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基于zigbee技術(shù)的油田油井測控方案
來源：作者：日期：2018-02-08 17:37:04點(diǎn)擊：8227次
ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。
主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。
目錄
1、基于zigbee技術(shù)的油田油井測控方案簡介
2、基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)應(yīng)用原理
3、基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)構(gòu)成
4、基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)特點(diǎn)
5、基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)主要性能
6、基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)應(yīng)用
7、ZigBee技術(shù)發(fā)展前景
基于zigbee技術(shù)的油田油井測控方案簡介：
系統(tǒng)主要由采油場監(jiān)控中心和油井無線遙測遙控主機(jī)、傳感器、電機(jī)控保裝置等組成，通信部分采用ZIGBEE無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。
采油場監(jiān)控中心一般設(shè)置在礦部、隊(duì)部或其它監(jiān)控調(diào)度部門，包括有管理計(jì)算機(jī)，ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)；油井工作狀態(tài)傳感器主要有溫度
傳感器，電壓傳感器，電機(jī)電流傳感器，被監(jiān)控開關(guān)斷/合傳感器，它們將油井的工作狀態(tài)變換成對應(yīng)的電壓或電流值通過ZIGBEE通信模塊送
至遠(yuǎn)程智能無線RTU。
基于802.15.4/zigbee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的油井監(jiān)測系統(tǒng)，采用大量傳感器無線組網(wǎng)傳輸?shù)姆绞剑耆珨P棄了傳統(tǒng)的單一使用GPRS，
GSM，數(shù)字電臺監(jiān)控油井的方法。使設(shè)備費(fèi)用投入大及運(yùn)營成本高，維護(hù)難度大的問題得到徹底的解決。大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，施工方
便，并實(shí)現(xiàn)油井井場內(nèi)無線化。
基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)應(yīng)用原理：
根據(jù)油井的分布規(guī)律系統(tǒng)采用ZIGBEE技術(shù)和其他無線技術(shù)結(jié)合。由于油井一般是成群分布，單一油井和其他油井相距交遠(yuǎn)的情況不多。在井
場內(nèi)部和井群內(nèi)部由ZIGBEE終端節(jié)點(diǎn)，路由節(jié)點(diǎn)，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)無線網(wǎng)。整個(gè)井群的數(shù)據(jù)再經(jīng)GPRS或GSM傳回相距交遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)中心
和使用單位。在數(shù)據(jù)中心或使用單位經(jīng)過對數(shù)據(jù)處理，對油井進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)測。
本實(shí)用新型涉及一種壓力檢測裝置，具體地說是一種油田無線遙測油井和水井壓力巡回檢測裝置。該裝置包括有在井口安裝的具有無線收發(fā)功
能的智能壓力采集器和顯示并存儲壓力等信息的手持巡檢儀表。本實(shí)用新型由內(nèi)電池供電，通過無線通信進(jìn)行可識別井號、采集數(shù)據(jù)具有時(shí)間
信息的壓力檢測。使用本裝置，可使檢測壓力時(shí)無需打開防盜箱，可在防盜箱或防盜罩外無線讀取壓力，測試安全方便，大大減輕勞動強(qiáng)度，
有效提高巡井質(zhì)量，可促使巡檢人員在規(guī)定的時(shí)間、確定的油井和水井位置取得實(shí)際、有用、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的壓力檢測值，有利于確?；A(chǔ)分析數(shù)
據(jù)的準(zhǔn)確性，為油田生產(chǎn)過程制定出有針對性的合理的調(diào)控措施，為增產(chǎn)措施提供依據(jù)，促進(jìn)油田的生產(chǎn)。
在我國油田無論是水網(wǎng)、沙漠還是高原、嚴(yán)寒地區(qū)，油井的數(shù)據(jù)采集基本上靠人工完成，無論盛夏酷暑還是冰雪旱天，采油工都必須到現(xiàn)場采
集油井示功圖、平衡度、油套壓、油溫及產(chǎn)液量等井口生產(chǎn)數(shù)據(jù)，工人勞動強(qiáng)度大，且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠性完全依賴于采油工人的工作責(zé)任心。
海上油田的生產(chǎn)管理則更加困難，常常要借助于龐大的集輸管線及增加采油平臺來降低現(xiàn)場管理難度，采油井的生產(chǎn)參數(shù)經(jīng)常受到天氣變化和
交通工具的影響無法正常獲得，嚴(yán)重影響了油井的自動化管理。應(yīng)用油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對于實(shí)現(xiàn)油井管理的自動化、提高工作效率、保證數(shù)據(jù)
采集的準(zhǔn)確性及加強(qiáng)現(xiàn)場事故應(yīng)急處理等都具有非常重要的意義。
近年來各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集、可靠性、便于維護(hù)性成為制約整個(gè)系
統(tǒng)正常、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，目前抽油機(jī)井?dāng)?shù)據(jù)監(jiān)測普遍選用載荷傳感器、角位移傳感器（或脈沖發(fā)生器）、監(jiān)控器、電參量傳感器等，分別安
裝于懸繩器、游梁及控制柜上，各個(gè)信號采用有線方式匯集到監(jiān)控器上。
Digi推出的無線遠(yuǎn)程zigbee系統(tǒng)集先進(jìn)、成熟的計(jì)算機(jī)、通信、數(shù)據(jù)采集及傳感器技術(shù)于一體，通過高精度的數(shù)據(jù)采集器，獲取安裝在油井、
聯(lián)合站、接轉(zhuǎn)站、注水站、計(jì)量站、配水間等采油設(shè)備上的電流、電壓、溫度、壓力、液位、流量、含水等數(shù)據(jù)，用無線網(wǎng)絡(luò)將遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)上傳
至油田的局域網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)對采油過程的全面監(jiān)控系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)檢測、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)顯示、輔助分析、報(bào)警、權(quán)限設(shè)置等功能。
采用無線技術(shù)作為傳感器與RTU之間的通訊方法，將傳感器、變送器、MPU控制器及無線收發(fā)模塊組合在一起，構(gòu)成一體化的微功耗無線智
能網(wǎng)絡(luò)傳感器，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)參數(shù)的無線采集。
基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)構(gòu)成：
3.1局域無線收發(fā)模塊
3.2無線示功圖測試儀
3.3無線模擬量傳感器
3.4無線RTU
基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)特點(diǎn)：
4.1系統(tǒng)集成化程度高
4.2技術(shù)成熟
4.3安裝簡便
4.4 Zigbee通訊不需要任何費(fèi)用
基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)主要性能：
5.1 802.15.4/zigbee的無線網(wǎng)絡(luò)，免無線電申請?jiān)S可；
5.2獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的無線協(xié)調(diào)器、路由器、橋接器、測溫終端產(chǎn)品；
5.3最大網(wǎng)絡(luò)連接能力：65000個(gè)節(jié)點(diǎn)；
5.4支持星型，樹型，網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
5.5空曠視距環(huán)境無線通訊距離600米；
5.6每個(gè)油井根據(jù)監(jiān)測參數(shù)不同可有不同節(jié)點(diǎn)數(shù)組成；
5.7每個(gè)油井群可由不多于65000個(gè)節(jié)點(diǎn)組成；
基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)應(yīng)用：
6.1油田油井測控
6.2遠(yuǎn)程泵站測控
6.3遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集
6.4遠(yuǎn)程監(jiān)控
ZigBee技術(shù)發(fā)展前景：
隨著我國物聯(lián)網(wǎng)正進(jìn)入發(fā)展的快車道，ZigBee也正逐步被國內(nèi)越來越多的用戶接受。ZigBee技術(shù)也已在部分智能傳感器場景中進(jìn)行了應(yīng)用。
如在北京地鐵9號線隧道施工過程中的考勤定位系統(tǒng)便采用的是ZigBee，ZigBee取代傳統(tǒng)的RFID考勤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無漏讀、方向判斷準(zhǔn)確、定
位軌跡準(zhǔn)確和可查詢，提高了隧道安全施工的管理水平;在某些高檔的老年公寓中，基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的無線定位技術(shù)可在療養(yǎng)院或老年社區(qū)內(nèi)
實(shí)現(xiàn)全區(qū)實(shí)時(shí)定位及求助功能。由于每個(gè)老人都隨身攜一個(gè)移動報(bào)警器，遇到險(xiǎn)情時(shí)，可以及時(shí)的按下求助按鈕不但使老人在戶外活動時(shí)的安
全監(jiān)控及救援問題得到解決，而且，使用簡單方便，可靠性高。
據(jù)中國電信副總工程師靳東濱介紹，預(yù)計(jì)到2015年國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將達(dá)到7500億元，年復(fù)合增長率超過30%。智慧城市建設(shè)成為運(yùn)營商
推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的重要落腳點(diǎn)。此外，工業(yè)和信息化部和財(cái)政部已設(shè)專項(xiàng)資金用以支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。據(jù)悉，2013年投入的專項(xiàng)資金支持預(yù)算較
2012年有所增長，將超5億元。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)未來10年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)會大規(guī)模普及，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模將遠(yuǎn)超互聯(lián)網(wǎng)。
主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。
| 中文名 | 外文名 | 特點(diǎn) | 應(yīng)用 |
| ZigBee技術(shù) | ZigBee Technology | 近距離、低復(fù)雜度、低功耗 | 傳輸速率不高的各種電子設(shè)備 |
目錄
1、基于zigbee技術(shù)的油田油井測控方案簡介
2、基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)應(yīng)用原理
3、基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)構(gòu)成
4、基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)特點(diǎn)
5、基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)主要性能
6、基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)應(yīng)用
7、ZigBee技術(shù)發(fā)展前景
基于zigbee技術(shù)的油田油井測控方案簡介：
系統(tǒng)主要由采油場監(jiān)控中心和油井無線遙測遙控主機(jī)、傳感器、電機(jī)控保裝置等組成，通信部分采用ZIGBEE無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。
采油場監(jiān)控中心一般設(shè)置在礦部、隊(duì)部或其它監(jiān)控調(diào)度部門，包括有管理計(jì)算機(jī)，ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)；油井工作狀態(tài)傳感器主要有溫度
傳感器，電壓傳感器，電機(jī)電流傳感器，被監(jiān)控開關(guān)斷/合傳感器，它們將油井的工作狀態(tài)變換成對應(yīng)的電壓或電流值通過ZIGBEE通信模塊送
至遠(yuǎn)程智能無線RTU。
基于802.15.4/zigbee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的油井監(jiān)測系統(tǒng)，采用大量傳感器無線組網(wǎng)傳輸?shù)姆绞剑耆珨P棄了傳統(tǒng)的單一使用GPRS，
GSM，數(shù)字電臺監(jiān)控油井的方法。使設(shè)備費(fèi)用投入大及運(yùn)營成本高，維護(hù)難度大的問題得到徹底的解決。大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，施工方
便，并實(shí)現(xiàn)油井井場內(nèi)無線化。
基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)應(yīng)用原理：
根據(jù)油井的分布規(guī)律系統(tǒng)采用ZIGBEE技術(shù)和其他無線技術(shù)結(jié)合。由于油井一般是成群分布，單一油井和其他油井相距交遠(yuǎn)的情況不多。在井
場內(nèi)部和井群內(nèi)部由ZIGBEE終端節(jié)點(diǎn)，路由節(jié)點(diǎn)，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)無線網(wǎng)。整個(gè)井群的數(shù)據(jù)再經(jīng)GPRS或GSM傳回相距交遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)中心
和使用單位。在數(shù)據(jù)中心或使用單位經(jīng)過對數(shù)據(jù)處理，對油井進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)測。
本實(shí)用新型涉及一種壓力檢測裝置，具體地說是一種油田無線遙測油井和水井壓力巡回檢測裝置。該裝置包括有在井口安裝的具有無線收發(fā)功
能的智能壓力采集器和顯示并存儲壓力等信息的手持巡檢儀表。本實(shí)用新型由內(nèi)電池供電，通過無線通信進(jìn)行可識別井號、采集數(shù)據(jù)具有時(shí)間
信息的壓力檢測。使用本裝置，可使檢測壓力時(shí)無需打開防盜箱，可在防盜箱或防盜罩外無線讀取壓力，測試安全方便，大大減輕勞動強(qiáng)度，
有效提高巡井質(zhì)量，可促使巡檢人員在規(guī)定的時(shí)間、確定的油井和水井位置取得實(shí)際、有用、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的壓力檢測值，有利于確?；A(chǔ)分析數(shù)
據(jù)的準(zhǔn)確性，為油田生產(chǎn)過程制定出有針對性的合理的調(diào)控措施，為增產(chǎn)措施提供依據(jù)，促進(jìn)油田的生產(chǎn)。
在我國油田無論是水網(wǎng)、沙漠還是高原、嚴(yán)寒地區(qū)，油井的數(shù)據(jù)采集基本上靠人工完成，無論盛夏酷暑還是冰雪旱天，采油工都必須到現(xiàn)場采
集油井示功圖、平衡度、油套壓、油溫及產(chǎn)液量等井口生產(chǎn)數(shù)據(jù)，工人勞動強(qiáng)度大，且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠性完全依賴于采油工人的工作責(zé)任心。
海上油田的生產(chǎn)管理則更加困難，常常要借助于龐大的集輸管線及增加采油平臺來降低現(xiàn)場管理難度，采油井的生產(chǎn)參數(shù)經(jīng)常受到天氣變化和
交通工具的影響無法正常獲得，嚴(yán)重影響了油井的自動化管理。應(yīng)用油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對于實(shí)現(xiàn)油井管理的自動化、提高工作效率、保證數(shù)據(jù)
采集的準(zhǔn)確性及加強(qiáng)現(xiàn)場事故應(yīng)急處理等都具有非常重要的意義。
近年來各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集、可靠性、便于維護(hù)性成為制約整個(gè)系
統(tǒng)正常、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，目前抽油機(jī)井?dāng)?shù)據(jù)監(jiān)測普遍選用載荷傳感器、角位移傳感器（或脈沖發(fā)生器）、監(jiān)控器、電參量傳感器等，分別安
裝于懸繩器、游梁及控制柜上，各個(gè)信號采用有線方式匯集到監(jiān)控器上。
Digi推出的無線遠(yuǎn)程zigbee系統(tǒng)集先進(jìn)、成熟的計(jì)算機(jī)、通信、數(shù)據(jù)采集及傳感器技術(shù)于一體，通過高精度的數(shù)據(jù)采集器，獲取安裝在油井、
聯(lián)合站、接轉(zhuǎn)站、注水站、計(jì)量站、配水間等采油設(shè)備上的電流、電壓、溫度、壓力、液位、流量、含水等數(shù)據(jù)，用無線網(wǎng)絡(luò)將遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)上傳
至油田的局域網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)對采油過程的全面監(jiān)控系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)檢測、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)顯示、輔助分析、報(bào)警、權(quán)限設(shè)置等功能。
采用無線技術(shù)作為傳感器與RTU之間的通訊方法，將傳感器、變送器、MPU控制器及無線收發(fā)模塊組合在一起，構(gòu)成一體化的微功耗無線智
能網(wǎng)絡(luò)傳感器，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)參數(shù)的無線采集。
基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)構(gòu)成：
3.1局域無線收發(fā)模塊
3.2無線示功圖測試儀
3.3無線模擬量傳感器
3.4無線RTU
基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)特點(diǎn)：
4.1系統(tǒng)集成化程度高
4.2技術(shù)成熟
4.3安裝簡便
4.4 Zigbee通訊不需要任何費(fèi)用
基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)主要性能：
5.1 802.15.4/zigbee的無線網(wǎng)絡(luò)，免無線電申請?jiān)S可；
5.2獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的無線協(xié)調(diào)器、路由器、橋接器、測溫終端產(chǎn)品；
5.3最大網(wǎng)絡(luò)連接能力：65000個(gè)節(jié)點(diǎn)；
5.4支持星型，樹型，網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
5.5空曠視距環(huán)境無線通訊距離600米；
5.6每個(gè)油井根據(jù)監(jiān)測參數(shù)不同可有不同節(jié)點(diǎn)數(shù)組成；
5.7每個(gè)油井群可由不多于65000個(gè)節(jié)點(diǎn)組成；
基于zigbee技術(shù)的油田油井測控系統(tǒng)應(yīng)用：
6.1油田油井測控
6.2遠(yuǎn)程泵站測控
6.3遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集
6.4遠(yuǎn)程監(jiān)控
ZigBee技術(shù)發(fā)展前景：
隨著我國物聯(lián)網(wǎng)正進(jìn)入發(fā)展的快車道，ZigBee也正逐步被國內(nèi)越來越多的用戶接受。ZigBee技術(shù)也已在部分智能傳感器場景中進(jìn)行了應(yīng)用。
如在北京地鐵9號線隧道施工過程中的考勤定位系統(tǒng)便采用的是ZigBee，ZigBee取代傳統(tǒng)的RFID考勤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無漏讀、方向判斷準(zhǔn)確、定
位軌跡準(zhǔn)確和可查詢，提高了隧道安全施工的管理水平;在某些高檔的老年公寓中，基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的無線定位技術(shù)可在療養(yǎng)院或老年社區(qū)內(nèi)
實(shí)現(xiàn)全區(qū)實(shí)時(shí)定位及求助功能。由于每個(gè)老人都隨身攜一個(gè)移動報(bào)警器，遇到險(xiǎn)情時(shí)，可以及時(shí)的按下求助按鈕不但使老人在戶外活動時(shí)的安
全監(jiān)控及救援問題得到解決，而且，使用簡單方便，可靠性高。
據(jù)中國電信副總工程師靳東濱介紹，預(yù)計(jì)到2015年國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將達(dá)到7500億元，年復(fù)合增長率超過30%。智慧城市建設(shè)成為運(yùn)營商
推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的重要落腳點(diǎn)。此外，工業(yè)和信息化部和財(cái)政部已設(shè)專項(xiàng)資金用以支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。據(jù)悉，2013年投入的專項(xiàng)資金支持預(yù)算較
2012年有所增長，將超5億元。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)未來10年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)會大規(guī)模普及，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模將遠(yuǎn)超互聯(lián)網(wǎng)。
