CN116244385B - 原油数据采集与传输分析智能系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油开采技术领域，是一种原油数据采集与传输分析智能系统及方法，其包括：传感器模块，用于采集油、水、气混合液的总介电常数及样品量；信号采集处理模块，用于接收来自传感器及二次表的信号，对信号进行处理后获取含水数据；二次表模块，用于接收来自信号采集处理模块的含水数据，接收计算机模块的井号信息，进行井号的智能检索，与含水数据进行智能匹配；计算机模块，用于建立井号数据库并同步到二次表模块，接收来自二次表模块的含水数据与对应的井号信息缓存在本地数据库并审核处理；含水数据中心模块，用于接收来自计算机的信息数据。本发明精度高，检测时间短，没有易损件，故障率极低，还可以节约人工。

Description

原油数据采集与传输分析智能系统及方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，是一种原油数据采集与传输分析智能系统及方法。

背景技术

在原油生产过程中，需要对油井中的原油进行取样并进行含水量的检测。在现有技术中，先通过扫描枪把含有单位、井号、井区及层位的标签纸识别出来，再与射频短波原理检测出的原油含水率结合，最后将数据存储在化验室工控机中。

现有技术的具体方法如附图1所示，射频短波传感器检测采集油样反馈数据量，并上传至二次表，二次表将射频短波传感器所反馈的数据量换算为所检测油样的含水数值并上传至协议转换器，通过协议转换器将所测油样含水数值上传至网络交换机，之后通过网络交换机上传至工控机，并显示于数据采集系统的程序界面。标签打印机打印标签后，将标签粘连至取样容器，用扫描枪扫描取样瓶上的标签，将标签信息上传至协议转换器，通过协议转换器上传至网络交换机，网络交换机将数据上传至数据采集系统。这种方法存在以下问题和缺点：

（1）射频短波传感器容易受附近电磁场的干扰，造成误差大；且射频短波传感器因是分层结构，每个传感器有约20层，每层都有一套元器件，只要1层损坏，传感器就不能使用，损坏率高。

（2）通过标签打印机打印标签后贴在取样瓶筒上时容易掉落；通过扫描枪把井号信息传入系统时，因有油污，存在有时识别不出来的情况。

（3）没有独立统一的含水数据中心模块，如果采油厂有多个化验室，不利于各级领导及技术人员查看、修正数据并传输至系统或其他数据应用平台。

（4）因有标签打印机、扫描枪、协议转换器及网络交换机等设备，线路多且连接复杂，如有一种设备损坏就造成整个系统的瘫痪；二次表是由单片机与弹簧式按键组成，功能有限，按键容易损坏。

发明内容

本发明提供了一种原油数据采集与传输分析智能系统及方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决不方便各级领导及技术人员查看、修正数据，且传感器容易损坏导致系统不能正常工作的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种原油数据采集与传输分析智能系统，包括：

传感器模块，用于采集油、水、气混合液的总介电常数及样品量，并发送给信号采集处理模块及二次表模块。

信号采集处理模块，用于接收来自传感器及二次表的信号，对信号进行处理后获取含水数据并将含水数据发送给二次表模块；

二次表模块，用于接收来自信号采集处理模块的含水数据，接收计算机模块传输的井号信息，进行井号的智能检索后与含水数据进行智能匹配并上传。

计算机模块，用于建立井号信息数据库并传输到二次表模块，接收来自二次表模块的含水数据与对应的单位、井号、井区及层位信息缓存在本地数据库并审核处理，将审核处理后的信息传输到含水数据中心模块。

含水数据中心模块，用于接收来自多个化验室计算机的信息数据，供工作人员查阅、审核及分析。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

还包括温控模块，用于对检测量筒内的温度进行控制。

上述含水数据中心模块包括网页端，用于查询导出单位、井号、井区、层位以及含水数据并授权进行二次修正，或者含水数据自动统计形成历史含水曲线图及报表且能够下载。

还包括用户终端，用户终端与含水数据中心模块连接。

上述二次表模块包括外壳，外壳内部设有工业平板电脑，工业平板电脑连接有用于输入数据的键盘；其中，外壳为不锈钢外壳，键盘为工业锌合金键盘。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种原油数据采集与传输分析智能方法，包括以下步骤：采集油、水、气混合液的总介电常数及样品量，对信号进行处理后获取含水数据，建立井号信息数据库并传输到二次表，进行井号的智能检索，与含水数据进行匹配，接收含水数据后进行缓存审核处理，将审核处理后的信息传输到含水数据中心模块供工作人员查阅、审核及分析。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

获取含水数据时，具体包括以下步骤：将传感器插入装有油样品的检测量筒里，观察显示的样品量数据并通过显示单元传递给感应单元；感应单元将接受到的油样品信息传递给信息处理单元；信息处理单元把预处理的信息传递给显示单元；原油数据采集与传输分析智能系统通过软件进行计算处理得出油样品平均含水率及样品量数据。

在进行井号的智能检索时，用通配符代替井号中的汉字及符号，在二次表输入井号检索。

上述含水数据自动统计形成历史含水曲线图及报表且能够下载。

本发明利用油、水、气介电常数不同这一固有特性，通过采集油、水、气混合液的总介电常数及样品量，从而达到准确检测含水量的目的，不受附近电磁场的干扰，精度高，检测时间短。所用到的传感器不分层，结构简单，没有易损件，故障率极低。不需要打印标签及使用扫描枪，所有需要检测的井号信息都预先储存在二次表里，通过二次表键盘在检索栏输入井号中的关键数字及通配符，可快速精准查找出要检测的井号；随着检测次数增多，在二次表井号列表栏，井号智能推送给操作人员，做到井号和化验数据的准确匹配。本发明建立独立统一的含水数据中心模块，各级领导及技术人员可传输查看、修正数据，含水数据自动统计形成历史含水曲线图及报表且能够下载，并传输至系统或其他数据应用平台。二次表采用工业平板电脑与工业锌合金键盘组合而成，外壳是不锈钢，功能强大，不易损坏。本发明还可以大量节约人工，减少人员的工作量。

附图说明

附图1为现有技术中一种适用于油田化验室的原油含水检测仪的流程示意图。

附图2为本发明实施例的整体结构示意图。

附图3为本发明实施例的流程及功能示意图。

附图4为本发明实施例中的含水数据中心模块的结构示意图。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例1：如附图2、3、4所示，该原油数据采集与传输分析智能系统包括：传感器模块，用于采集油、水、气混合液的总介电常数及样品量，并发送给信号采集处理模块及二次表模块；信号采集处理模块，用于接收来自传感器及二次表的信号，对信号进行处理后获取含水数据并将含水数据发送给二次表模块；二次表模块，用于接收来自信号采集处理模块的含水数据，接收计算机模块传输的井号信息，进行井号的智能检索后与含水数据进行智能匹配并上传；计算机模块，用于建立井号信息数据库并传输到二次表模块，接收来自二次表模块的含水数据与对应的单位、井号、井区及层位信息缓存在本地数据库并审核处理；将审核处理后的信息传输到含水数据中心模块，传输过程中所有数据采用AES加密传输，保证数据安全；含水数据中心模块，用于接收来自多个化验室计算机的信息数据，供工作人员查阅、审核及分析。本发明实施例中所使用的传感器的型号为KHF—JK1000系列，规格为39хф52+226хф25，材料为304不锈钢及聚四氟乙烯。

在本发明实施例中，该原油数据采集与传输分析智能系统还包括温控模块，用于对检测量筒内的温度进行控制。温控模块包括温控装置，可以进行温度控制。因冬季原油及室内温度低，原油倒入检测量筒内容易凝固而流不出来，通过这样可以对检测量筒内的温度进行控制，防止原油凝固。

在本发明实施例中，含水数据中心模块包括网页端，用于查询导出单位、井号、井区、层位以及含水数据并授权进行二次修正，或者含水数据自动统计形成历史含水曲线图及报表且能够下载。其中，网页端可以通过手机、平板或者计算机进行访问，通过这样可以方便各级领导及技术人员查看相关数据。

在本发明实施例中，该原油数据采集与传输分析智能系统还包括用户终端，用户终端与含水数据中心模块连接。用户终端可以是手机、平板、计算机中的其中至少一种，通过这样可以供工作人员在手机上可查阅含水数据，指挥生产。

在本发明实施例中，二次表模块包括外壳，外壳内部设有工业平板电脑，工业平板电脑连接有用于输入数据的键盘；其中，外壳为不锈钢外壳，键盘为工业锌合金键盘。通过这样设置，可以使整个二次表模块不易损坏。

本发明实施例的基本原理是：采用介电常数探测技术，根据油、水及气介电常数不同，通过采集油、水、气混合液的总介电常数及样品量，经软件、网络及现代信息技术对数据进行再处理后准确显示出原油含水率，并把匹配后的单位、井号、井区、层位及含水数据快速传输给终端用户；同时具备版本切换、井号通配、井号检索、井号选择、井号推送、数据缓存、数据提示、数据处理、数据传输及数据查询等功能。

本发明实施例具有数据采集多样、检索匹配智能、检测准确快速、数据传输快捷、操作简单方便、安全环保健康等特点。具体表现为：数据采集多样，可同时采集并显示井号信息、油样品量及含水数据；检索匹配智能，有井号预存、井号通配、井号检索、井号选择及井号推送功能，解决原技术用扫描枪把井号信息扫入系统与含水匹配存在的所有问题；检测准确快速，消除二次取样误差，分析化验一个油样品时间≤5秒；数据传输快捷，能够将检测后的含水数据及与其匹配的井号信息一键快速传输到含水数据中心模块；操作简单方便，省去了现有技术的所有中间过程（包括打印标签、粘贴、扫描及录入系统等一系列操作），操作更加简单方便；安全环保健康，消除了现有技术所带来的线路多易老化（本发明仪表与仪表之间并与电脑采用级联方式连接通讯，只有一条线与工控机连接；现有技术每台扫描枪、协议转换器及二次表都需要一条线与工控机连接）、汽油清洗油污等安全环保隐患及职业伤害（比如电热套使用的石棉瓦材料加热后可释放出致癌物质）。

本发明实施例利用油、水、气介电常数不同这一固有特性，通过采集油、水、气混合液的总介电常数及样品量从而达到准确检测含水量的目的，不受附近电磁场的干扰，精度高，检测时间≤5秒，检测时间短。所用到的传感器不分层，结构简单，没有易损件，故障率极低。不需要打印标签及使用扫描枪，所有需要检测的井号信息都预先储存在二次表里，通过二次表键盘在检索栏输入井号中的关键数字及通配符，可快速精准查找出要检测的井号；随着检测次数增多，在二次表井号列表栏，井号智能推送给操作人员，做到井号和化验数据的准确匹配。本发明实施例建立独立统一的含水数据中心模块，各级领导及技术人员可传输查看、修正数据，含水数据可以自动统计形成历史含水曲线图及报表且能够下载，并传输至系统或其他数据应用平台。不用标签打印机、扫描枪、协议转换器及网络交换机等设备，仪表与仪表之间并与电脑采用级联方式连接通讯，不存在因一种设备损坏就造成整个系统的瘫痪的问题。二次表采用工业平板电脑与工业锌合金键盘组合而成，外壳是不锈钢，功能强大，不易损坏。本发明实施例还可以大量节约人工，减少人员的工作量，原来4人的工作量，现在1人即可完成。

本发明还可以是一种原油数据采集与传输分析智能装置，也可以是一种原油数据采集与传输分析智能仪，该装置或智能仪的结构与上述的原油数据采集与传输分析智能系统相同，其结构可以参照本发明实施例，在此不再赘述。

实施例2：如附图2、3、4所示，该原油数据采集与传输分析智能方法包括以下步骤：采集油、水、气混合液的总介电常数及样品量，对信号进行处理后获取含水数据，建立井号信息数据库并传输到二次表，进行井号的智能检索，与含水数据进行匹配，接收含水数据后进行缓存审核处理，将审核处理后的信息传输到含水数据中心模块供工作人员查阅、审核及分析。

该原油数据采集与传输分析智能方法具体包括以下步骤：

（1）样品量及含水分析：①将传感器插入装有油样品的检测量筒里，观察显示的样品量数据并通过显示单元传递给感应单元。②感应单元将接受到的油样品信息传递给信息处理单元。③信息处理单元把预处理的信息传递给显示单元。④原油数据采集与传输分析智能系统通过软件进行计算处理得出油样品平均含水率及样品量数据。

（2）版本切换、井号预存、井号通配、井号检索、井号选择及井号推送：①同一台仪表可在多个不同版本之间相互切换。②计算机建立井号信息数据库把单位、井号、井区及层位信息预存在系统里并传输至二次表。③用通配符代替井号中的汉字及符号，在二次表输入井号检索，可快速精准查找出要检测的井号。④在二次表输入井号中的关键数字及通配符，批量检索出井号。⑤批量检索出井号后选择要检测的井号。⑥随着检测次数增多，井号智能往前推送。

（3）数据采集、缓存、处理、传输及查询：①采集含水数据及对应的单位、井号、井区及层位信息缓存在本地数据库并对信息进行审核处理。②对缓存在本地数据库的各项数据审核修正后传输到用户含水数据中心模块，各级领导及技术人员可传输查看数据，含水数据可以自动统计形成历史含水曲线图及报表且能够下载，并传输至系统或其他数据应用平台。③通过含水数据中心模块的网页端可条件“查询”、“导出”单位、井号、井区、层位及含水数据并授权进行二次修正，也可通过曲线了解每口井的历史含水规律。

在本实施例中，获取含水数据时，具体包括以下步骤：将传感器插入装有油样品的检测量筒里，观察显示的样品量数据并通过显示单元传递给感应单元；感应单元将接受到的油样品信息传递给信息处理单元；信息处理单元把预处理的信息传递给显示单元；原油数据采集与传输分析智能系统通过软件进行计算处理得出油样品平均含水率及样品量数据。

在本实施例中，在进行井号的智能检索时，用通配符代替井号中的汉字及符号，在二次表输入井号检索，通过这样可以快速精准查找出要检测的井号。

在本实施例中，含水数据自动统计形成历史含水曲线图及报表且能够下载，通过这样可以更加方便各级领导及技术人员查看。

本发明实施例可同时采集并显示井号信息、油样品量及含水数据，含水检测时间≤5秒且在检测时间内取多个瞬时含水率数据（可设定）自动平均获得一个平均含水率数据。同一台仪表可在多个不同版本之间相互切换，能够同时采集出井号、样品量及含水数据并在二次表上显示。本发明实施例用计算机建立井号信息数据库把单位、井号、井区及层位信息预存在系统里并传输至二次表；用通配符代替井号中的汉字及符号，在二次表输入井号检索，可快速精准查找出要检测的井号；在二次表输入井号中的关键数字及通配符，可批量检索出井号后可选择要检测的井号；随着检测次数增多，井号智能往前推送。检测分析出的含水数据能够快速与预存在系统里对应的单位、井号、井区及层位信息准确匹配后缓存在本地数据库。使数据缓存在本地数据库后，含水显示变绿色，同时井号闪烁并发出蜂鸣声，工控机发出传输成功的提示音。能够查阅、预存、增减及审核单位、井号、井区、层位及含水等信息；对审核后的信息“保存”、“导出”或“传输”。本发明实施例可以让各化验室把单位、井号、井区、层位及含水数据传输到含水数据中心模块，供各级领导及技术人员传输查看，含水数据可自动统计形成历史含水曲线图及报表且能够下载，并传输至系统或其他数据应用平台。本发明实施例通过含水数据中心模块的网页端可条件“查询”、“导出”单位、井号、井区、层位及含水数据并授权进行二次修正，通过含水数据自动统计形成历史含水曲线图及报表且能够下载。还可以通过输入含水数据中心模块地址，在手机上可查阅含水数据，指挥生产。

Claims (2)

1.一种原油数据采集与传输分析智能系统，其特征在于包括：

传感器模块：利用油、水、气介电常数不同这一固有特性，通过采集油、水、气混合液的总介电常数及样品量信息，并把信息发送给信号采集处理模块及二次表模块；所用到的传感器不分层；

信号采集处理模块：用于接收来自传感器及二次表的信号，对信号进行处理后获取含水数据并将含水数据发送给二次表模块；

二次表模块：版本切换、井号预存、井号通配、井号检索、井号选择及井号推送：同一台仪表在多个不同版本之间相互切换；把井号信息预先储存在二次表里；用通配符代替井号中的汉字及符号，在二次表输入井号中的数字检索，快速精准查找出要检测的井号；在二次表输入井号中的关键数字及通配符，批量检索出井号；批量检索出井号后选择要检测的井号；随着检测次数增多，井号智能推送给操作人员；

用于接收来自信号采集处理模块的含水数据，预先储存在二次表里的井号信息，进行井号的智能检索后与含水数据进行智能匹配并上传给计算机模块；计算机模块：用于建立井号信息数据库并传输到二次表模块，接收来自二次表模块的含水数据及对应的单位、井号、井区及层位信息；缓存在本地数据库并审核处理，将审核处理后的信息传输到为用户建立的含水数据中心模块；

为用户建立的含水数据中心模块：用于接收来自多个化验室的井号信息数据，通过含水数据中心模块的网页端条件“查询”、“导出”单位、井号、井区、层位及含水数据并授权进行二次修正，同时把信息传输给系统或其他数据应用平台；还通过输入含水数据中心模块地址，在手机上查阅含水数据。

2.一种原油数据采集与传输分析智能方法，其特征在于包括以下步骤：采集油、水、气混合液的总介电常数及样品量，对信号进行处理后获取含水数据；建立井号信息数据库，把井号信息预先储存在二次表里，进行井号的智能检索，与含水数据进行匹配，接收含水数据后进行缓存审核处理，将多个化验室审核处理后的信息传输到为用户建立的含水数据中心模块供工作人员查阅、审核及分析,并传输至系统或其他数据应用平台；具体包括以下步骤：

样品量及含水分析：将传感器插入装有油样品的检测量筒里，观察显示的样品量数据并通过显示单元传递给感应单元；感应单元将接受到的油样品信息传递给信息处理单元；信息处理单元把预处理后的信息传递给显示单元；通过软件进行计算处理得出油样品含水率及样品量数据；所用到的传感器不分层，版本切换、井号预存、井号通配、井号检索、井号选择及井号推送：同一台仪表在多个不同版本之间相互切换；建立井号信息数据库，把井号信息预先储存在二次表里；用通配符代替井号中的汉字及符号，在二次表输入井号中的数字检索，快速精准查找出要检测的井号；在二次表输入井号中的关键数字及通配符，批量检索出井号；批量检索出井号后选择要检测的井号；随着检测次数增多，井号智能推送给操作人员；

数据采集、缓存、处理、传输及查询：采集含水数据及对应的单位、井号、井区及层位信息缓存在本地数据库并对信息进行审核处理；对缓存在本地数据库的各项数据审核修正后传输到为用户建立的含水数据中心模块，通过为用户建立的含水数据中心模块的网页端查询、导出单位、井号、井区、层位及含水数据并授权进行二次修正，通过为用户建立的含水数据中心了解每口井的信息情况，并传输至系统或其他数据应用平台。