油田智能安全生产巡检信息管理系统的研制

1、采油井大都地处荒郊野外 , 气候环境恶劣 , 易 造 成 设 备设施老化 。 由于高额利益驱使下不法分子的蓄意破坏 , 经常 出现管线穿孔 、 原油和电气设备被盗等现象 , 不但国 家 财 产 大量损失 , 还涉及到生产安全问题 。 因此 , 采油队需要组织职 工对油水井的安全生产情况定时定点进行巡回检查 , 及时发 现处理油水井在安全生产中存在的问题 , 保障油水井正常安 全生产 。 为此 , 采油厂制定了相应的巡检挂牌制度 , 并且不定 期地进行监督检查以促进制度的贯彻 。 由于巡检挂牌制度在 执行中受人为影响因素太多 , 监督检查措施不力 , 巡检挂牌制 度往往难以较好 、 较持久地贯彻

2、执行 , 井上经常出现被盗 、 破 坏等事故不能得到及时反馈和处理的问题 , 造成较大的经济 损失 , 影响了生产的安全运行 。 鉴于此 , 我们开发了 “ 油田智 能安全生产巡检信息管理系统 ” , 这种信息载体与手持信息 采集器之间非直接接触就能读取信息载体内的信息 , 并且便 于上级管理部门及时准确地对巡检制度执行情况进行监督 , 提高了巡检速度和综合管理水平 , 适合在采油队推广应用 。一 、 系统组成与特点1. 系统组成油田智能安全生产巡检信息管理系统组成 (见图 1 。 固 定在巡查路径预设点上的信息载体 、 由工作人员携带的手持 信息采集器和本地信息处理计算机 , 信息载体为非接

3、触式 IC 卡 ; 手持信息采集器为非接触式 IC 卡读卡器 ; 手持信息采集 器 与 本 地 信 息 处 理 计 算 机 之 间 采 用 RS-232、 RS-458、 IrDA 红外或 USB 通信接口方式进行连接和数据传送 ; 本地信息处 理计算机经网络与服务器连接 ; 所述的服务器还可与网络内 的其它计算机连接 。 非接触式 IC 卡为射频卡 ; 非接触式 IC 卡读卡器为射频卡读卡器 。 本地信息处理计算机经有线网络 或无线网络与服务器连接 。 网络为局域网 。 本地信息处理计 算机中安装有 ACCESS 数据库 ; 服务器中安装有 SQL-Server 数据库 ; SQL-Serv

4、er 数据库和 ACCESS 数据库之间通过网络 进行数据交换 。2. 系统特点(1 信息载体与手持信息 采 集 器 之 间 非 直 接 接 触 即 可 进行数据传送 , 在巡检人员巡检到位时 , 不需要信息 载 体 与到位检测机构直接接触就能读取信息载体内写入的信息 , 特 别适用于油田野外安装设备的实际使用情况 。(2 将本地信 息 处 理 计 算 机 与 上 位 服 务 器 通 过 网 络 连 接成一体 , SQL-Server 数据库和 ACCESS 数据库之间通过网 络进行数据交换 , 使得巡检数据的传送 、 汇总及时可靠 , 排除 了在数据处理 、 汇总或分析过程中人为因 素 的

5、影 响 , 保 证 了 相关数据的准确性和可信度 。(3 处于同一 局 域 网 内 的 其 它 计 算 机 通 过 网 络 与 上 位 服务器连接 , 可以以 Web 方式访问服务器中的 SQL-Server 数据库 , 适应油田分布地域广 、 人员分散 、 上级管理部门远离 基层的实际情况 , 可以便于上级管理部门 及 时 检 查 、 抽 查 设 备巡检制度的执行情况 , 给设备管理 、 巡 检 制 度 的 执 行 以 及 人员考核带来便利 。图 1系统组成示意图二 、 工作原理图 1中 , 1为固定在巡查路径预设点上的射频卡 , 2为手 持式射频卡读卡器 , 3为本地信息处理计算机 , 4

6、为服务器 , 5为局域网络 , 6为其它计算机 。 在巡查路径预设点上分别固定油田智能安全生产巡检信息管理系统的研制高圣新 , 王来忠 , 赵忠(胜利油田安全环保处 , 山东 东营 257051摘要 :介绍油田智能安全生产巡检信息管理系统组成 、 特点和工作原理及软件数据处理情况 , 较好地解决了采油井事故隐患 、 被盗 、 破坏等事故不能得到及时反馈和处理的问题 , 便于管理部门及时准确地对巡检制度执行情况进行监督 , 有利于油井生产的安全运行 。关键词 :采油队 ; 安全生产巡检 ; 信息管理系统 中图分类号 :X924.3文献标识码 :A 文章编号 :1008-8083(2007 01-

7、0075-02第 21卷 第 1期 胜 利 油 田 职 工 大 学 学 报Vol. 21No . 12007年 2月JO U RNAL O F SH ENGLI O ILFIELD ST AFF U NIVERSIT YFeb . 2007作者简介 :高圣新 (1963- , 男 , 山东邹平人 , 胜利油田安全环保处高级工程师 。75一组信息载体 射频卡 1, 巡检人员持手持式射频卡读卡 器 2进行巡检 , 在规定的时间和地点通过非接触无线射频方 式读取各射频卡内预存的信息 , 读取的信息被存储在手持式 射频卡读卡器内 , 一次巡检结束后 , 将手持式射频卡读卡器内 存 储 的 信 息 通

8、过 RS-232、 RS-458、 IrDA 红 外 或 USB 通 信 接 口方式将巡检数据传送输入至本地信息处理计算机 3, 经安 装在本地信息处理计算机中的管理软件进行数据处理 、 汇总 , 形成 ACCESS 数据库形式的数据统计报表 , 并经网络 5上传 至服务器 4, 经安装在服务器中的 SQL-Server 数据库处理 , 形 成可供本网络其他用户计算机 6通过 Web 方式进行查询的 巡检记录及相关数据信息 。 网络 5可以为有线局域网网络 。 本网络其他用户计算机 6通过 Web 浏览器方式访问服 务器 4中的 SQL-Server 数据库 , 即可查看整个单位班组或个 人的

9、巡检记录 、 巡检制度的执行情况 , 巡检过程 中 发 现 的 问 题及其处理结果 , 并可对相关数据和统计结果进行统计 、 分 析或查询 。 非接触式 IC 卡 (射频卡 , 系由位于基板上的 IC 芯片及其天线线圈构成 , 其中的 IC 芯片是可进行非接触性 读写的 IC 芯片 , 即 RFIC(Radio Frequency IC 芯片 。射频卡 (简称 RF 卡 是一种以无线方式传送数据的集 成电路卡片 , 它具有数据处理及安全认 证 功 能 等 特 有 的 优 点 , RF 卡在读写时是处于非 接 触 操 作 状 态 , 避 免 了 由 于 接 触不良所造成的读写错误等误操作 , 同

10、时避免了 灰 尘 、 油 污 等 外 部 恶 劣 环 境 对 读 写 卡 的 影 响 。 RF 卡 采 取 无 线 通 迅 方 式 , 卡 与 读 卡 器 之 间 无 机 械 接 触 , 使 用 时 无 方 向 要 求 , 读 卡 器 在 1cm 10cm 范 围 内 就 可 以 对 卡 片 进 行 数 据 读 /写 操 作 , 使用时没有方向性 , 卡片可以任意方向掠过读卡 器 表 面 , 可 大大提高每次使用时数据读 /写操作的速度 , 所 以 使 用 起 来 十分方便 。由于信息载体与手持信息采 集 器 之 间 采 用 非 接 触 式 数 据传送方式 , 避免了由于接触读写而产生的各种故

11、障 。 例如 :由于粗暴插卡 、 非卡外物插入 、 灰尘 、 油污导致接触不良等原 因造成的故障 , 且卡表面无裸露的芯片 , 无须担心芯片脱落 、 静电击穿 、 弯曲损坏等问题 , 实际操作方便 、 快捷 , 特别 适 应 油田野外安装设备露天安装 、 分散设置的实际情 况 , 巡 检 人 员乐于采用 , 便于本巡检管理系统的使用和推广 。RFIC 芯 片 可 选 用 的 芯 片 有 :TI 公 司 的 TIRIS 系 列 (如 RI-I03-110A 、 ATM EL 公 司 的 TK55、 T55系 列 (如 TK5551 或 HOLTEK 公司的 HT6720等 。手持式射频卡读卡器是

12、将射频 振 荡 、 发 射 控 制 、 功 率 放 大 、 射频检波 、 接收放大 、 卡检测 、 鉴相器及数字处理等 电 路 集成于一体的 , 用来读取 非 接 触 式 IC 卡 内 数 据 的 装 置 , 该 类产品市场上已有各种规格型号的商品 可 供 选 择 , 如 北 京 卡来通电子技术有限公 司 的 CRR0111X 系 列 非 接 触 读 卡 器 (有 RS-232接 口 的 CRR0111S 和 键 盘 接 口 的 CRR0111K 等 型 号 、 广 州 周 立 功 单 片 机 发 展 有 限 公 司 的 M UR-100读 卡 器 (采 用 USB 接 口 或 北 京 信 元

13、 智 业 科 技 有 限 公 司 的 奔 扬 -20XX 系 列 非 接 触 读 卡 器 (可 选 用 串 行 /USB /红 外 接 口 等 市 售 产 品 , 亦 可 根 据 客 户 需 要 定 制 具 有 相 应 功 能 的 定制产品 。随着网络技术的推广和应用 , 油田系统内各工作点与公 司之间已普遍采用网络通讯系统 (有线或无线连接形式的局 域网网络结构 , 借用其现有的网络硬件系统 , 来实现本管理 系统的数据传送和查询之功能 , 既降低了一次性 投 入 , 又 易 于被用户接受 , 达到了 “ 多 、 快 、 好 、 省 ” 的要求 。由于 RFIC 卡 、 射频卡读卡器 、 读

14、卡器与计算机之间的数 据传输以及局域网的组网硬件连接 、 设置均为现有技术 , 其 具体线路和工作原理 、 过程在此不再叙述 。三 、 软件数据处理软件数据处理见图 2, 图 2中位于本地信息处理计算机 中 的 巡 检 管 理 软 件 通 过 RS-232、 RS-458、 IrDA 红 外 或 USB 通信接口将相关配置信息下载到读卡器中 ; 巡检人员持读卡 器进行巡检 , 将设置在各巡检点上之 RF 卡中的数据采集到 读卡器中后 , 再经 RS-232、 RS-458、 IrDA 红外或 USB 通讯接 口将巡检 数 据 输 入 至 本 地 信 息 处 理 计 算 机 中 的 ACCESS

15、 数 据库中 , 生成相应的巡检结果数据统计与报表 ; 本 地 信 息 处 理计算机的管理人员定期及时通过上传数据操作 , 将本地数 据库数据上传至服务器中的 SQL-Server 数据库 , 经过汇总后 供本网络中其他用户采用 Web 浏览器 (如 M icrosoft Internet Explorer 、 NetCaptor 、 Green Browser 或 M yIE 等 方式对服务器 中的巡检记录和基本信息进行查阅 、 统计和分析 。由于 ACCESS 数 据 库 与 SQL-Server 数 据 库 之 间 的 数 据 传送 、 Web 浏览器以及读卡器与计算机之间的数据传输 (

16、通 常读卡器的生产厂家会随机提供相应的软件 均为现有技 术 , 其具体软件的安装 、 设置 、 操作及过程在此不再叙述 。图 2数据传送流向示意图由于信息载体与手持信息采 集 器 之 间 采 用 非 接 触 式 读 取信息 , 避免了由于接触读写而产生的各种故障 ; 而 且 将 本 地信息处理计算机与上位服务器通过有 线 或 无 线 网 络 连 接 成一体 , 使得巡检数据的传送 、 汇总及时可靠 , 排除了在数据 处理 、 汇总或分析过程中人为因素的影响 , 保证 了 相 关 数 据 的准确性和可信度 。此外 , 处于同一局域网内的其它计算机通过网络与上位 服务器连接 , 可以以 Web 方式访问服务器中的 SQL-Server 数据库 , 适应油田分布地域广 、 人员分散 、