CN104481456A - 一种油田试采单井的数传与安防集控一体化的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油田试采单井的数传与安防集控一体化的装置和方法，包括RTU生产数据采集模块、智能视频监控模块、主动告警模块、电子封签模块、无线宽带传输模块、嵌入式集控软件模块和背板，所述RTU生产数据采集模块、所述智能视频监控模块、所述主动告警模块、所述电子封签模块和所述无线宽带传输模块安装在背板上，所述嵌入式集控软件模块的嵌入式集控软件程序写入背板的芯片中，使所述RTU生产数据采集模块、所述智能视频监控模块、所述主动告警模块、所述电子封签模块的功能互通。本发明的技术方案采用一体化设计，简化了安装、调试和使用流程，并可方便的拆卸挪走，安装在另外的试采单井上继续使用，大大节约投资成本。

Description

一种油田试采单井的数传与安防集控一体化的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种油田试采单井的数传与安防集控一体化的装置和方法。

背景技术

目前油田试采单井数量多，分布广，产油数量及产油周期不固定，试采单井分散安装的数据采集、无线传输及安防监控等外围设备均自成系统，需单独建设，投入成本高，安装调试繁琐，后期维护投入人力物力多，并且在试采单井生命周期完结后，这些外围设备再次回收利用率低，造成浪费严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种开发油田试采单井的数传与安防集控一体化的装置和方法。

本发明的技术方案如下：一种油田试采单井的数传与安防集控一体化装置，其特征在于，包括RTU生产数据采集模块、智能视频监控模块、主动告警模块、电子封签模块、无线宽带传输模块、嵌入式集控软件模块和背板；

所述RTU生产数据采集模块、所述智能视频监控模块、所述主动告警模块、所述电子封签模块和所述无线宽带传输模块安装在背板上；

所述嵌入式集控软件模块的嵌入式集控软件程序写入背板的芯片中，使所述RTU生产数据采集模块、所述智能视频监控模块、所述主动告警模块、所述电子封签模块的功能互通，即当所述RTU生产数据采集模块发生异常报警时，可联动所述智能视频监控模块对故障设备或故障区域重点监视,并产生输出信号到所述无线宽带传输模块；监测单井围栏的所述主动告警模块发生异常入侵报警时，可联动所述智能视频监控模块对其入侵地点重点监视,并产生输出信号到所述无线宽带传输模块；所述电子封签模块发生异常进入报警时，可联动所述智能视频监控模块对其异常进入人员或车辆进行跟踪监视,并产生输出信号到所述无线宽带传输模块；

所述无线宽带传输模块通过连接外置天线，采集所述智能视频监控模块的输出信号,通过无线的方式传输至后方站内控制室。

所述RTU生产数据采集模块通过无线或有线传输方式采集前端井口设备油压、套压、温度、载荷位移、有毒气体、可燃气体、报警等数据，通过电流互感、电机测控、远程启停等方式对装置进行控制。

所述智能视频监控模块可接入数字或模拟高清摄像机，采集高清监控画面，同时具备越界侦测、场景变更侦测、区域入侵侦测、音频异常侦测、虚焦侦测、移动侦测、人脸侦测、动态分析等多种智能分析及报警功能。

所述主动告警模块可接入地埋或挂网安装在单井围栏上的振动光缆或振动电缆、传感器等，采集振动光缆或电缆、传感器等的状态信息，经智能对比分析，产生预报警信号，对单井周界发生的异常入侵进行主动告警。

所述电子封签模块通过模块上的无线装置，读取进入井场的人员或油罐车携带的电子标签，识别、对比人员及车辆信息,读取进入井场的油罐车装油及卸油口电子封签，确认装油及卸油作业流程,对异常人员、车辆进入或油罐车异常作业流程进行报警。

所述嵌入式集控软件模块还可以对所述RTU生产数据采集模块、所述智能视频监控模块、所述主动告警模块、所述电子封签模块的生产数据、报警数据进行数据采集和智能分析。

所述无线宽带传输模块通过连接外置天线,还可以采集所述RTU生产数据采集模块、所述智能视频监控模块、所述主动告警模块和所述电子封签模块的生产数据和其他信息,并通过无线的方式传输至后方站内控制室。

所述RTU生产数据采集模块、所述智能视频监控模块、所述主动告警模块和所述电子封签模块可以根据实际情况进行删减或扩充。

本发明解决上述技术问题的的另一技术方案如下：一种油田试采单井的数传与安防集控一体化方法，其特征在于，包括如下步骤:

步骤1,将RTU生产数据采集模块、智能视频监控模块、主动告警模块、电子封签模块、无线宽带传输模块板卡化，通过插卡的方式安装在背板上，将嵌入式集控软件模块的嵌入式集控软件写入背板的芯片中，RTU生产数据采集模块、智能视频监控模块、主动告警模块、电子封签模块、无线宽带传输模块开始正常工作，嵌入式集控软件模块采集RTU生产数据采集模块、智能视频监控模块、主动告警模块、电子封签模块的生产数据及报警信号；

步骤2,嵌入式集控软件模块接收报警信号，判断报警信号的来源，如果是RTU生产数据采集模块，则执行步骤3；如果是主动告警模块，则执行步骤4；如果是电子封签模块，则执行步骤5；

步骤3，RTU生产数据采集模块发生异常报警时，联动智能视频监控模块对故障设备或故障区域重点监视,并产生输出信号到无线宽带传输模块，并执行步骤6；

步骤4，监测单井围栏的所述主动告警模块发生异常入侵报警时，联动智能视频监控模块对其入侵地点重点监视,并产生输出信号到无线宽带传输模块，并执行步骤6；

步骤5，所述电子封签模块发生异常进入报警时，联动智能视频监控模块对其异常进入人员或车辆进行跟踪监视,并产生输出信号到无线宽带传输模块，并执行步骤6；

步骤6，无线宽带传输模块采集输出信号，通过无线方式传输至后方站内控制室。

本发明的有益效果是：在试采井建设初期，本发明就将这些数据采集、无线传输及安防监控等系统模块固化安装在一个装置内，软件嵌入装置内并智能处理相关数据，形成多种信号接口输入，一路信号接口输出的高度集成设备，简化安装、调试与使用流程；并且在试采单井生命周期结束后，该一体化装置可方便拆卸挪走，安装在另外的试采单井上继续使用，大大节约投资成本。

附图说明

图1为本发明油田试采单井数传与安防集控一体化装置的架构图；

图2为本发明中嵌入式集控软件模块使各模块功能互通的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明的油田试采单井的数传与安防集控一体化装置，其特征在于，包括RTU生产数据采集模块、智能视频监控模块、主动告警模块、电子封签模块、无线宽带传输模块、嵌入式集控软件模块和背板。

RTU生产数据采集模块通过插卡的方式安装在一体化装置的背板上，通过无线或有线传输方式采集前端井口设备油压、套压、温度、载荷位移、有毒气体、可燃气体、报警等数据，通过电流互感、电机测控、远程启停等方式对设备进行控制。模块提供开放的端口协议，前端可接入各种品牌的信号采集设备。

智能视频监控模块通过插卡的方式安装在一体化装置的背板上，可接入数字或模拟高清摄像机，采集高清监控画面，同时具备越界侦测，场景变更侦测，区域入侵侦测，音频异常侦测，虚焦侦测，移动侦测，人脸侦测，动态分析等多种智能分析及报警功能。采用通用的RJ45接口及标准网络协议，接入的前端摄像机不受品牌限制。

主动告警模块通过插卡的方式安装在一体化装置的背板上，可接入地埋或挂网安装在单井围栏上的振动光缆或振动电缆、传感器等，通过采集振动光缆或电缆、传感器等的状态信息，经模块智能对比分析，产生预报警信号，对单井周界发生的异常入侵进行主动告警。采用标准光纤接口及RJ45接口，开放的软件协议，接入的振动光缆和电缆、传感器等不受品牌限制。

电子封签模块通过插卡的方式安装在一体化装置的背板上，通过模块上的无线装置，读取进入井场的人员或油罐车携带的电子标签，识别、对比人员及车辆信息；读取进入井场的油罐车装油及卸油口电子封签，确认装油及卸油作业流程；对异常人员、车辆进入或油罐车异常作业流程进行报警。

无线宽带传输模块(网桥或扩频无线技术)通过插卡的方式安装在一体化装置的背板上，通过连接外置天线，将采集的所有模块信息通过无线的方式传输至后方站内控制室。无线宽带传输模块传输传输距离可达2-50KM，传输带宽可达10M以上，采用通用的RJ45接口及标准网络协议。

嵌入式集控软件模块的嵌入式集控软件程序写入背板的芯片中，将以上各系统涉及的软件部分整合成一个管理系统，让其功能互通(例如：RTU生产数据采集模块发生异常报警时，可联动智能视频监控模块对故障设备或故障区域终点监视；监测单井围栏的主动告警模块发生异常入侵报警时，可联动智能视频监控模块对其入侵地点重点监视；电子封签模块发生异常进入报警时，可联动智能视频监控模块对其异常进入人员或车辆进行跟踪监视)嵌入到一体化装置内，对各系统的生产数据、报警数据进行数据采集、智能分析，在本地实时查看或统一上传到上级控制系统。系统软件故障排除或更新升级，只需要在该装置上外接电脑设备，直接进行操作即可。

油田试采单井的数传与安防集控一体化装置是一种将油田试采单井生产数据采集；现场安防预报警信息采集；进入井场的专业车辆、专业人员信息采集，汇总到装置内通过嵌入式软件统一的智能处理，形成标准数据流，通过无线扩频宽带传输模块将所有数据进行上下行传输的终端设备。设备采用一体化设计，将RTU数据、视频监控、电子封签、周界振动报警及无线扩频宽带传输等模块固化集成在一体化装置上，并使其功能互通，通过嵌入式统一管控软件进行集中管理，模块可根据实际使用情况进行删减或扩充。该装置均选用工业级材料制作，体积小，密闭性强，适合极端的环境使用，野外工作温度为-50℃至+65℃。

开发油田试采单井的数传与安防集控一体化装置，在试采井建设初期，就将这些数据采集、无线传输及安防监控等系统模块固化安装在一个装置内，软件嵌入装置内并能智能处理相关数据，形成多种信号接口输入，一路信号接口输出的高度集成设备，简化安装、调试与使用流程；并且在试采单井生命周期结束后，该一体化装置可方便拆卸挪走，安装在另外的试采单井上继续使用，大大节约投资成本。

如图2所示，一种油田试采单井的数传与安防集控一体化方法，包括如下步骤:

步骤1,将RTU生产数据采集模块、智能视频监控模块、主动告警模块、电子封签模块、无线宽带传输模块板卡化，通过插卡的方式安装在背板上，将嵌入式集控软件模块的嵌入式集控软件写入背板的芯片中，RTU生产数据采集模块、智能视频监控模块、主动告警模块、电子封签模块、无线宽带传输模块开始正常工作，嵌入式集控软件模块采集RTU生产数据采集模块、智能视频监控模块、主动告警模块、电子封签模块的生产数据及报警信号；

步骤2,嵌入式集控软件模块接收报警信号，判断报警信号的来源，如果是RTU生产数据采集模块，则执行步骤3；如果是主动告警模块，则执行步骤4；如果是电子封签模块，则执行步骤5；

步骤3，RTU生产数据采集模块发生异常报警时，联动智能视频监控模块对故障设备或故障区域重点监视,并产生输出信号到无线宽带传输模块，并执行步骤6；

步骤4，监测单井围栏的所述主动告警模块发生异常入侵报警时，联动智能视频监控模块对其入侵地点重点监视,并产生输出信号到无线宽带传输模块，并执行步骤6；

步骤5，所述电子封签模块发生异常进入报警时，联动智能视频监控模块对其异常进入人员或车辆进行跟踪监视,并产生输出信号到无线宽带传输模块，并执行步骤6；

步骤6，无线宽带传输模块采集输出信号，通过无线方式传输至后方站内控制室。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油田试采单井的数传与安防集控一体化装置，其特征在于，包括RTU生产数据采集模块、智能视频监控模块、主动告警模块、电子封签模块、无线宽带传输模块、嵌入式集控软件模块和背板；

所述RTU生产数据采集模块、所述智能视频监控模块、所述主动告警模块、所述电子封签模块和所述无线宽带传输模块安装在背板上；

所述嵌入式集控软件模块的嵌入式集控软件程序写入背板的芯片中，使所述RTU生产数据采集模块、所述智能视频监控模块、所述主动告警模块、所述电子封签模块的功能互通，即当所述RTU生产数据采集模块发生异常报警时，可联动所述智能视频监控模块对故障设备或故障区域重点监视,并产生输出信号到所述无线宽带传输模块；监测单井围栏的所述主动告警模块发生异常入侵报警时，可联动所述智能视频监控模块对其入侵地点重点监视,并产生输出信号到所述无线宽带传输模块；所述电子封签模块发生异常进入报警时，可联动所述智能视频监控模块对其异常进入人员或车辆进行跟踪监视,并产生输出信号到所述无线宽带传输模块；

所述无线宽带传输模块通过连接外置天线，采集所述智能视频监控模块的输出信号,通过无线的方式传输至后方站内控制室。

2.根据权利要求1所述的油田试采单井的数传与安防集控一体化装置，其特征在于，所述RTU生产数据采集模块通过无线或有线传输方式采集前端井口设备油压、套压、温度、载荷位移、有毒气体、可燃气体、报警等数据，通过电流互感、电机测控、远程启停等方式对装置进行控制。

3.根据权利要求1所述的油田试采单井的数传与安防集控一体化装置，其特征在于，所述智能视频监控模块可接入数字或模拟高清摄像机，采集高清监控画面，同时具备越界侦测、场景变更侦测、区域入侵侦测、音频异常侦测、虚焦侦测、移动侦测、人脸侦测、动态分析等多种智能分析及报警功能。

4.根据权利要求1所述的油田试采单井的数传与安防集控一体化装置，其特征在于，所述主动告警模块可接入地埋或挂网安装在单井围栏上的振动光缆或振动电缆、传感器等，采集振动光缆或电缆、传感器等的状态信息，经智能对比分析，产生预报警信号，对单井周界发生的异常入侵进行主动告警。

5.根据权利要求1所述的油田试采单井的数传与安防集控一体化装置，其特征在于，所述电子封签模块通过模块上的无线装置，读取进入井场的人员或油罐车携带的电子标签，识别、对比人员及车辆信息,读取进入井场的油罐车装油及卸油口电子封签，确认装油及卸油作业流程,对异常人员、车辆进入或油罐车异常作业流程进行报警。

6.根据权利要求1所述的油田试采单井的数传与安防集控一体化装置，其特征在于，所述嵌入式集控软件模块还可以对所述RTU生产数据采集模块、所述智能视频监控模块、所述主动告警模块、所述电子封签模块的生产数据、报警数据进行数据采集和智能分析。

7.根据权利要求1所述的油田试采单井的数传与安防集控一体化装置，其特征在于，所述无线宽带传输模块通过连接外置天线,还可以采集所述RTU生产数据采集模块、所述智能视频监控模块、所述主动告警模块和所述电子封签模块的生产数据和其他信息,并通过无线的方式传输至后方站内控制室。

8.根据权利要求1所述的油田试采单井的数传与安防集控一体化装置，其特征在于，所述RTU生产数据采集模块、所述智能视频监控模块、所述主动告警模块和所述电子封签模块可以根据实际情况进行删减或扩充。

9.根据权利要求1所述的油田试采单井的数传与安防集控一体化装置，其特征在于，所述RTU生产数据采集模块、所述智能视频监控模块、所述主动告警模块、所述电子封签模块和所述无线宽带传输模块通过插卡的方式安装在背板上。

10.一种油田试采单井的数传与安防集控一体化方法，其特征在于，包括如下步骤:

步骤1,将RTU生产数据采集模块、智能视频监控模块、主动告警模块、电子封签模块、无线宽带传输模块板卡化，通过插卡的方式安装在背板上，将嵌入式集控软件模块的嵌入式集控软件写入背板的芯片中，RTU生产数据采集模块、智能视频监控模块、主动告警模块、电子封签模块、无线宽带传输模块开始正常工作，嵌入式集控软件模块采集RTU生产数据采集模块、智能视频监控模块、主动告警模块、电子封签模块的生产数据及报警信号；

步骤2,嵌入式集控软件模块接收报警信号，判断报警信号的来源，如果是RTU生产数据采集模块，则执行步骤3；如果是主动告警模块，则执行步骤4；如果是电子封签模块，则执行步骤5；

步骤3，RTU生产数据采集模块发生异常报警时，联动智能视频监控模块对故障设备或故障区域重点监视,并产生输出信号到无线宽带传输模块，并执行步骤6；

步骤4，监测单井围栏的所述主动告警模块发生异常入侵报警时，联动智能视频监控模块对其入侵地点重点监视,并产生输出信号到无线宽带传输模块，并执行步骤6；

步骤5，所述电子封签模块发生异常进入报警时，联动智能视频监控模块对其异常进入人员或车辆进行跟踪监视,并产生输出信号到无线宽带传输模块，并执行步骤6；

步骤6，无线宽带传输模块采集输出信号，通过无线方式传输至后方站内控制室。