CN102269992A

CN102269992A - 油井物联网智能控制系统

Info

Publication number: CN102269992A
Application number: CN2011101560191A
Authority: CN
Inventors: 孙长江; 宋江伟; 谈继强; 庞涛; 谢欣岳; 周建平
Original assignee: Xinjiang Gc Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Xinjiang Gc Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2011-06-12
Filing date: 2011-06-12
Publication date: 2011-12-07

Abstract

油井物联网智能控制系统，数据采集端(1)、变频设备(2)、油水井井口（6）上固定电子标签(3)，自身集成电子标签的远端测控单元(4)上固定射频读取单元(5)。在压力变送器、温度变送器、电流变送器、液面、载荷、油水井井口部位固定电子标签，与远端测控单元上安装的识别设备构成油井测控物联网，对现场油水井、传感器、变频器都进行身份标识，方便地掌握变送器的信息并能实现自由地组网；把单井的数据与变频器进行有效的结合，实现变频的智能控制，达到节约能源的目的。

Description

油井物联网智能控制系统

技术领域

本发明涉及以射频识别技术实现设备组网的油井智能控制装置。

背景技术

目前油田的油井数字化，是通过各类变送器及远程终端单元RTU模块(Remote Terminal Units)对油井的套压、油压、井温、载荷、液面等参数进行采集，由于变送器的身份信息和采集的数据信息是分离的，对现场变送器的身份、位置的标识只能通过在上位机组态画面上进行定义和标识，现场的传输方式包括：单井到RTU采用有线方式、无线方式或无线电通讯；RTU到中控采用GPRS、无线网桥或数传电台方式。如果变送器损坏、移动到其它井上，都需要人工在上位机上进行重新设定。同时，变频技术在油井上的运用，目前国内才刚刚开始，在使用过程中变频频率的调节没有形成闭环控制，往往是人为地把上冲程和下冲程的频率控制在一个固定的值上，没有起到真正节约能源的作用。相关适用改进技术方案公开较少。

发明内容

本发明的目的是提供具有身份标识识别的物联网，并且实现单井闭环变频自动化设备控制系统。

本发明的发明目的是通过如下技术措施实现的：在压力变送器、温度变送器、电流变送器、液面、载荷、油田专用变频器和RTU 上安装RFID设备，对现场传感器、变频器都进行身份标识，构成油井作业物联网，对油压、套压、温度、载荷、位移、电流和电压数据进行采集；在变频器上集成单井自动化功能；通过采集液位的即时数据，控制变频器，判断是否需要在最低频率运行；通过采集功图信息来控制变频器在合理的频率范围上运行，实现变频的自动控制。

本发明的有益效果是：采用物联网技术，对现场传感器、变频器都进行身份标识，方便地掌握变送器的信息并能实现自由地组网；把单井的数据与变频器进行有效的结合，通过液位的采集可以控制变频器是否需要在最低频率运行；通过功图的采集来控制变频器在合理的频率范围上运行，实现变频的智能控制，达到节约能源的目的。

附图说明

图1是本发明的工作原理示意图

图2是本发明的结构示意图

表1是本发明系统测控单元上传的数据帧结构

附图标记：数据采集端1，变频设备2，电子标签 3，远端测控单元4,射频读取单元5，油水井井口标识6。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

数据采集端1和变频设备2油水井井口标识6上固定电子标签 3，远端测控单元4上固定射频读取单元5。

数据采集端1为压力变送器、温度变送器、电流变送器、液面、载荷。

远端测控单元4也称为RTU。由电子标签 3和射频读取单元5为主构成电子标签射频识别系统，即RFID。

本发明实施例融入物联网技术，对现场传感器、变频器都进行身份标识，不仅随时掌握动态数据信息，同时能知道数据来自于哪里。运用RFID技术对油井、变送器、变频器都进行标识，可以方便地掌握变送器的信息并能实现自由地组网；在变频器上集成单井自动化功能，形成油田专用变频器。单井自动化与变频器进行完美的结合，实现单井自动化的数据采集和控制功能；实现变频的智能控制，达到节约能源的目的：公知技术中，在抽油机上使用变频器，往往只是把频率人为地在上冲程和下冲程分别控制在一个固定的范围，不能形成一个闭环控制，本发明把单井的数据与变频器进行有效的结合，通过液位的采集可以控制变频器是否需要在最低频率运行；通过功图的采集来控制变频器在合理的频率范围上运行，实现变频的自动控制。

标有RFID射频识别电子标签的设备实时工况信息的传输模块将井口的各种模块数据，传送到同样标有RFID射频识别电子标签的RTU和油田专用变频器，汇集成交互式动态油田信息。

配备有RFID射频识别电子标签的传感器在无线传感网中能任意组网，提高了传感器无线通讯的可靠性与通用性，解决了油田中传统设备无线网络需人工通过软、硬件设置映射关系且通讯稳定性差（在较大系统中尤为突出）的难题。油田物联网智能控制系统使单体设备不再有“局部化”和“主从化”的概念，而是属于整个油田物联网，所有数据均通过带有RFID电子标签信息帧共享在网络上，网络中的其他设备按需获取，实现既定要求的控制。

在本发明中这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。此外，本领域技术人员在阅读了本发明的内容之后，以等同替代或变劣进行对本发明作各种改动或修改，同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

配备有RFID射频识别电子标签的传感器在无线传感网中能任意组网，提高了传感器无线通讯的可靠性与通用性，解决了油田中传统设备无线网络需人工通过软、硬件设置映射关系且通讯稳定性差，在较大系统中尤为突出的难题。油田物联网智能控制系统使单体设备不再有“局部化”和“主从化”的概念，而是属于整个油田物联网，所有数据均通过带有RFID电子标签信息帧共享在网络上，网络中的其他设备按需获取，实现既定要求的控制。

表1是本发明系统测控单元上传的数据帧结构

Figure 2011101560191100002DEST_PATH_IMAGE001

本发明为油井、传感器、控制设备和RTU上配置RFID射频识别电子标签，除能使油井的井位信息，传感器、控制设备的数据信息附加有标识帧外，还能使传感器或控制设备自身的制造、规格、安装要求、设置信息，故障状态信息等自身固有属性数据共享至整个油田物联网，增强了同类型传感器的互换性，为后期维护提供信息服务，例如：变送器校验、设备定期维护、损坏设备更换等，进一步扩建从而建立完备的设备售后维护体系。即使更换设备也无需人工重新设定上下位机软硬件映射关系即可正常工作。

Claims

1.油井物联网智能控制系统，其特征是：数据采集端(1)和变频设备(2) 油水井井口（6）上固定电子标签(3)，集成电子标签的远端测控单元(4)上固定射频读取单元(5)。

2.如权利要求1所述的油井物联网智能控制系统,其特征在于, 数据采集端(1)为压力变送器、温度变送器、电流变送器、液面、载荷。

3.如权利要求1所述的油井物联网智能控制系统，其特征在于，由电子标签(3)和射频读取单元(5)为主构成电子标签射频识别系统。

4.如权利要求1所述的油井物联网智能控制系统，其特征是：在数据采集端(1)、油田专用变频器（2）上固定电子标签(3)，对现场传感器、变频器都进行身份标识，结合无线传感网构成油井作业物联网，对油压、套压、温度、载荷、位移、电流和电压数据进行采集；在变频器上集成单井自动化功能；通过采集液位的即时数据，控制变频器，判断是否需要在最低频率运行；通过采集功图信息来控制变频器在合理的频率范围上运行，实现变频的自动控制。

5.如权利要求1所述的油井物联网智能控制系统，其特征在于，标有RFID射频识别电子标签的设备实时工况信息的传输模块将井口的各种模块数据，传送到同样标有RFID射频识别电子标签的RTU和油田专用变频器，汇集成交互式动态油田信息。

6.如权利要求1所述的油井物联网智能控制系统，其特征在于，利用专有的RFID射频电子标签信息配备无线传感网，能使RTU同时控制多路油田专用变频器，实现间抽。