史对比数据的信息。包含了历史油田的数据分析，方便用户了解更多历史数据的信息。
　　4.2油井钻机智能监控系统研究方法
　　针对油田工程机械的工作参数检测集成监测与智能控制问题，不够智能化，不够统一集成管理，采用物联网最新技术多传感融合，提出基于物联网的油井智能监测系统研究，从而有效减少生产中存在的安全问题，保障工业生产能够顺利实施，促使工业自动化得以更好地发展。该系统采用多层分布式系统，以Labwindows为开发工具，对采油过程中的流量和温度进行测量、监视、通信和集中调度管理，采用三层结构设计，实时数据采集和智能化管理功能，从而提高安全和高效工作。
　　4.3油井钻机智能监控系统层次结构设计
　　油井钻机智能监控系统是一种分布式系统，分为物理层、控制层和应用层。物理层包括单片机和传感器，现场的控制机器为控制层，生产部的控制中心有多个监控设备，其中应用层包括主控监测计算机。底层的物理层主要完成温度、湿度，以及流量等相关参数数据的采集。多台单片机会通过油井现场的总线构成单片机网络和现场工地的设备进行通信;控制层的主要作用是完成信息数据的传送，主要通过单片机进数据通信，采取生产现场整个生产过程的数据，并且将采集获得的信息数据及时地输送到油井生产控制中心的主计算机上，应用层为生产控制中心的主监控的计算机，这台主监控机通过无线网络与油井现场的各个单片机进行网络通信，获取生产现场的温度和流量参数信息，并完成实时参数曲线图的显示、声音报警、历史数据的查询等智能化功能，为现场管理者提供准确的生产参数，为采取措施的管理着提供帮助。 　　4.4油井钻机智能监控系统功能实现
　　该系统主要监测计算（湿度设置、温度设置和计算设置），在开始计算数据表中包括项目，序号，类别等信息。
　　4.4.1 服务器模块
　　服务器传输控制功能，可完成对服务器的登录、注册、注销、客户端连接的终止、数据的读取和发送等功能。
　　4.4.2传输控制功能子模块
　　传输控制功能子模块主要实现客户端类型的传输控制功能，能够自动完成连接或断开与服务器的连接，并且读取和发送数据等功能。
　　4.4.3 支持函数子模块
　　支持函数子模块能够获取本地主机和已连接主机的名称和IP地址等信息，通过设置断开连接的方式，来获取相应的套接字。
　　5 结论
　　介绍了最新的物联网技术领域的石油钻井平台通过与油井存在的问题分析，实时监测石油钻井平台，以防止安全隐患，一方面，可以减少火灾的因素，另一方面，及时警告可以当爆炸和火灾发生时可以采取有效的措施控制火灾的恶化和保证工人的安全网站。综上所述，基于物联网的油井智能监测系统地研究为油井的发展奠定了坚实的基础，便于在现实中推广应用，具有积极的作用和重要的价值。
　　由于该项目的实施，可以提高安全井场作业，保障工作人员的安全，及时检测机器是否存问题，有极大的研究价值和现实意义。
　　参考文献：
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　　【通联编辑：光文玲】
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