基于RTU-SL304的油田智能化井场控制系统构建

摘要

随着油气田开发难度越来越大，原有的油气田开发体系（以专业划分为特点的油气田开发）已经跟不上新形势的要求了，需要有新的、全面的方案来解决油气田的当前存在的勘探、评价、开发、调整和管理问题。因此，井场智能化建设越来越切合油田的发展。随着绿色、低碳和经济环保的需求，使得更多市场对RTU产品的需求呈持续迅猛增加的态势，对RTU产品功能要求越来越完备、性能的要求也越来越高，推动了自动化控制行业的技术改造和产业升级的潮流。
　　控制器RTU—SL304采集油井的地面示功图信息、油井管压信息、抽油机的主电机电参数及电量图信息，具有远程启停控制、间抽控制等功能，还具有冲次自动调节和为平衡自动调节的功能。
　　本文制定了基于RTU—SL304的油田智能化井场控制系统的构建方案。本论文完善了油田井场智能化的系统架构，从井场、站点到油田公司，使油田井场智能化成为一个完整的有机的系统。技术人员和操作人员可以足不出户，实现在井场油井的控制、故障分析、设备检测分析等功能:该设计能够促进数字化油田前进的步伐，降低了油田生产运行成本，提高油田能源开采的经济效率;该设计可以指导油田井场智能化的现场建设，通过选用安控的RTU—SL304，采集控制油田井场现场的终端设备信息，利用A11-GRM等无线网络通讯技术，传输给上位机，提高了油田生产运行的工作效率;该设计实现了安控RTU—SL304在油田终端的应用，为数字化油田智能化井场的发展开辟了新的思路，促进油田数字化管理系统的发展。
　　通过在长庆油田现场的实地测试，该方案基本实现了油井数字控制需求，极大地改善了员工的工作环境和提高油田生产效率。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容

1．4 技术路线

1．5 论文组织框架

第二章 相关通讯技术研究

2．1 ZigBee通讯协议技术

2．1．1 无线模块ZigBee初始化要求

2．1．2 ZigBee数据链路层

2．1．3 ZigBee发送数据帧格式

2．1．4 ZigBee接收数据帧格式

2．2 A11-GRM无线协议分析

2．2．1 仪表与井口控制器数据通信协议A11-RM

2．2．2 仪表配置协议

2．2．3 仪表标定协议

2．2．4 井口控制单元与多井集联中继器(RTU)通信协议

2．2．5 网络ID、通道号生成协议

2．3 安控2.4G无线通讯网络技术研究

2．3．1 无线仪表应用现状

2．3．2 方案设计

2．3．3 通信系统

2．4 本章小结

第三章 SL304简介

3．1 RTU的硬件功能

3．1．1 ARM9核板功能

3．1．2 母板功能

3．1．3 端子板功能

3．2 软件平台

3．2．1 软件结构

3．2．2 系统移植

3．2．3 应用软件

3．3 SL304性能分析

3．3．1 结构设计特点

3．3．2 功能特点

3．4 本章小结

第四章 构建基于SL304油田井场智能化的技术方案

4．1 设计原则

4．1．1 完整性原则

4．1．2 稳定性可靠性原则

4．1．3 可扩展性原则

4．1．4 性价比高原则

4．1．5 标准化原则

4．1．6 易操作、易维护性原则

4．2 油田对智能化井站的需求

4．2．1 业务需求

4．2．2 功能需求

4．2．3 技术需求

4．3 智能化井场控制方案构建

4．3．1 系统架构

4．3．2 方案实现

4．4 本章小结

第五章 基于SL304的井场智能化控制系统在油田中的应用

5．1 井场智能化应用基本情况

5．1．1 设备选型

5．1．2 逻辑框图

5．2 站内生产管理系统

5．3 设备管理系统

5．3．1 设备管理系统简介

5．3．2 设备管理系统形式

5．4 本章小结

第六章 总结和展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文