油田油井无线通信——zigbee应用

一、系 统 概 述
    我们知道油井是油田最小的生产单位，大大小小的油田是由这些成百上千，相距几十米到几百公里的油井组成。即时掌握油井的各种参数，了解油井的运行情况，对油田安全高效的生产至关重要。传统的采用人工采集这些数据，效率低，不能准确及时，并对工作人员的安全构成极大威胁。后来随着技术的发展，出现了应用GPRS，GSM，数字电台采集这些数据的方法。但是经过一些油田的使用发现也存在许多问题。首先是这些设备造价昂贵，维护和运营费用高。ZIGBEE 技术的出现和成熟是以上这些问题得到交好的解决。必将使油井的无线监测步如光明道路。
    系统主要由采油场监控中心和油井无线遥测遥控主机、传感器、电机控保装置等组成，通信部分采用ZIGBEE无线网络传输；
采油场监控中心一般设置在矿部、队部或其它监控调度部门，包括有管理计算机，ZIGBEE网络的中心节点；油井工作状态传感器主要有温度传感器，电压传感器，电机电流传感器，被监控开关断/合传感器，它们将油井的工作状态变换成对应的电压或电流值通过ZIGBEE通信模块送至远程智能无线RTU。
基于802.15.4/zigbee 技术的无线传感器网络的油井监测系统，采用大量传感器无线组网传输的方式，完全摈弃了传统的单一使用GPRS，GSM，数字电台监控油井的方法。使设备费用投入大及运营成本高，维护难度大的问题得到彻底的解决。大大提高了系统的稳定性，施工方便，并实现油井井场内无线化。

二、系 统 应 用
    1、油田油井测控
    2、远程泵站测控、
    3、远程数据采集
    4、远程监控
三、应 用 原 理
    根据油井的分布规律系统采用ZIGBEE 技术和其他无线技术结合。由于油井一般是成群分布，单一油井和其他油井相距交远的情况不多。在井场内部和井群内部由ZIGBEE 终端节点，路由节点，协调器节点组成一个无线网。整个井群的数据再经GPRS 或GSM 传回相距交远的数据中心和使用单位。在数据中心或使用单位经过对数据处理，对油井进行时时监测。
    本实用新型涉及一种压力检测装置，具体地说是一种油田无线遥测油井和水井压力巡回检测装置。该装置包括有在井口安装的具有无线收发功能的智能压力采集器和显示并存储压力等信息的手持巡检仪表。本实用新型由内电池供电，通过无线通信进行可识别井号、采集数据具有时间信息的压力检测。使用本装置，可使检测压力时无需打开防盗箱，可在防盗箱或防盗罩外无线读取压力，测试安全方便，大大减轻劳动强度，有效提高巡井质量，可促使巡检人员在规定的时间、确定的油井和水井位置取得实际、有用、数据准确的压力检测值，有利于确保基础分析数据的准确性，为油田生产过程制定出有针对性的合理的调控措施，为增产措施提供依据，促进油田的生产。
    在我国油田无论是水网、沙漠还是高原、严寒地区，油井的数据采集基本上靠人工完成，无论盛夏酷暑还是冰雪旱天，采油工都必须到现场采集油井示功图、平衡度、油套压、油温及产液量等井口生产数据，工人劳动强度大，且数据的准确可靠性完全依赖于采油工人的工作责任心。海上油田的生产管理则更加困难，常常要借助于庞大的集输管线及增加采油平台来降低现场管理难度，采油井的生产参数经常受到天气变化和交通工具的影响无法正常获得，严重影响了油井的自动化管理。应用油井远程监控系统对于实现油井管理的自动化、提高工作效率、保证数据采集的准确性及加强现场事故应急处理等都具有非常重要的意义。
    近年来各种数据采集系统、监控系统在油田生产中得到了广泛应用。油井远程监控系统数据的准确采集、可靠性、便于维护性成为制约整个系统正常、可靠运行的关键，目前抽油机井数据监测普遍选用载荷传感器、角位移传感器（或脉冲发生器）、监控器、电参量传感器等 ，分别安装于悬绳器、游梁及控制柜上，各个信号采用有线方式汇集到监控器上。
    Digi推出的无线远程zigbee系统集先进、成熟的计算机、通信、数据采集及传感器技术于一体，通过高精度的数据采集器，获取安装在油井、联合站、接转站、注水站、计量站、配水间等采油设备上的电流、电压、温度、压力、液位、流量、含水等数据，用无线网络将远程数据上传至油田的局域网上，实现对采油过程的全面监控系统具有数据检测、数据共享、数据显示、辅助分析、报警、权限设置等功能。
    采用无线技术作为传感器与RTU之间的通讯方法，将传感器、变送器、MPU控制器及无线收发模块组合在一起，构成一体化的微功耗无线智能网络传感器，实现生产参数的无线采集。

四、主 要 性 能：
802.15.4/zigbee 的无线网络，免无线电申请许可；
独立知识产权的无线协调器、路由器、桥接器、测温终端产品；
最大网络连接能力：65000 个节点；
支持星型，树型，网型网络拓扑结构；
空旷视距环境无线通讯距离600 米；
每个油井根据监测参数不同可有不同节点数组成；
每个油井群可由不多于65000 个节点组成；
五、系 统 构 成　　
    1、局域无线收发模块
    2、无线示功图测试仪
    3、无线模拟量传感器
    4、无线RTU
六、系 统 特 点
    1、系统集成化程度高
    2、技术成熟
    3、安装简便
    4 .Zigbee通讯不需要任何费用