專利名稱：油料計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油鉆井中對(duì)井隊(duì)油料的流量、液位等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和監(jiān)控的裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前在井隊(duì)油料的計(jì)量方面主要是通過表盤式設(shè)備粗略對(duì)密度、流量及液位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如公開號(hào)為CN201334901，
公開日為2009年10月觀日的中國專利文獻(xiàn)公開了一種氣體鉆井安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括安裝在入井氣體管線上的氣體組分監(jiān)測(cè)單元、氣體流量、壓力、溫度監(jiān)測(cè)單元、氣體水分監(jiān)測(cè)單元；還包括安裝在出井氣體管線上的氣體流量、壓力、溫度監(jiān)測(cè)單元、取樣分離器，分離器輸出管線上分別安裝油分監(jiān)測(cè)單元、水分監(jiān)測(cè)單元、組分監(jiān)測(cè)單元、返出氣體H2S監(jiān)測(cè)單元；上述監(jiān)測(cè)單元的輸出端與無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊相連，無線數(shù)據(jù)接收模塊與服務(wù)器相連，服務(wù)器的輸出端口連接顯示終端、報(bào)警裝置。通過相關(guān)信息數(shù)據(jù)的采集，并與服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫資料，以及入井氣體與出井氣體信息的在線對(duì)比分析，能夠全面、快捷、及時(shí)的掌握井下信息，自動(dòng)報(bào)警，提前做好安全防范工作，采取鉆井施工措施， 防止安全事故發(fā)生。上述現(xiàn)有技術(shù)，技術(shù)人員需不時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)查詢各種參數(shù)，對(duì)參數(shù)只能實(shí)現(xiàn)手工記錄， 技術(shù)人員通過操作加壓泵和十幾個(gè)手動(dòng)閥門實(shí)現(xiàn)油罐車的卸油和向高架油管的供油過程。 井隊(duì)在用系統(tǒng)只能簡(jiǎn)單記錄發(fā)電機(jī)組和柴油機(jī)組的總耗油量，無法對(duì)單臺(tái)耗油量進(jìn)行記錄，從而無法監(jiān)測(cè)單臺(tái)發(fā)電機(jī)或柴油機(jī)的使用情況。油料計(jì)量系統(tǒng)不能將計(jì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋給技術(shù)人員，這給技術(shù)人員對(duì)流量和液位的實(shí)時(shí)監(jiān)控帶來了很大的不便，而全手動(dòng)操作的閥門，容易造成管理漏洞，帶來非生產(chǎn)用油損耗，從而造成不應(yīng)有的損失。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種油料計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本實(shí)用新型解決了鉆井隊(duì)用油粗放、管理不完善的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源頭，規(guī)范的數(shù)據(jù)采集，良好的網(wǎng)絡(luò)支持，為全面提升石油鉆井系統(tǒng)柴油消耗管理水平創(chuàng)造了條件。本實(shí)用新型是通過采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種油料計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括安裝在儲(chǔ)油罐和用油設(shè)備之間的流量計(jì)，與所述流量計(jì)連接并接收所述流量計(jì)測(cè)量信息，將接收用油設(shè)備的瞬時(shí)流量、累計(jì)流量信息傳給微控制器的計(jì)量終端，與所述計(jì)量終端連接并通過GPRS模塊與監(jiān)控中心進(jìn)行信息交互的微控制器，和監(jiān)控中心，所述監(jiān)控中心上設(shè)置有WEB發(fā)布系統(tǒng)。所述流量計(jì)為超聲波流量計(jì)。所述計(jì)量終端為本領(lǐng)域的常規(guī)設(shè)備。所述用油設(shè)備是發(fā)電機(jī)或柴油機(jī)，或發(fā)電機(jī)和柴油機(jī)的組合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果表現(xiàn)在[0012]采用本實(shí)用新型所說的流量計(jì)、計(jì)量終端、GPRS模塊、微控制器、監(jiān)控中心和WEB 發(fā)布系統(tǒng)構(gòu)成的油料計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，解決了鉆井隊(duì)用油粗放、管理不完善的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源頭，規(guī)范的數(shù)據(jù)采集，良好的網(wǎng)絡(luò)支持，為全面提升石油鉆井系統(tǒng)柴油消耗管理水平創(chuàng)造了條件。采用本實(shí)用新型，將極大地促進(jìn)井隊(duì)的油料管理，杜絕人為現(xiàn)場(chǎng)干預(yù)，將非生產(chǎn)用油的損耗降至最低，并減少現(xiàn)場(chǎng)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，為后續(xù)的鉆井油料定額管理、柴油機(jī)節(jié)能技術(shù)改造和用能設(shè)備能源利用情況監(jiān)測(cè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

下面將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中圖1為本實(shí)用新型安裝示意圖圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理圖圖中標(biāo)記1、流量計(jì)，2、數(shù)據(jù)采集模塊，3、GPRS DTU, 4,GPRS網(wǎng)絡(luò)，5、監(jiān)控中心，6、數(shù)據(jù)管理中心，7、TOB發(fā)布系統(tǒng)，8、用戶終端。
具體實(shí)施方式
參照說明書附圖，本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方式為油料計(jì)量監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)(圖1)利用高精度的流量傳感器(超聲波流量計(jì)符合SY/ T5225-2005石油、天然氣防爆標(biāo)準(zhǔn)和防爆等級(jí)達(dá)到ExdIIBT4的要求)系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)量鉆井隊(duì)主要設(shè)備在各生產(chǎn)過程的柴油消耗，并將測(cè)量的結(jié)果通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送到鉆井工程用油計(jì)量檢測(cè)中心，由中心進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)處理，確定各鉆井過程柴油消耗的統(tǒng)計(jì)信息，通過WEB發(fā)布系統(tǒng)將柴油消耗信息發(fā)布到INTERNET，供領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)人員查詢，指導(dǎo)有關(guān)人員改進(jìn)鉆井過程，降低油料成本，從整體上達(dá)到降低勘探開發(fā)成本，節(jié)約投資的目的。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括五部分組成(圖2)。智能超聲波流量計(jì)系統(tǒng)流量是一個(gè)非常復(fù)雜的物理量，同時(shí)也是工業(yè)生產(chǎn)中用得最多的參量之一，由于流量參數(shù)的復(fù)雜性，流量標(biāo)準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，但隨著電子技術(shù)的進(jìn)步和儀器加工制造水平的提高，流量計(jì)技術(shù)日趨成熟，近年來適用于不同介質(zhì)及工況條件的新型計(jì)量?jī)x表相繼問世。柴油消耗自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)可以引用技術(shù)已經(jīng)成熟的流量計(jì)計(jì)量技術(shù)，完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集，但在選擇流量計(jì)的過程中要注意鉆井工作的特殊現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，以及由此而來的特殊的功能要求。(1)小流量測(cè)量。經(jīng)調(diào)研，鉆井隊(duì)在一個(gè)鉆井周期內(nèi)的每天的平均耗油量在4噸左右，在某些鉆井過程，例如起下鉆，劃井眼等鉆井過程中，每天的耗油量會(huì)在1. 3噸左右，平均每小時(shí)60升左右的流量。對(duì)于多數(shù)流量計(jì)來講，這個(gè)流量屬于超小流量計(jì)量的范圍，解決的辦法普遍是通過縮徑，也就是降低流量計(jì)測(cè)量管段的內(nèi)徑，增加液體流速來解決這個(gè)問題，但是，柴油是鉆井隊(duì)最重要的生產(chǎn)資源，降低流量計(jì)測(cè)量管段內(nèi)徑直接后果就是影響井場(chǎng)對(duì)柴油的供給，存在造成損失的隱患。[0025](2)實(shí)時(shí)在線測(cè)量。柴油消耗自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)一個(gè)重要的功能就是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉆井現(xiàn)場(chǎng)的用油情況，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)返回的鉆井情況，優(yōu)化鉆井過程，降低鉆井成本。(3)良好的防爆措施?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)防爆等級(jí)有著較高的要求，是與它的工作性質(zhì)有關(guān)的。我們選用的流量計(jì)采用一體化設(shè)計(jì)，直流低電壓供電，防爆等級(jí)達(dá)到ExdIIBT4和 ExiaIIBT40(4)采用高精度的防爆型差壓式密度計(jì)，防爆標(biāo)志為ExiaIICT4。2.遠(yuǎn)傳嵌入式系統(tǒng)嵌入式計(jì)量終端是整個(gè)系統(tǒng)的“傳感器”，被安裝在需要監(jiān)控管理的鉆井現(xiàn)場(chǎng)。計(jì)量終端通過485總線模塊接收超聲波流量計(jì)的測(cè)量信息，將鉆井現(xiàn)場(chǎng)的用油設(shè)備的瞬時(shí)流量，累計(jì)流量等信息傳給微控制器，微控制器通過GPRS模塊與監(jiān)控中心進(jìn)行雙向的信息交互完成相應(yīng)的功能。嵌入式計(jì)量終端的硬件采用“嵌入式微控制器+串口擴(kuò)展芯片+無線通信模塊+ 人機(jī)接口”的設(shè)計(jì)架構(gòu)。計(jì)量終端的軟件采用“底層驅(qū)動(dòng)軟件+嵌入式實(shí)時(shí)主程序+終端應(yīng)用軟件”的設(shè)計(jì)架構(gòu)。在硬件平臺(tái)上寫入實(shí)時(shí)處理主程序，它是連接系統(tǒng)底層與應(yīng)用程序的系統(tǒng)程序，它調(diào)度一切可利用的資源完成實(shí)時(shí)控制任務(wù)，提高系統(tǒng)的使用效率，通過任務(wù)調(diào)度在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)于重要事件作出正確的響應(yīng)。終端應(yīng)用軟件主要完成終端的數(shù)據(jù)采集、GPRS通信、 與超聲波流量計(jì)通信狀態(tài)、流量報(bào)警等任務(wù)。GPRS 網(wǎng)絡(luò)GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)(GeneralPacket Radio Service)的英文簡(jiǎn)稱，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供廣域的無線IP連接。通俗地講，GPRS是一項(xiàng)高速數(shù)據(jù)處理技術(shù)，方法是以“分組”的形式傳送資料到用戶手上。雖然GPRS是作為現(xiàn)有GSM 網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)通信演變的過渡技術(shù)，但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)。由于GSM 數(shù)據(jù)傳輸在空中接口的速率低(9. 6kb/s)，電路交換方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸不能充分利用無線資源，增加了 GSM的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)而不能滿足市場(chǎng)對(duì)分組數(shù)據(jù)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的需求，于是便出現(xiàn)了 GPRS技術(shù)，它更適合于大多數(shù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如移動(dòng)辦公室、Internet接入等，在傳輸速率、無線資源管理、計(jì)費(fèi)等方面更具有優(yōu)勢(shì)。鉆井現(xiàn)場(chǎng)的柴油消耗經(jīng)過智能超聲波流量計(jì)測(cè)量，轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)USER_DATA，并通過RS485串口發(fā)送到GPRS_DTU。GPRS_DTU將數(shù)據(jù)USER_DATA轉(zhuǎn)換成包含USER_DATA的TCP/IP包，并發(fā)射到移動(dòng)公司的GPRS網(wǎng)絡(luò)上。移動(dòng)公司將USER_DATA從GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)絀NTERNET。數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)從INTERNET 上得到USER_DATA的TCP/IP包后，通過軟件將USER_DATA的TCP/IP包還原成USER_DATA， 從而完成了從現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)通過GPRS和INTERNET傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)的整個(gè)通訊過程。 之后，軟件就可以對(duì)測(cè)量所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，存入數(shù)據(jù)庫。4.井隊(duì)用油計(jì)量檢測(cè)中心井隊(duì)用油計(jì)量監(jiān)測(cè)中心是系統(tǒng)的控制核心，通過管理局內(nèi)網(wǎng)接入GPRS網(wǎng)絡(luò)，接收鉆井現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量遠(yuǎn)傳終端傳送過來的瞬時(shí)流量、累積流量、工作狀態(tài)等信息，經(jīng)過應(yīng)用軟件解析處理后，輸出到顯示終端。中心的控制軟件主要完成對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的管理，包括系統(tǒng)初始化設(shè)置、鉆井現(xiàn)場(chǎng)嵌入式計(jì)量遠(yuǎn)傳終端初始化設(shè)置、井隊(duì)信息管理、井隊(duì)信息維護(hù)、數(shù)據(jù)采集設(shè)置、用戶管理設(shè)置等部分。5.基于瀏覽器的web發(fā)布系統(tǒng)井隊(duì)用油計(jì)量監(jiān)測(cè)中心接收到現(xiàn)場(chǎng)傳過來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)分析， 利用WEB發(fā)布系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)發(fā)布到網(wǎng)上，形成基于瀏覽器的鉆井柴油消耗實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)，供領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)人員查詢。主要實(shí)現(xiàn)諸如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢、瞬時(shí)流量歷史曲線繪制、井隊(duì)消耗數(shù)據(jù)查詢對(duì)比、鉆井類型消耗數(shù)據(jù)查詢對(duì)比、同型號(hào)用油設(shè)備消耗數(shù)據(jù)查詢對(duì)比等具體功能。超聲波密度計(jì)和超聲波液位計(jì)分別安裝在卸油、供油處和油罐頂部，鉆井隊(duì)油料通過鉆井隊(duì)油料計(jì)量監(jiān)測(cè)管理系分別給柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)供油。在整個(gè)供油過程中，鉆井隊(duì)油料計(jì)量監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)柴油進(jìn)出口流量、儲(chǔ)油罐液位和柴油機(jī)油耗量，且流量的監(jiān)測(cè)與時(shí)間相對(duì)應(yīng)。同時(shí)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸，控制室能對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。實(shí)時(shí)記錄每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀況和耗油情況，在本系統(tǒng)客觀、準(zhǔn)確的計(jì)量、表現(xiàn)了鉆井隊(duì)動(dòng)力設(shè)備，在各生產(chǎn)過程的工作狀況及柴油消耗。作為鉆井隊(duì)規(guī)范生產(chǎn)管理的有效手段，不僅可以科學(xué)化、數(shù)字化、全天候的管理井隊(duì)用油，而且能夠有效的提升公司的管理水平、提升公司的競(jìng)爭(zhēng)能力。2010年3月至2010年10月，鉆井隊(duì)油料計(jì)量監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)經(jīng)川東鉆探70569螺觀1井和川西鉆探合川001-61-X2現(xiàn)場(chǎng)試用，該系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀況和耗油情況，在本系統(tǒng)客觀、準(zhǔn)確的計(jì)量、表現(xiàn)了鉆井隊(duì)動(dòng)力設(shè)備，在各生產(chǎn)過程的工作狀況及柴油消耗。
權(quán)利要求1.一種油料計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括安裝在儲(chǔ)油罐和用油設(shè)備之間的流量計(jì)，與所述流量計(jì)連接并接收所述流量計(jì)測(cè)量信息，將接收用油設(shè)備的瞬時(shí)流量、累計(jì)流量信息傳給微控制器的計(jì)量終端，與所述計(jì)量終端連接并通過GPRS模塊與監(jiān)控中心進(jìn)行信息交互的微控制器，和監(jiān)控中心，所述監(jiān)控中心上設(shè)置有WEB發(fā)布系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油料計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述流量計(jì)為超聲波流量計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油料計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)量終端為本領(lǐng)域的常規(guī)設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油料計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述用油設(shè)備是發(fā)電機(jī)或柴油機(jī)，或發(fā)電機(jī)和柴油機(jī)的組合。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種油料計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，涉及石油鉆井中對(duì)井隊(duì)油料的流量、液位等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和監(jiān)控的裝置技術(shù)領(lǐng)域。包括安裝在儲(chǔ)油罐和用油設(shè)備之間的流量計(jì)，與所述流量計(jì)連接并接收所述流量計(jì)測(cè)量信息，將接收用油設(shè)備的瞬時(shí)流量、累計(jì)流量信息傳給微控制器的計(jì)量終端，與所述計(jì)量終端連接并通過GPRS模塊與監(jiān)控中心進(jìn)行信息交互的微控制器，和監(jiān)控中心，所述監(jiān)控中心上設(shè)置有WEB發(fā)布系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決了鉆井隊(duì)用油粗放、管理不完善的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源頭，規(guī)范的數(shù)據(jù)采集，良好的網(wǎng)絡(luò)支持，為全面提升石油鉆井系統(tǒng)柴油消耗管理水平創(chuàng)造了條件。
文檔編號(hào)G01F1/66GK202109945SQ20112015363
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者吳彤, 曹歷杰, 李克強(qiáng), 李江, 李道芬, 譙國軍 申請(qǐng)人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司