本文關(guān)鍵詞：基于ARM的油井智能測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　出處：《北京工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：稠油由于其粘度高、密度大、流動(dòng)性差,因此產(chǎn)出比很低,如何能夠提高稠油的產(chǎn)出比一直是各大油田非常重視的問題。本課題來源于最早實(shí)行稠油開采的遼河油田特種油公司,主要研究的問題就是如何降低稠油開采的電能消耗和減少機(jī)械損耗,達(dá)到提高產(chǎn)量的目的。本文根據(jù)遼河油田的實(shí)際生產(chǎn)需求,設(shè)計(jì)了一套基于ARM的油井智能測(cè)控系統(tǒng),本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)根據(jù)油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地的調(diào)研與交流,總結(jié)分析出了智能采油系統(tǒng)的需求,并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案。該系統(tǒng)由遠(yuǎn)端控制中心(上位機(jī))和油井智能測(cè)控系統(tǒng)(下位機(jī))兩部分組成,由GPRS通訊模塊實(shí)現(xiàn)兩部分的通訊。本文重點(diǎn)闡述油井智能測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。油井智能測(cè)控系統(tǒng)基于ARM處理器,利用MODBUS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)對(duì)變頻器、電度表等工控設(shè)備進(jìn)行控制,具有數(shù)據(jù)采集、GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障報(bào)警等功能。同時(shí)采用了模糊控制算法,自動(dòng)判斷井下液量情況,自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器的頻率。(2)根據(jù)系統(tǒng)的功能需求,對(duì)系統(tǒng)的硬件、軟件功能進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)包括硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件環(huán)境選擇、傳感器的選用、動(dòng)液面測(cè)試儀和GPRS模塊的選用。軟件設(shè)計(jì)包括多線程、數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)功能模塊、基于沉沒度的模糊控制器的設(shè)計(jì)。(3)根據(jù)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì),開發(fā)并實(shí)現(xiàn)了多線程管理模塊、MODBUS通訊模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、傳感器模塊、GPRS通訊模塊和各個(gè)系統(tǒng)功能模塊。經(jīng)過在遼河油田特種油公司進(jìn)行的井上試用表明,系統(tǒng)可以在設(shè)定的采集時(shí)間間隔下,采集油井的套壓、井口溫度、上行電流、下行電流、載荷和位移等數(shù)據(jù),通過GPRS通訊傳輸給遠(yuǎn)端控制中心,并且可以接收遠(yuǎn)端控制中心的命令,執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作。同時(shí)還可以在設(shè)定的智能調(diào)控間隔時(shí)間下,自動(dòng)測(cè)量動(dòng)液面,計(jì)算沉沒度,自動(dòng)調(diào)節(jié)油井的采油頻率。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初所設(shè)想的降低電能消耗、減少機(jī)械損耗和提高產(chǎn)量的目的。
[Abstract]:Because of its high viscosity, high density and poor fluidity, the output ratio of heavy oil is very low. How to improve the output ratio of heavy oil has been a very important problem in various oil fields. This topic comes from the Liaohe Oilfield Special Oil Company which was the first to carry out heavy oil production. The main research problem is how to reduce the heavy oil production power consumption and mechanical loss to achieve the purpose of increasing production. This paper according to the actual production demand of Liaohe Oilfield. A set of intelligent oil well measurement and control system based on ARM is designed. The main work and innovation of this paper are as follows: 1) according to the field investigation and communication in oil field, the demand of intelligent oil recovery system is summarized and analyzed. The system is composed of remote control center (upper computer) and oil well intelligent measurement and control system (lower computer). Two parts of communication are realized by GPRS communication module. This paper focuses on the design of oil well intelligent measurement and control system. The oil well intelligent measurement and control system is based on ARM processor. The technology of MODBUS field bus is used to control the industrial control equipment such as frequency converter, watt-hour meter and so on. It has the functions of remote monitoring of data acquisition and GPRS, fault alarm and so on. At the same time, the fuzzy control algorithm is adopted. According to the functional requirements of the system, the hardware and software functions of the system are designed in detail. The detailed hardware design includes the hardware structure design. Hardware environment selection, sensor selection, dynamic liquid level tester and GPRS module selection. Software design includes multi-thread, database, system function module. According to the detailed design of the system, the multi-thread management module Modbus communication module, database module and sensor module are developed and implemented. GPRS communication module and each system function module. Through the well trial in Liaohe oil field special oil company, it shows that the system can collect well pressure and wellhead temperature under the set acquisition time interval. Uplink current, downlink current, load and displacement data are transmitted to the remote control center via GPRS communication, and commands from the remote control center can be received. The corresponding operation is performed. At the same time, the dynamic liquid level can be automatically measured and the sunken degree can be calculated under the set intelligent control interval. The oil recovery frequency of the oil well is automatically adjusted to realize the purpose of reducing the electric energy consumption, reducing the mechanical loss and increasing the production rate as envisaged at the beginning of the system design.
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE938;TP273

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本文編號(hào)：1381922