一种油气管道智能监控系统的制作方法

文档序号:12504436阅读:835来源:国知局

本实用新型涉及一种油气管道智能监控系统。



背景技术:

目前,技术人员对油气管道信息进行动态分析,依据管道压力、温度、流量的数据的关系,对管道监控制定不同的管理制度,不定时地进行人工调参。这期间往往会发生一些问题:

一、时效性问题。目前油气田普遍采用自动化数据采集,值班人员定时查看采集数据,不能及时看到数据变化情况。二、值班人员业务水平问题。自动化系统已经有了异常,但还能工作,人员检查时没有发现问题,直到故障扩大后才发现,从而造成经济损失。三、管理制度实施问题,需要不停的调整运行控制参数,来保证工作的正常运行,靠人工操作,往往不能达到满意的效果。四、油气管道监测过程中需综合考虑各方面数据汇总分析,随着正常工作的管道的公里数目的增加,把每段管道每天的各种数据收集汇总,数据分析也是一个相当繁琐的过程。

这种非智能化的管理方法具有局限性并受时间和气候限制,不能实现对生产环境变化的快速反应,导致不同程度的资源浪费,人工成本增加,产量降低,从而影响经济收入。

针对油气管道监测中的时效性低、人工反应速度慢、调参方式落后等问题,需要研发高智能化的智能监测终端设备,数据传输和处理的过程中要具有抗干扰性和抗雷电;保证油气集输与长输管道安全有效的正常工作,提高油气田整体开发效果。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种油气管道智能监控系统,通过使用抗干扰的标准信号变送器,以及屏蔽网,提高了采集数据的准确性和抗雷电冲击性,保证了油气集输与长输管道安全有效的正常工作。

为了实现上述目的,本实用新型的技术方案是:

一种油气管道智能监控系统,包括油气管道和在油气管道上设置的压力传感器、流量传感器和温度传感器,压力传感器、流量传感器、温度传感器的信号连接至一个控制终端,所述控制终端的输出控制与油气管道连接的变频驱动马达和电动阀门,所述控制终端设置有数据处理单元,数据处理单元连接有模拟量输入端口、开关量输入/输出端口;其中,所述压力传感器使用的是输出为标准信号的压力变送器,所述温度传感器使用的是输出为标准信号的温度变送器,压力变送器和温度变送器的输出连接至数据处理单元的模拟量输入端口,所述数据处理单元通过一个20位分辨率的A/D 转换器与模拟量输入端口连接。

方案进一步是:所述的标准信号是4-20mA直流标准信号。

方案进一步是:所述开关量输入/输出端口与数据处理单元之间设置有光电隔离电路。

方案进一步是:所述流量传感器使用的是涡轮式流量变送器。

方案进一步是:所述数据处理单元设置有网络通讯模块,数据处理单元通过网络通讯模块与设置在远端控制室的控制服务器连接。

方案进一步是:所述的网络通讯模块包括互联网接口电路和无线通信接口电路,所述数据处理单元通过互联网接口电路或无线通信接口电路与设置在远端控制室的控制服务器连接。

方案进一步是:所述数据处理单元与模拟量输入端口、开关量输入/输出端口之间设置有屏蔽隔离栅金属网,屏蔽隔离栅金属网保护接地。

方案进一步是:所述压力传感器、流量传感器和温度传感器分别设置在集输进出站干线油气管道上。

与现有技术相比,本实用新型实现了油气生产过程连续、渐变和长期准确控制,数据远传功能可以使生产管理的各个部门及时掌握管道输送工作状态,缩短故障处理时间,提高工作效率;降低工人巡线次数,减轻劳动强度,达到管道无人值守,使油气管道管理实现信息化、自动化,对油气现场管理尤为重要,通过使用抗干扰的标准信号变送器,以及屏蔽网,提高了采集数据的准确性和抗雷电冲击性,它能提高油气企业管理水平,达到降本增效之目的。

下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。

附图说明

图1 为本实用新型逻辑框图示意图。

具体实施方式

一种油气管道智能监控系统,如图1所示,所述系统包括油气管道1和在油气管道上设置的压力传感器2、流量传感器3和温度传感器4,压力传感器、流量传感器、温度传感器的信号分别连接至一个控制终端5,所述控制终端的输出控制与油气管道连接的变频驱动马达和电动阀门,所述控制终端设置有数据处理单元501,数据处理单元连接有模拟量输入端口502、开关量输入/输出端口503;其中,所述压力传感器使用的是输出为标准信号的压力变送器,所述温度传感器使用的是输出为标准信号的温度变送器,压力变送器和温度变送器的输出连接至数据处理单元的模拟量输入端口,所述数据处理单元通过一个20位分辨率的A/D 转换器504与模拟量输入端口连接。其中:压力变送器(pressure transmitter)是指以输出为标准信号的压力传感器,是一种接受压力变量按比例转换为标准输出信号的仪表。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号(如4~20mADC等),以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。同样所述温度变送器同样是将温度信号转变成标准的电信号(如4~20mADC等),以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。这样就在源头克服了周围环境带来的干扰,提高了信号传输的可靠性和准确性。这里:所述的标准信号是4-20mA直流标准信号。

为了提高处理器的抗干扰能力,实施例中:所述开关量输入/输出端口与数据处理单元之间设置有光电隔离电路505;所述流量传感器使用的是涡轮式流量变送器;涡轮式流量变送器的输出信号通过开关量输入/输出端口传递至数据处理单元。涡轮式流量变送器是采用涡轮进行测量。它先将流速转换为涡轮的转速,再将转速转换成与流量成正比的电信号。这种流量计用于检测瞬时流量和总的积算流量,其输出信号为频率,易于数字化。它是将感应线圈和永久磁铁一起固定在壳体上。当铁磁性涡轮叶片经过磁铁时,磁路的磁阻发生变化,从而产生感应信号。信号经放大器放大和整形,送到计数器或频率计,显示总的积算流量。同时将脉冲频率经过频率-电压转换以指示瞬时流量。叶轮的转速正比于流量,叶轮的转数正比于流过的总量。涡轮流量计的输出是频率调制式信号,不仅提高了检测电路的抗干扰性,而且简化了流量检测系统。它的量程比可达10:1,精度在±0.2%以内。惯性小而且尺寸小的涡轮流量计的时间常数可达0.01秒。

实施例中:作为系统控制,所述数据处理单元设置有网络通讯模块501-1,数据处理单元通过网络通讯模块与设置在远端控制室的控制服务器6连接。其中:所述的网络通讯模块包括互联网接口电路和无线通信接口电路,所述数据处理单元通过互联网接口电路或无线通信接口电路与设置在远端控制室的控制服务器连接。

实施例中:所述控制终端包括有控制箱,所述数据处理单元是设置在控制箱中,控制箱安装在管道现场,因此现场环境各种各样,为了提高抗干扰能力,所述数据处理单元与模拟量输入端口、开关量输入/输出端口之间设置有屏蔽隔离栅金属网7,屏蔽隔离栅金属网保护接地(大地)。其中:所述压力传感器、流量传感器和温度传感器分别设置在集输进出站干线油气管道上。

在本实施例中,所述控制终端具有的功能是:

1.配备多种接口资源,包括模拟信号采集、开关量输入、输出,脉冲信号输入等;

2.支持RS232/RS485方式的用户数据接口,可接入PLC等各种设备;具备同时GPRS通信、短信告警、短信控制的功能;

3.支持以太网通信、GPRS、4G、WIFI无线通信;

4.内置大容量FLASH存储器,数据自动记录,支持历史数据检索;

5.采集传输控制一体化,提高了系统可靠性,降低了成本;

6.采用工业级超低功耗高性能的嵌入式处理器;

7.用户可以编程的量程转换和报警上下限设定;

8.内设GPS时钟,精确计时;

9.自动定时上报和事件触发上报功能;

10.板载GSM/GPRS传输模块,方便用户选择GSM、GPRS组网方式;

11.提供用户设置软件,开放式接口,方便与组态软件及其它软件连接。

具有6路开关量输入,4路开关量输出。可支持不同厂家的终端控制设备,实现油气管道一体化监控,对现场仪表、管线进行数据采集,包括压力、温度、流量、视频图像等数据。具有多种配置和多种功能的选择,可根据系统环境的实际需求进行量身定制、系统集成、开发和应用适用于实现复杂的DSP算法。可实现对现场的流量仪表远程控制,包括远程调节流速、自动控制、上下限报警等功能。根据油气田生产的具体要求对油气管道的相关自动控制参数进行修改,内置控制程序,实现智能控制功能的实现。自动定时上报和事件触发上报、开放接口,方便与组态软件及其它软件连接;工业级设计,稳定可靠、坚固耐用。管道泄漏报警定位软件收集现场各控制器采集的实时参数并存入历史数据库,提供相关的实时图表数据和报表,当管道发生泄漏时,自动产生声光报警,操作员通过曲线特征识别、确认,自动弹出管道地理信息走向图并显示具体泄漏位置,同时将管道泄漏点位置发送给相关的管理人,及时处理,管道泄漏报警定位软件系统提供不同的操作权限给不同的岗位人员。

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