石油管線ztim-ⅲ型溫壓管理系統(tǒng)_secret

1、石油管線ZTIM-型溫壓管理系統(tǒng)的理論和實(shí)踐 摘要：在石油的鉆采及輸運(yùn)中，油井及管道的壓力、溫度都是非常重要的參量，取得這些數(shù)據(jù)需要大量繁瑣的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，浪費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，而且惡劣的環(huán)境及一些偶然因素會(huì)給實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地取得這些數(shù)據(jù)造成諸多不便。本系統(tǒng)正是為解決此問(wèn)題而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)采用PLC高速數(shù)據(jù)處理器，自動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)快速的數(shù)據(jù)采集、計(jì)算及曲線打印，且采樣精度不受人為因素影響，避免了人為誤差的出現(xiàn)。大屏幕液晶顯示，中文或英文人機(jī)對(duì)話界面，配有微型打印機(jī)，通過(guò)RS-485口，可將數(shù)據(jù)上傳至計(jì)算機(jī)，進(jìn)行查詢、存儲(chǔ)和打印更加方便。能及時(shí)發(fā)現(xiàn)干、支線，特別是單井管線的原油泄漏和井場(chǎng)的異?，F(xiàn)象。

2、關(guān)鍵詞：壓力、溫度、數(shù)據(jù)、泄露及異?；驹恚喝缦聢D所示，油井或管道的壓力（壓強(qiáng)）和溫度通過(guò)壓力及溫度傳感器(Sensor)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后進(jìn)入CPU進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)保存起來(lái)，為L(zhǎng)CD顯示、通信（RS-485）、微型打印機(jī)打印、判定超限報(bào)警等提供數(shù)據(jù)源。原理框圖技術(shù)指標(biāo)： 1、輸入電壓：AC220V 2、傳感器：工作電壓DC12V，工作電流4mA-20mA 壓力傳感器測(cè)量范圍：（0-3）Mpa 溫度傳感器測(cè)量范圍：（0-100）C 3、超限報(bào)警值：（壓力02.5MPa,溫度0250） 4、同時(shí)監(jiān)測(cè)路數(shù)：基本配置20路;每路可任意單獨(dú)設(shè)置壓力或溫度監(jiān)測(cè)方式 5

3、、誤差： 小于2% 6、運(yùn)行方式： 連續(xù)運(yùn)行，自動(dòng)巡檢 7、最大功耗：100W 8、MTBF: 10萬(wàn)小時(shí)系統(tǒng)組成457620135791113151719通訊口246810121416182020路輸入12V輸出AC220V保險(xiǎn)123 a、主機(jī)箱背板說(shuō)明 2314 b 、主機(jī)外接信號(hào)插口 1、信號(hào)輸入端 2、+12V 3、接地 4、空 c、20路輸入（25芯） d、通訊口（9芯）12345678910111213252423222120191817161514 1、空 1234567892、RXD 3、TXD 4、DTR 5、GND 69、 空 e、油井采樣口及外接信號(hào)插頭 （注意：其中17

4、 、18 蜂鳴器（12v），19 綠燈， 20 紅燈） 2314 1、信號(hào)輸入端 2、+12V 3、接地 4、空 110腳表示01、03、0519路的采樣端 1423腳表示02、04、0620路的采樣端7.信號(hào)燈和蜂鳴器開(kāi)關(guān)引出端子 11、12、24腳表示+12V 13、25 腳表示GND 操作詳解： 本系統(tǒng)按鍵定義如下所示（按鍵配置請(qǐng)參見(jiàn)前面板）： 1 9 數(shù)字鍵 設(shè) 定 進(jìn)入設(shè)定功能菜單按鍵 瀏 覽 進(jìn)入瀏覽功能菜單按鍵 取 消 取消已作的修改并返回上一級(jí)菜單 確 認(rèn) 確認(rèn)所作的修改并返回上一級(jí)菜單 方向鍵，滾動(dòng)菜單及修改功能 1、具體使用說(shuō)明：系統(tǒng)安裝完成后，對(duì)新配備使用的傳感器要求進(jìn)行

5、零點(diǎn)掃描。需除去負(fù)載，只剩傳感器（溫度傳感器要浸入冰水混合物中3分鐘以上），打開(kāi)系統(tǒng)電源，顯示屏上出現(xiàn)“系統(tǒng)啟動(dòng)”字樣，此時(shí)順序按下“1，2，3，4”，可進(jìn)入零點(diǎn)掃描狀態(tài)，顯示“零點(diǎn)掃描”;掃描完成后，直接進(jìn)入監(jiān)測(cè)狀態(tài)（注意：安裝完成后建議不要再進(jìn)行零點(diǎn)掃描，因傳感器負(fù)載未完全除去時(shí)掃描零點(diǎn)會(huì)使零點(diǎn)位置錯(cuò)誤，從而影響采樣準(zhǔn)確度）。若在顯示“系統(tǒng)啟動(dòng)”時(shí)按下其他任意鍵，則系統(tǒng)使用出廠缺省零點(diǎn)配置文件進(jìn)行檢測(cè)；若用戶在4秒內(nèi)未鍵入任何鍵，則系統(tǒng)將使用上一次零點(diǎn)掃描數(shù)據(jù)文件進(jìn)行檢測(cè)。系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中自動(dòng)初始化MODEM，以便使用電話網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。初屏：系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)測(cè)狀態(tài)，屏幕顯示當(dāng)前在線的第一路油井?dāng)?shù)

6、據(jù)（如當(dāng)前在線油井為2壓力、3溫度，則首屏顯示第2路油井壓力數(shù)據(jù)如圖1或顯示第3路油井溫度數(shù)據(jù)如圖2，若無(wú)油井在線，則顯示如圖3），稱(chēng)為初屏。0312_47# 18：38當(dāng)前溫度： 5724小時(shí)溫度變化最高87 最低4302169_98# 18：38當(dāng)前壓力： 1.20MPa24小時(shí)壓力變化最高1.53 最低0.89 圖1（初屏1） 圖2（初屏2） 無(wú)油井在線圖3（初屏3）當(dāng)有油井在線時(shí)，按 、 循環(huán)顯示當(dāng)前在線油井壓力狀態(tài)，（ 相當(dāng)于翻頁(yè)鍵）。此時(shí)，除 設(shè)定 及 瀏覽 外，其他按鍵無(wú)效。（2）設(shè)定功能：按下 設(shè)定 鍵，屏幕彈出如下菜單（圖4）， 滾動(dòng)光標(biāo)條，當(dāng)光標(biāo)條指向某一菜單時(shí)，按下 確認(rèn)

7、 鍵，進(jìn)入相應(yīng)的子菜單，按下 取消 鍵返回瀏覽初屏。設(shè)定打印方式設(shè)定油井路數(shù)設(shè)定油井告警設(shè)定系統(tǒng)時(shí)鐘 圖4（設(shè)定屏）設(shè)定打印方式：當(dāng)光標(biāo)條指向“設(shè)定打印方式”時(shí)，按下 確認(rèn) 鍵，進(jìn)入打印子菜單，顯示如圖（圖5）。定時(shí)打印時(shí)間 22 ：41油井 02至油井 17 圖5（定時(shí)打印設(shè)定屏）這是瀏覽定時(shí)打印設(shè)置狀態(tài)，按 確認(rèn) 鍵，光標(biāo)位于時(shí)間位置，此時(shí)可修改打印時(shí)間，按數(shù)字鍵可修改當(dāng)前數(shù)據(jù)，（如欲輸入20 ：30，01至20號(hào)油井，則直接鍵入“2”、“0”、“3”、“0”、“0”、“1”、“2”、“0”即可。）如果你不想修改當(dāng)前數(shù)據(jù)，而是只修改后面的某一位數(shù)據(jù)，則可按 鍵，使光標(biāo)位于欲修改位置，按下數(shù)

8、字鍵即可修改之。修改完成后按下 確認(rèn) 鍵，定點(diǎn)打印的設(shè)定值保存并返回上一級(jí)菜單。如果此時(shí)修改值非法，則修改值不會(huì)被確認(rèn)，光標(biāo)指向第一個(gè)出錯(cuò)位置，正確后按下 確認(rèn) 才可確認(rèn)修改。按下 取消 鍵，取消修改返回上一屏。這時(shí)將打印出過(guò)去24小時(shí)內(nèi)所設(shè)定時(shí)間和油井的在線狀態(tài)及壓力值。曲線打印 油井 03時(shí)間 13 ：15至?xí)r間 23 ：15 圖6（曲線打印設(shè)定屏）當(dāng)在圖5狀態(tài)下，按 鍵，翻屏至曲線打印屏（圖6）。在“曲線打印”屏，按下 確認(rèn) 鍵，光標(biāo)指向油井號(hào)，按數(shù)字鍵可修改油井號(hào)和所要求打印的時(shí)間段，當(dāng)修改值合法（如非法與定點(diǎn)打印同樣處理）時(shí)，立即進(jìn)入打印狀態(tài)，開(kāi)始打印油井壓力曲線。 注意：曲線打印的

9、時(shí)間設(shè)定不能跨越當(dāng)前時(shí)間。設(shè)定油井路數(shù)：在“設(shè)定”屏?xí)r，滾動(dòng)光標(biāo)條指向“設(shè)定油井路數(shù)”，按下 確認(rèn) 鍵，進(jìn)入“設(shè)定油井在線屏”（如圖7），(說(shuō)明：“第01路 169_98壓”表示第01路標(biāo)號(hào)為169_98，此路設(shè)置為壓力采樣，在線。其中表示在線，表示不在線)。按下 或 移動(dòng)光標(biāo)位置，當(dāng)光標(biāo)位于某項(xiàng)時(shí)按下 或 進(jìn)入修改狀態(tài)(按下從右側(cè)進(jìn)入修改狀態(tài)，光標(biāo)位于處，繼續(xù)按光標(biāo)繼續(xù)左移，到達(dá)左側(cè)時(shí)繼續(xù)按下退出修改狀態(tài)；同理按下從左側(cè)進(jìn)入修改狀態(tài))。如圖7所示當(dāng)光標(biāo)位于”169_98” 中的任意位置時(shí)按下數(shù)字鍵可修改當(dāng)前位置數(shù)據(jù)。如果想輸入”_”可使用如下方法，首先輸入數(shù)字”9”，然后按下，當(dāng)前數(shù)據(jù)將改為

10、” ”（空格），繼續(xù)按下，數(shù)據(jù)改為“_”。當(dāng)光標(biāo)位于最右側(cè)時(shí)使用 或 修改當(dāng)前在線狀態(tài)，修改完畢，按下 確認(rèn) 鍵確認(rèn)修改并返回上一級(jí)菜單。(小竅門(mén):用戶只打算修改各路油井的某一個(gè)參數(shù),可將光標(biāo)移到修改位置修改,之后按下鍵光標(biāo)將直接移到下一路的相同位置,直接修改即可.注意:此時(shí)鍵修改數(shù)值鍵向下移動(dòng)光標(biāo),如果想修改上一路的數(shù)據(jù),只能退出修改狀態(tài)后,再移動(dòng)菜單光標(biāo)才可).設(shè)定第03路報(bào)警高限溫度： 080低限溫度： 040范圍： 0250設(shè)定第02路報(bào)警高限壓力： 1.20MPa低限壓力： 0.75MPa范圍： 02.5MPa第 01路 169_98壓 第 02路 12_47溫 第 03路 58 壓

11、 第 04路 23 溫 圖7（設(shè)定油井參數(shù)屏） 圖8（設(shè)定油井告警屏1） 圖9（設(shè)定油井告警屏2）設(shè)定油井告警極限值：在“設(shè)定”屏?xí)r，滾動(dòng)光標(biāo)條指向“設(shè)定油井壓力告警”，按下 確認(rèn) 鍵，進(jìn)入設(shè)定屏（如圖8或9），按 可瀏覽在線的不同油井報(bào)警設(shè)定值。在此狀態(tài)下，按下 確認(rèn) 鍵，進(jìn)入修改狀態(tài)，光標(biāo)指向第一個(gè)可修改的位置，按數(shù)字鍵修改當(dāng)前值。修改完畢，光標(biāo)自動(dòng)移到下一可修改位置，并可按下數(shù)字鍵修改當(dāng)前值（注： 可移動(dòng)光標(biāo)位置）。如果鍵入值非法，則自動(dòng)設(shè)定為02.5MPa。修改值合法（即：高限低限且設(shè)定值在02.5MPa之間），按 確認(rèn) 鍵修改值保存后，返回圖8或9，按 取消 鍵，返回上一級(jí)菜單。設(shè)定

12、系統(tǒng)時(shí)鐘：在“設(shè)定”屏滾動(dòng)光標(biāo)至“設(shè)定系統(tǒng)時(shí)鐘”，按下 確認(rèn) 鍵，進(jìn)行系統(tǒng)時(shí)鐘修改，數(shù)字鍵修改數(shù)值，光標(biāo) 移動(dòng)光標(biāo)位置，修改完畢且修改合法時(shí)，按下 確認(rèn) 鍵修改當(dāng)前時(shí)間并返回上一級(jí)菜單。在“設(shè)定”屏，按下 取消 鍵，返回瀏覽初屏。瀏覽功能：在“初屏”，按下 瀏覽 鍵進(jìn)入“瀏覽”子菜單（如圖10）。按 滾動(dòng)光標(biāo)條到需查詢的菜單時(shí)按下 確認(rèn) 鍵，進(jìn)入相應(yīng)子菜單。按下 取消 鍵，返回瀏覽初屏。巡檢各路油井查詢告警記錄24小時(shí)極值清除告警記錄 圖10（瀏覽屏）巡檢各路油井：當(dāng)光標(biāo)條指向“巡檢各路油井”時(shí)，按下 確認(rèn) 鍵，重新初始化MODEM并進(jìn)入巡檢狀態(tài)。實(shí)際上，瀏覽初屏即為此屏（如圖1，2，3）。查

13、詢告警記錄：當(dāng)光標(biāo)條指向“查詢告警記錄”時(shí)，按下 確認(rèn) 鍵，進(jìn)入告警查詢屏（如圖11），按 翻頁(yè)。如無(wú)新告警產(chǎn)生，此時(shí)記錄燈滅；如無(wú)告警記錄，則顯示如圖16。 2001年12月25日24時(shí)36分25秒58號(hào)油井高溫超限壓力84 10 2001年12月25日24時(shí)36分25秒169_98號(hào)油井高壓超限壓力1.78MPa 12圖11（查詢告警記錄1） 圖12（查詢告警記錄2）取消 鍵返回上一級(jí)菜單。24小時(shí)壓力極值：當(dāng)光標(biāo)條指向“24小時(shí)壓力極值”時(shí)，按下 確認(rèn) 鍵，進(jìn)入壓力極值瀏覽屏（如圖13,14）。 02路 溫度高：89 08:29低：89 21:56路號(hào)：58 01路 壓力高：0.89MP

14、a 08:29低：0.49MPa 21:56路號(hào)：169_98 圖13（24小時(shí)油井壓力極值1） 圖14（24小時(shí)油井壓力極值2）同樣按 鍵翻頁(yè)， 取消 鍵鍵返回上一級(jí)菜單。清除告警記錄： 無(wú)告警記錄 告警記錄已被清除移動(dòng)光標(biāo)到“清除告警記錄”，按下 確認(rèn) 鍵，清除當(dāng)前告警記錄，并顯示（如圖15），若告警清除后無(wú)新告警生成，則顯示（如圖16）。圖15 圖16 若有告警出現(xiàn)，則告警燈亮（紅燈），查詢記錄燈亮（黃燈），同時(shí)蜂鳴器響。瀏覽主屏?xí)r按 取消可關(guān)閉蜂鳴器，再按 確認(rèn) 鍵，又可重新啟動(dòng)蜂鳴器；若已查閱報(bào)警信息，則查詢記錄燈（黃燈）滅，只要記錄未閱，黃燈就不會(huì)熄滅。 （4）機(jī)柜面板設(shè)置：紅燈-

15、報(bào)警狀態(tài)，綠燈-系統(tǒng)運(yùn)行，紅色按鈕-取消報(bào)警聲音（根據(jù)用戶要求定制）。安裝圖解： 1、使用20路傳感器輸入端子連接傳感器(如下圖)。RS-4852、使用db25針輸入口連接傳感器（如下圖）實(shí)際應(yīng)用： 中原油田采油三廠2001年3月在衛(wèi)5號(hào)、衛(wèi)22號(hào)站應(yīng)用了8臺(tái)溫壓管理系統(tǒng)，對(duì)文、衛(wèi)、馬三個(gè)油礦的8條集油支線，73口油井采油管實(shí)施了全天候壓力監(jiān)控，該系統(tǒng)使用效果很好，歸納如下：1、該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單，適用、管理方便，性能指標(biāo)穩(wěn)定、數(shù)據(jù)錄取準(zhǔn)確、可靠的特點(diǎn)。自2001年3月先后安裝運(yùn)行了8臺(tái)ZTIM-智能溫壓哨，至今運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的已近500天，均未出現(xiàn)性能指標(biāo)下降，設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題。2、能夠進(jìn)一步督查

16、崗位工人的崗位責(zé)任制落實(shí)，使計(jì)量站壓力資料錄取，壓力曲線自動(dòng)化，消除了人為因素。 1999年，根據(jù)中原油田采油三廠外部環(huán)境條件的特點(diǎn)，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)管線打眼、泄露、提高產(chǎn)油管理水平，在全廠計(jì)量站推廣了記錄、繪制壓力曲線的做法，并作為一項(xiàng)基礎(chǔ)資料進(jìn)行了管理，這一做法初期取得了效果，但由于手工繪制壓力曲線的繁瑣及壓力資料的不可復(fù)查性，使該項(xiàng)工作逐漸弱化。ZTIM-智能溫壓哨的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、告警、查詢功能大大提高了現(xiàn)場(chǎng)壓力資料的可靠性及完整性，減少了崗位工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)崗位工人的責(zé)任制落實(shí)具有一定的督促作用。3、可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)干、支線特別是單井管線上的原油泄露。中原油田采油三廠單井輸油管線進(jìn)計(jì)量站閥組前均安裝有單流閥，ZTIM-智能溫壓哨的取壓裝置安裝于單流閥間形成相對(duì)獨(dú)立的壓力系統(tǒng)。當(dāng)管線壓力出現(xiàn)下降或上升超過(guò)設(shè)定值時(shí)，告警提示崗位工人管線運(yùn)行異常。2001年初，衛(wèi)22-52井產(chǎn)液量突然由32噸/天減25噸/天。期間測(cè)試圖、液面均正常，對(duì)該井實(shí)施熱洗措施后產(chǎn)量仍未恢復(fù)，安裝ZTIM-智能溫壓哨后，該井多次報(bào)警，為此，站、隊(duì)人員加強(qiáng)了該井的巡線力度。終于發(fā)現(xiàn)了極其隱蔽的竊油點(diǎn)，該井產(chǎn)量恢復(fù)。2002年4月12日，馬寨十一號(hào)站衛(wèi)305-23