CN117784737A - 一种油田井场智能rtu控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油田井场智能RTU控制系统，本发明涉及石油工业技术领域，所述油田井场智能RTU控制系统由开采系统以及管控系统组成，所述开采系统包括设备监控模块、采集模块以及通信模块，所述通信模块用于将设备监控模块的数据以及采集模块的数据传输至管控系统中，本发明的优点在于：通过分析单元开采数据对开采系统中的数据进行分析，并通过调控模块控制输油管道中原料输送的流量，通过三维建模模块对调控模块数据进行实时优化，利用人员操控调控模块对优化后的输油管道进行操控，便于人工干预输油管道内部原料输送的走向，即在开采设备或者处理设备受到损坏时，本系统能够对油田井场中的开采效率进行及时的提升。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业技术领域，具体为一种油田井场智能RTU控制系统。
背景技术
油田井场是指用于石油开采的地面设施，通常包括油井、注水井、采气井等各种类型的井以及相关的设备和管道，油田井场是石油生产的重要基础设施，它们通过地面设备和管道系统将地下的原油、天然气和水等提取出来，并进行处理、储存和运输；
但是在油田井场中因开采设备受到影响，导致控制系统在对资源进行调配时出现问题，影响了整体对原油、天然气和水等资源的处理效率，为此，我们提出一种油田井场智能RTU控制系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油田井场智能RTU控制系统。
以解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供如下技术方案：一种油田井场智能RTU控制系统，所述油田井场智能RTU控制系统由开采系统以及管控系统组成，所述开采系统包括设备监控模块、采集模块以及通信模块；
所述设备监控模块用于对油田井场中运行的设备数据进行实时采集，并将各设备之间的位置进行记录，其中设备运行如下：①油井采集设备对油田井场中原油、天然气以及水进行开采，并通过输油管道将原油、天然气以及水输送至储油罐中；
②储油罐再通过输油管道将原油、天然气以及水输送至处理设备。
所述采集模块用于对油田井场中的井口压力以及温度的数据进行采集；
所述通信模块用于将设备监控模块的数据以及采集模块的数据传输至管控系统中；
所述管控系统包括处理模块、三维建模模块、预警模块、调控模块、显示模块以及储存模块；
所述处理模块用于计算油田井场中设备开采、处理以及运输的数据；
所述三维建模模块用于对开采系统中的数据进行整理，通过通信模块将开采系统的数据传输至三维建模模块中，并对三维建模模块中的模型进行实时更新，并将设备的数据标记在模型上；
所述预警模块包括标记单元以及警报单元，所述标记单元用于将设备监控模块中异常设备在模型中进行标记，所述警报单元用于对设备异常的数据进行警报；
所述调控模块包括分析单元以及拆分单元，所述分析单元主要用于对设备在井场中的数据进行分析，并对数据进行分类，通过拆分单元将原油、天然气以及水的开采数据进行记录，并通过控制输油管道中智能阀门，使得原油、天然气以及水在输油管道中改道，并将原料重新规划后输送至处理设备；
所述显示模块用于显示三维建模模块中建立的模型以及设备的数据；
所述储存模块用于对管控系统以及开采系统中的数据进行压缩储存。
作为本发明的进一步方案：所述采集模块通过对油田井场中井口数据进行采集，通过对压力以及温度进行检测，并通过设备监控模块实时监测设备在井口中受到的压力数据。
作为本发明的进一步方案：所述通信模块通过GPS对设备的位置进行记录，并通过4G、无线通信以及光纤进行数据传输，将井口以及设备的数据进行实时传输。
作为本发明的进一步方案：所述处理模块通过公式计算得到当前井场中每小时的
处理量，具体公式如下：其中，表示当前井场中每小时的处理量，X表示开采设备每
小时的开采量，Z表示处理设备每小时能够处理的量，显示模块将开采系统每小时能够开采
的数据进行显示。
作为本发明的进一步方案：所述三维建模模块通过GPS将设备的位置在模型中进行标记，将设备监控模块以及采集模块数据进行实时更新，并通过预警模块标记在开采时数据异常的设备。
作为本发明的进一步方案：所述调控模块在预警模块标记后，通过分析单元对设备开采的数据进行分析，当分析单元检测到井口压力以及温度异常时，则分析单元向警报单元发送警报信号。
作为本发明的进一步方案：所述设备监控模块监测到开采设备停止工作或者设备
损坏时，则通过输油管道中的阀门更改原有输送流量，并通过公式计算得到每小时处理设
备中所需要处理量，具体公式如下：其中，A表示处理设备中每小时所需要的处理
量，N表示因开采设备受到损坏而减少的每小时的开采量，并将开采量进行分批处理。
作为本发明的进一步方案：所述设备监控模块检测到处理设备停止工作或者设备
损坏时，则拆分单元向警报单元输送警报信息，并通过公式计算得到储油罐存满所需时间，
计算出设备可停止工作总时长，具体公式如下：其中，G表示储油罐存满
所需时间，W表示当前储油罐的储存总量，C表示因处理设备停止工作或者损坏而影响的每
小时的开采量。
作为本发明的进一步方案：所述储存模块通过将三维模型数据压缩，并将三维模型压缩的数据传输至云端。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、本发明通过设备监控模块检测到开采系统中设备出现问题时，则分析单元对开采系统中的数据进行分析，并通过调控模块控制输油管道中原料输送的流量，通过三维建模模块对调控模块数据进行实时优化，利用人员操控调控模块对优化后的输油管道进行操控，便于人工干预输油管道内部原料输送的走向，即在开采设备或者处理设备受到损坏时，本系统能够对油田井场中的开采效率进行及时的提升，能够提高油田井场中整体处理效率；
2、本发明通过调控模块将井口数据进行调取，利用处理模块将开采系统中数据进行整合，并通过三维建模模块对油田井场进行建模，通过显示模块便于人员对开采信息进行观测，然后人员通过调控模块对开采设备进行控制，能够方便人员在开采时对油田井场中的设备进行操作；
3、本发明通过预警模块中对设备损坏进行标记以及预警，利用拆分单元计算储油罐存满所需时间，并通过警报单元进行警报以及对储油罐到存满时所需的时间进行警报，能够让人员及时对损坏设备及时进行维修或者维护，确保油田井场的开采效率。
附图说明
图1为本发明实施例中开采系统流程图；
图2为本发明实施例中管控系统流程图；
图3为本发明实施例中油田井场智能RTU控制系统流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例一、请参阅附图1-附图3，本发明提供一种技术方案：一种油田井场智能RTU控制系统，油田井场智能RTU控制系统由开采系统以及管控系统组成，开采系统包括设备监控模块、采集模块以及通信模块；
设备监控模块用于对油田井场中运行的设备进行实时采集，并将各设备之间的位置进行记录，其中设备运行如下：①油井采集设备对油田井场中原油、天然气以及水进行开采，并通过输油管道将原油、天然气以及水输送至储油罐中；
②储油罐再通过输油管道将原油、天然气以及水输送至处理设备。
采集模块用于对油田井场中的井口压力以及温度的数据进行采集；
通信模块用于将设备监控模块的数据以及采集模块的数据传输至管控系统中；
管控系统包括处理模块、三维建模模块、预警模块、调控模块、显示模块以及储存模块；
处理模块用于计算油田井场中设备开采、处理以及运输的数据；
三维建模模块用于对开采系统中的数据进行整理，通过通信模块将开采系统的数据传输至三维建模模块中，并对三维建模模块中的模型进行实时更新，并将设备的数据标记在模型上；
预警模块包括标记单元以及警报单元，标记单元用于将设备监控模块中异常设备在模型中进行标记，警报单元用于对设备数据异常进行警报；
调控模块包括分析单元以及拆分单元，设备监控模块用于对油田井场中运行的设备进行实时采集，并对数据进行分类，通过拆分单元将原油、天然气以及水的开采数据进行记录，并通过控制输油管道中智能阀门，使得原油、天然气以及水在输油管道中进行改道，并将原料重新规划后输送至处理设备；
显示模块用于显示三维建模模块中建立的模型以及设备的数据；
储存模块用于对管控系统以及开采系统中的数据进行压缩储存。
请参阅附图3，采集模块通过对油田井场中井口数据进行采集，通过对压力以及温
度进行检测，并通过设备监控模块实时监测设备在井口中受到的压力数据，通信模块通过
GPS对设备的位置进行记录，并通过4G、无线通信以及光纤进行数据传输，将井口以及设备
的数据进行实时传输，处理模块通过公式计算得到当前井场中每小时的处理量，具体公式
如下：其中，表示当前井场中每小时的处理量，X表示开采设备每小时的开采量，Z表
示处理设备每小时能够处理的量，显示模块将开采系统每小时能够开采的数据进行显示；
本实施例中，通过警报单元对开采系统中出现问题的设备进行预警，便于人员及时对设备进行维修。
在使用时，通过调控模块将井口数据进行调取，利用处理模块将开采系统中数据进行整合，并通过三维建模模块对油田井场进行建模，通过显示模块便于人员对开采信息进行观测，然后人员通过调控模块对开采设备进行控制，能够方便人员在开采时对油田井场中的设备进行操作。
实施例二、请参阅附图1-附图3，本发明提供一种技术方案：一种油田井场智能RTU控制系统，油田井场智能RTU控制系统由开采系统以及管控系统组成，开采系统包括设备监控模块、采集模块以及通信模块；
设备监控模块用于对油田井场中运行的设备进行实时采集，并将各设备之间的位置进行记录，其中设备运行如下：①油井采集设备对油田井场中原油、天然气以及水进行开采，并通过输油管道将原油、天然气以及水输送至储油罐中；
②储油罐再通过输油管道将原油、天然气以及水输送至处理设备。
采集模块用于对油田井场中的井口压力以及温度的数据进行采集；
通信模块用于将设备监控模块的数据以及采集模块的数据传输至管控系统中；
管控系统包括处理模块、三维建模模块、预警模块、调控模块、显示模块以及储存模块；
处理模块用于计算油田井场中设备开采、处理以及运输的数据；
三维建模模块用于对开采系统中的数据进行整理，通过通信模块将开采系统的数据传输至三维建模模块中，并对三维建模模块中的模型进行实时更新，并将设备的数据标记在模型上；
预警模块包括标记单元以及警报单元，标记单元用于将设备监控模块中异常设备在模型中进行标记，警报单元用于对设备数据异常进行警报；
调控模块包括分析单元以及拆分单元，设备监控模块用于对油田井场中运行的设备进行实时采集，并对数据进行分类，通过拆分单元将原油、天然气以及水的开采数据进行记录，并通过控制输油管道中智能阀门，使得原油、天然气以及水在输油管道中进行改道，并将原料重新规划后输送至处理设备；
显示模块用于显示三维建模模块中建立的模型以及设备的数据；
储存模块用于对管控系统以及开采系统中的数据进行压缩储存。
请参阅附图3，三维建模模块通过GPS将设备的位置在模型中进行标记，将设备监
控模块以及采集模块数据进行实时更新，并通过预警模块标记在开采时数据异常的设备，
调控模块在预警模块标记后，通过分析单元对设备开采的数据进行分析，当分析单元检测
到井口压力以及温度异常时，则分析单元向警报单元发送警报信号，设备监控模块监测到
开采设备停止工作或者设备损坏时，则通过输油管道中的阀门更改原有输送流量，并通过
公式计算得到每小时处理设备中所需要处理量，具体公式如下：其中，A表示处理
设备中每小时所需要的处理量，N表示因开采设备受到损坏而减少的每小时的开采量，并将
开采量进行分批处理，设备监控模块检测到处理设备停止工作或者设备损坏时，则拆分单
元向警报单元输送警报信息，并通过公式计算得到储油罐存满所需时间，计算出设备可停
止工作总时长，具体公式如下：其中，G表示储油罐存满所需时间，W表示
当前储油罐的储存总量，C表示因处理设备停止工作或者损坏而影响的每小时的开采量。
在使用时，通过设备监控模块检测到开采系统中设备出现问题时，则分析单元对开采系统中的数据进行分析，并通过调控模块控制输油管道中原料输送的流量，通过三维建模模块对调控模块数据进行实时优化，利用人员操控调控模块对优化后的输油管道进行操控，便于人工干预输油管道内部原料输送的走向，即在开采设备或者处理设备受到损坏时，本系统能够对油田井场中的开采效率进行及时优化，能够提高油田井场中整体处理效率。
实施例三、请参阅附图1-附图3，本发明提供一种技术方案：一种油田井场智能RTU控制系统，油田井场智能RTU控制系统由开采系统以及管控系统组成，开采系统包括设备监控模块、采集模块以及通信模块；
设备监控模块用于对油田井场中运行的设备进行实时采集，并将各设备之间的位置进行记录，其中设备运行如下：①油井采集设备对油田井场中原油、天然气以及水进行开采，并通过输油管道将原油、天然气以及水输送至储油罐中；
②储油罐再通过输油管道将原油、天然气以及水输送至处理设备。
采集模块用于对油田井场中的井口压力以及温度的数据进行采集；
通信模块用于将设备监控模块的数据以及采集模块的数据传输至管控系统中；
管控系统包括处理模块、三维建模模块、预警模块、调控模块、显示模块以及储存模块；
处理模块用于计算油田井场中设备开采、处理以及运输的数据；
三维建模模块用于对开采系统中的数据进行整理，通过通信模块将开采系统的数据传输至三维建模模块中，并对三维建模模块中的模型进行实时更新，并将设备的数据标记在模型上；
预警模块包括标记单元以及警报单元，标记单元用于将设备监控模块中异常设备在模型中进行标记，警报单元用于对设备数据异常进行警报；
调控模块包括分析单元以及拆分单元，设备监控模块用于对油田井场中运行的设备进行实时采集，并对数据进行分类，通过拆分单元将原油、天然气以及水的开采数据进行记录，并通过控制输油管道中智能阀门，使得原油、天然气以及水在输油管道中进行改道，并将原料重新规划后输送至处理设备；
显示模块用于显示三维建模模块中建立的模型以及设备的数据；
储存模块用于对管控系统以及开采系统中的数据进行压缩储存。
请参阅附图3，设备监控模块检测到处理设备停止工作或者设备损坏时，则拆分单
元向警报单元输送警报信息，并通过公式计算得到储油罐存满所需时间，计算出设备可停
止工作总时长，具体公式如下：其中，G表示储油罐存满所需时间，W表示
当前储油罐的储存总量，C表示因处理设备停止工作或者损坏而影响的每小时的开采量，储
存模块通过将三维模型数据压缩，并将三维模型压缩的数据传输至云端；
本实施例中，通过储存模块对三维建模模块进行挤压并将数据上传至云端，便于人员从云端中调取油田井场信息。
在使用时，通过预警模块中对设备损坏进行标记以及预警，利用拆分单元计算储油罐存满所需时间，并通过警报单元进行警报以及对储油罐到存满时所需的时间进行警报，能够让人员及时对损坏设备及时进行维修或者维护，确保油田井场的开采效率。
工作原理：第一步骤、通过开采系统对开采中的设备进行记录，并通过通信模块将数据传输至管控系统；
第二步骤、通过管控系统对异常设备开采效果进行预警，并将正常设备进行统一调配，使得开采量与处理设备之间重新进行划分，进而确保整体的开采效率，至此，整体工作流程结束。
本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，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。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种油田井场智能RTU控制系统，其特征在于：所述油田井场智能RTU控制系统由开采系统以及管控系统组成，所述开采系统包括设备监控模块、采集模块以及通信模块；
所述设备监控模块用于对油田井场中运行的设备数据进行实时采集，并将各设备之间的位置进行记录，其中设备运行如下：
①油井采集设备对油田井场中原油、天然气以及水进行开采，并通过输油管道将原油、天然气以及水输送至储油罐中；
②储油罐再通过输油管道将原油、天然气以及水输送至处理设备。
所述采集模块用于对油田井场中的井口压力以及温度的数据进行采集；
所述通信模块用于将设备监控模块的数据以及采集模块的数据传输至管控系统中；
所述管控系统包括处理模块、三维建模模块、预警模块、调控模块、显示模块以及储存模块；
所述处理模块用于计算油田井场中设备开采、处理以及运输的数据；
所述三维建模模块用于对开采系统中的数据进行整理，通过通信模块将开采系统的数据传输至三维建模模块中，并对三维建模模块中的模型进行实时更新，并将设备的数据标记在模型上；
所述预警模块包括标记单元以及警报单元，所述标记单元用于将设备监控模块中异常设备在模型中进行标记，所述警报单元用于对设备异常的数据进行警报；
所述调控模块包括分析单元以及拆分单元，所述分析单元主要用于对设备在井场中的数据进行分析，并对数据进行分类，通过拆分单元将原油、天然气以及水的开采数据进行记录，并通过控制输油管道中智能阀门，使得原油、天然气以及水在输油管道中改道，并将原料重新规划后输送至处理设备；
所述显示模块用于显示三维建模模块中建立的模型以及设备的数据；
所述储存模块用于对管控系统以及开采系统中的数据进行压缩储存。
2.根据权利要求1所述的一种油田井场智能RTU控制系统，其特征在于：所述采集模块通过对油田井场中井口数据进行采集，通过对压力以及温度进行检测，并通过设备监控模块实时监测设备在井口中受到的压力数据。
3.根据权利要求1所述的一种油田井场智能RTU控制系统，其特征在于：所述通信模块通过GPS对设备的位置进行记录，并通过4G、无线通信以及光纤进行数据传输，将井口以及设备的数据进行实时传输。
4.根据权利要求1所述的一种油田井场智能RTU控制系统，其特征在于：所述处理模块通过公式计算得到当前井场中每小时的处理量，具体公式如下：其中，/>表示当前井场中每小时的处理量，X表示开采设备每小时的开采量，Z表示处理设备每小时能够处理的量，显示模块将开采系统每小时能够开采的数据进行显示。
5.根据权利要求3所述的一种油田井场智能RTU控制系统，其特征在于：所述三维建模模块通过GPS将设备的位置在模型中进行标记，将设备监控模块以及采集模块数据进行实时更新，并通过预警模块标记在开采时数据异常的设备。
6.根据权利要求5所述的一种油田井场智能RTU控制系统，其特征在于：所述调控模块在预警模块标记后，通过分析单元对设备开采的数据进行分析，当分析单元检测到井口压力以及温度异常时，则分析单元向警报单元发送警报信号。
7.根据权利要求1所述的一种油田井场智能RTU控制系统，其特征在于：所述设备监控模块监测到开采设备停止工作或者设备损坏时，则通过输油管道中的阀门更改原有输送流量，并通过公式计算得到每小时处理设备中所需要处理量，具体公式如下：其中，A表示处理设备中每小时所需要的处理量，N表示因开采设备受到损坏而减少的每小时的开采量，并将开采量进行分批处理。
8.根据权利要求7所述的一种油田井场智能RTU控制系统，其特征在于：所述设备监控模块检测到处理设备停止工作或者设备损坏时，则拆分单元向警报单元输送警报信息，并通过公式计算得到储油罐存满所需时间，计算出设备可停止工作总时长，具体公式如下：其中，G表示储油罐存满所需时间，W表示当前储油罐的储存总量，C表示因处理设备停止工作或者损坏而影响的每小时的开采量。
9.根据权利要求1所述的一种油田井场智能RTU控制系统，其特征在于：所述储存模块通过将三维模型数据压缩，并将三维模型压缩的数据传输至云端。
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| 惠海伟: "靖边气田采出水处理工艺优化及污泥减量化研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库 (工程科技Ⅰ辑), no. 1, 15 January 2024 (2024-01-15), pages 019 - 462 * |
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