[发明专利]基于物联网的油田清蜡作业设备远程监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及基于物联网的油田清蜡作业设备远程监控系统,属于物联网控制技术领域。

背景技术

目前，在原油生产过程中，由于温度压力的降低以及轻烃逸出，溶解在原油中的蜡会以晶体形式析出并吸附在油管壁、套管壁、抽油泵，以及其他采油设备上，甚至在油层部位都会形成蜡的沉积。油井结蜡是影响油井高产稳产的突出问题之一，清蜡是油井管理工作中的重要内容。

油井清蜡工作是原油生产中的重要环节，目前采油厂站大都实现了对油井工作效率的监控，目前，传统的技术是采用以监控油井工作效率的方式对清蜡工作进行推测式监控，其缺点是：一方面无法真正掌握采油现场清蜡设备的工作状况；在出现事故隐患时操作人员难以发现，易造成设备事故；另一方面这种传统落后的监控技术会造成人员工作懈怠并以各种理由拖延清蜡工作从而造成抽油井工作效率严重下降，甚至造成抽油机故障，从而影响正常生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的基于物联网的油田清蜡作业设备远程监控系统，本发明基于物联网技术采用SCADA技术、RFID技术做为数据采集和控制前端，旨在监测清蜡设备的安全运行并实现远程控制。

本发明包括：火焰监控摄像机、视频采集单元、RFID读卡器、流量传感器、温度传感器、压力传感器、气敏传感器、数据传输单元[DTU(Data Transfer unit)]、网络传输单元、工控主机，所述网络传输单元包括WIFI单元和3G通讯单元。

所述火焰监控摄像机、视频采集单元、网络传输单元和工控主机依次连接，所述RFID读卡器与网络传输单元连接，所述流量传感器、温度传感器、压力传感器、气敏传感器分别与数据传输单元连接；所述数据传输单元与网络传输单元连接。

本发明采集数据的同时通过3G通讯单元与调度数据中心进行数据交互，实时接收调度室数据中心发送的指令，并将接收到的指令传送给监控中心，监控中心接收到数据进行处理，显示各站内清蜡设备的实时运行参数，并根据采集的参数分析完成对各清蜡机的运行状况分析，与示功图对比，实现群集式清蜡工作监控。

所述流量传感器：用于监测清蜡机的燃气流量/燃油流量、入水流量、蒸汽流量，并监控每次清蜡所需的燃料、水和蒸汽量，实现清蜡机作功效率监控；

所述温度传感器：用于监测清蜡机炉膛温度、炉膛出口温度、蒸汽温度、烟温。

所述压力传感器：用于监控蒸汽出口压力，监控蒸汽是否达到清蜡所需压力。

所述气敏传感器：用于监控油井产出气体浓度；

所述火焰监控摄像机：用于监控清蜡机火焰情况。

所述数据传输单元：集成配备传感器接口并完成数值转换；

所述视频采集单元：用于提供视频接口并完成视频数字化转化；

所述RFID读卡器采用RFID技术，实现人员到岗信息采集，清蜡机供电后，人员刷卡，实现人员到岗信息监控。

所述WIFI单元、3G通讯单元：通过WIFI、GPS/AGPS技术，实现清蜡机设备的位置自动上报，监控清蜡机当前所处位置。

本发明能够监控以下参数：

1、供电：用于监控清蜡机的供电情况。

2、燃烧状态：监控清蜡机的火焰情况。

3、温度：主要监测清蜡机炉膛温度、炉膛出口温度、蒸汽温度、烟温。

4、流量：清蜡机燃气流量/燃油流量、入水流量、蒸汽流量，监控每次清蜡所需的燃料、水和蒸汽量，实现清蜡机作功效率监控；

5、压力：监控蒸汽出口压力、实现监控蒸汽是否达到清蜡所需压力。

6、电流：用于监控抽油机清蜡过程中电机电流的变化，以实现与示功图中电流变化值的对比。

7、操作员信息：采用RFID技术，实现人员到岗信息采集，清蜡机供电后，人员刷卡，实现人员到岗信息监控。

8、位置信息：通过GPS/AGPS技术，实现清蜡机设备的位置自动上报，监控清蜡机当前所处位置。

9、警报：设备运行过程中发生故障时，产生警报，并自动上报。

本发明的全自动控制系统是采用SCADA技术，通过对设备各个关键点的数据分析，通过I/O系统，实现设备的工作状态自动控制与调节，并在发生故障前自动停止和上报故障信息。

由于本发明内置了网口和WiFi、3G/GPRS通讯单元，可实现多种网络的支持，并可采用平板电脑（PAD）、智能手机、笔记本电脑等移动终端，在网络覆盖不到的位置，仍然可以在WiFi模式下实现移动终端控制周围百米范围所有清蜡机。