一种非管输油气储运管控装置及系统的制作方法

本发明涉及运输安全技术领域，特别涉及一种非管输油气储运管控系统及方法。

背景技术：

油气资源勘探开发后，生产的原油需要从单井运送至联合站进行统一储藏并实现油水气等分离工艺流程，并最终通过长输管线运送至最终用户。而从单井运送至联合站的方式包含两种，一是从单井通过集输管道经计量站再到联合站的储运方式，称为管输油气储运；另一种是单井生产到拉油点储存、汽车拉运、卸油点交接再到联合站运储的方式，称为非管输油气储运。

目前在第二种方式中仍采用人工调配车辆，人工记录拉油量、卸油量，据统计，仅华北油田非管输年拉液量在300万立方米，拉运的车辆7万余台次，仅通过人工调配、人工记录，存在车辆利用率低、拉运效率低、存在偷油现象，经常造成较大的经济损失，长期以来是生产运行管理工作的难点。

当前油田生产单位主要针对原油拉运制定了多项管理措施和制度，并部分采用一次性铅封、安装防盗锁、封闭隐患点等技术手段，解决了部分监管薄弱环节，但整体管理上人采用人工监督、管理，各项监控节点存在管理漏洞和薄弱环节，经常出现事后发现不法分子盗窃原油、计量错误率高、生产决策靠人的感觉方式，车辆拉运效率低等问题，亟待一种全方位的解决方案解决非管输整体监控管理。

因此，希望有一种非管输油气储运管控系统及方法可以克服或至少减轻现有技术的上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种非管输油气储运管控系统及方法实现车辆从单井到拉油点再到卸油点的全程无缝监控。

为了达到上述目的，本发明的一种非管输油气储运管控系统及方法包括依次连接的工区调度模块、数据中心模块和监控模块；所述工区调度模块通过vpn安全网关向所述数据中心模块发送调度命令；所述数据中心模块由服务器集群及监控电脑组成，实现管理平台数据服务；所述监控模块通过无线网络与数据中心模块实现数据的交互。

优选地，所述监控模块分别安装在单井、拉油点、油罐车和卸油点。

优选地，所述安装在单井的监控模块包括：rtu传输、载荷传感器、含水分析仪和角位移传感器；所述安装在单井的监控模块实现单井油量和原油含水量的测量；

所述安装在拉油点的监控模块包括：液位计、电子锁、摄像头和电子围栏；液位计安装在所述拉油点的内部，用于测量所述拉油点的油量；电子锁用于控制和记录打开拉油点门锁的人员和时间；当有未授权的人员闯入时电子围栏进行声光报警；

所述安装在油罐车的监控模块包括：gps车载监控装置、液位计、电子锁和摄像头；gps用来实时监测车辆位置、传输车辆的所有数据，监测车辆驾驶人员安全驾驶情况；液位计安装在所述油罐车的内部，用于测量车辆的实时液位情况；电子锁用于控制和记录油罐车门开启的人员和时间，并在油罐车门开启时启动安装在油罐车内的摄像头进行监控；

所述安装在卸油点的监控模块包括：液位计和dtu数据传输装置，液位计安装在卸油点内部，用于实时监测卸油点油量变化；dtu设备通过无线网络连接所述数据中心模块，dtu设备用于传输卸油点数据。

一种非管输油气储运管控系统的方法包括以下监控方法：

①所述安装在单井的监控模块将单井油量数据上传至所述数据中心模块；

②所述单井通过集输管线汇聚油品于所述拉油点，所述工区调度模块和数据中心模块对所述单井油产量总和与所述拉油点新增油量进行比对，如果误差大于1％，则所述安装在拉油点的电子围栏进行报警，提示作业人员检查集输管线是否出现故障；

③所述拉油点通过所述液位计实时测量拉油点的油罐液位，如果授权操作人员正常施解封所述拉油点安装的电子锁，则所述数据中心模块对油罐车拉液量与拉油点拉液量是否一致进行计算，如果判定一致则正常运输，否则安装在拉油点的电子围栏进行报警；如果非授权人员解封所述拉油点安装的电子锁，安装在拉油点的电子围栏进行报警；当所述拉油点安装的电子锁未进行解封时，所述拉油点安装的液位计测得拉油点的油罐液位发生异常波动，则根据异常波动的波形判断仪器故障、正常油井生产措施、偷油或泄露的情况；

④车辆授权离开，在途监测通过所述安装在油罐车的gps车载监控装置监测车速、位置和驾车人员是否疲劳驾驶，同时通过所述安装在油罐车的电子锁判定是否授权开启；

⑤当车辆到达所述卸油点，通过所述安装在油罐车的电子锁开启所述油罐车，所述安装在卸油点的液位计开始实时监测数据，所述数据中心模块对所述油罐车的液位与所述卸油点的进液量进行实时比对。

本发明公开的非管输油气储运管控系统及方法融合了物联网、移动互联技术、视频识别、自动化控制、卫星定位、大数据分析等技术，实现了锁控远程化、监控实时化、生产自动化、决策智能化的目标，有效提升了非管输油气储运“全过程、全时段、全方位”的管控能力。

本发明的有益效果包括：

1.在拉油点实现液位监测、铅封管控、周界防范等智能控制功能；

2.在卸油点通过无线远传、液位监测等技术实现数据实时监测；

3.在油罐车采用铅封管控、gps定位等实现车辆实时位置、液位的监测功能；

4.在后端采用系统平台实现全过程的实时监控、远程控制、自动报警、数据存储、辅助决策等功能。

附图说明：

图1是传统非管输拉运流程示意图。

图2是本发明非管输油气储运管控系统的流程示意图。

图3是使用本发明非管输油气储运管控系统调整前及调整后的运力峰值。

具体实施方式：

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，传统非管输拉运流程为：单井采集的原油经过管线汇聚至拉油点，多个单井对应一个拉油点，一个作业区包含多个拉油点和多个卸油点，拉油点与卸油点之间通过油罐车运送原油，且指派哪个油罐车是随机的。

如图2所示，非管输油气储运管控系统及装置包括依次连接的工区调度模块、数据中心模块和监控模块；所述工区调度模块通过vpn安全网关向所述数据中心模块发送调度命令；所述数据中心模块由服务器集群及监控电脑组成，实现管理平台数据服务；所述监控模块通过无线网络与数据中心模块实现数据的交互。

所述安装在单井的监控模块包括：rtu传输、载荷传感器、含水分析仪和角位移传感器；所述安装在单井的监控模块实现单井油量和原油含水量的测量；

所述安装在拉油点的监控模块包括：液位计、电子锁、摄像头和电子围栏；液位计安装在所述拉油点的内部，用于测量所述拉油点的油量；电子锁用于控制和记录打开拉油点门锁的人员和时间；当有未授权的人员闯入时电子围栏进行声光报警；

所述安装在油罐车的监控模块包括：gps车载监控装置、液位计、电子锁和摄像头；gps用来实时监测车辆位置、传输车辆的所有数据，监测车辆驾驶人员安全驾驶情况；液位计安装在所述油罐车的内部，用于测量车辆的实时液位情况；电子锁用于控制和记录油罐车门开启的人员和时间，并在油罐车门开启时启动安装在油罐车内的摄像头进行监控；

所述安装在卸油点的监控模块包括：液位计和dtu数据传输装置，液位计安装在卸油点内部，用于实时监测卸油点油量变化；dtu设备通过无线网络连接所述数据中心模块，dtu设备用于传输卸油点数据。

单井作业开始通过示工图算产单井产油量，单井通过集输管线汇聚油品于拉油点，通过单井油产量总和与拉油点新增油量进行比对，如果误差大于1％，则进行报警，提示作业人员检查集输管线是否出现故障；

拉油点通过液位计实时测量拉油点油罐液位(液位数据每15秒采样一次)，如果授权操作人员正常施解封电子锁，则进行拉液量计算，油罐车拉液量与拉油点拉液量是否一致(误差控制在1％以内)，如果判定一致则正常运输，否则平台进行拉油量报警；如果非授权人员施解封电子锁，直接进行声光报警；当未进行施解封时，如果通过液位计测得液位发生异常波动，则根据异常波动的波形不同判断是出现仪器故障、正常油井生产措施、还是出现偷油/泄露的情况；

车辆授权离开，再途监测通过gps车载监控监测车速、位置、驾车人员是否疲劳驾驶等情况，同时通过安装的电子锁判定是否授权开启，否则进行声光报警；

当车辆到达指定的卸油点，通过授权卡开启油罐车，液位计开始实时监测数据，测量拉液量的计算，实时与卸油点进液量实时比对，结束后误差确保在1％以内即可完成整个操作流程。

储罐拉液量计算公式

1.每次拉液量＝装液起止点液体积差+当前进液速度*装液时间；

2.每日拉液量(各点累积)＝各次拉液量之和；

3.每日拉液量(按极值点)＝全天低1次装油开始与最后一次装油结束时体积差+当天进液速度*装油时间差。

本发明实现的技术效果包括：

1.有效的行为管控：系统具有全程记录保存现场操作行为的功能，可对现场行为可控并及时报警，通过对异常波动报警、行为分析预警，有效杜绝涉油的违法行为，异常波动发现及时率达100％，准确率达98％。

2.实现液量载体实时管控：通过高精度液位计监测、报警，有效防止了拉油点、车辆、卸油点跑、冒油现象的发生，同时根据油罐容积表换算容积，与卸油点称重计量数据进行实时比对，可实现液体载体实时监控，有效提高载体满载率。

3.优化运力调度，减少能源损耗：如图3所示，通过系统自动统计各拉油点的调度计划进行运力缝制统计，以每半小时为一个统计时段，根据派出的车台数(总台数及各车型的台数)，若运力无法满足车辆需求数，则将该是段内部门拉液时间往前调整至运力充足的时段。以采油三厂为例，通过优化调整，满载率从之前的82％提升至91％，月节约车辆台班近70次，重新调整车辆运行，每年可节省1000余车次，节省拉油运费63万元/年，清退外雇车辆11台，节约燃料费20万/年，外雇运费70万/年。

4.优化人力资源配置，全天值守转为夜间值守，减少在岗人员8名，值守岗位优化为巡检岗位，减少岗位人员6名，就近工区合并，实现多个拉油点集中值守。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。