石油管线ztim-ⅲ型温压管理系统_secret

1、石油管线ZTIM-型温压管理系统的理论和实践 摘要：在石油的钻采及输运中，油井及管道的压力、温度都是非常重要的参量，取得这些数据需要大量繁琐的现场实测，浪费大量的人力、物力、财力，而且恶劣的环境及一些偶然因素会给实时准确地取得这些数据造成诸多不便。本系统正是为解决此问题而开发设计的。系统采用PLC高速数据处理器，自动进行实时快速的数据采集、计算及曲线打印，且采样精度不受人为因素影响，避免了人为误差的出现。大屏幕液晶显示，中文或英文人机对话界面，配有微型打印机，通过RS-485口，可将数据上传至计算机，进行查询、存储和打印更加方便。能及时发现干、支线，特别是单井管线的原油泄漏和井场的异常现象。

2、关键词：压力、温度、数据、泄露及异常基本原理：如下图所示，油井或管道的压力（压强）和温度通过压力及温度传感器(Sensor)转换成模拟电信号，然后经A/D转换为数字信号后进入CPU进行处理，处理后的数据保存起来，为LCD显示、通信（RS-485）、微型打印机打印、判定超限报警等提供数据源。原理框图技术指标： 1、输入电压：AC220V 2、传感器：工作电压DC12V，工作电流4mA-20mA 压力传感器测量范围：（0-3）Mpa 温度传感器测量范围：（0-100）C 3、超限报警值：（压力02.5MPa,温度0250） 4、同时监测路数：基本配置20路;每路可任意单独设置压力或温度监测方式 5

3、、误差： 小于2% 6、运行方式： 连续运行，自动巡检 7、最大功耗：100W 8、MTBF: 10万小时系统组成457620135791113151719通讯口246810121416182020路输入12V输出AC220V保险123 a、主机箱背板说明 2314 b 、主机外接信号插口 1、信号输入端 2、+12V 3、接地 4、空 c、20路输入（25芯） d、通讯口（9芯）12345678910111213252423222120191817161514 1、空 1234567892、RXD 3、TXD 4、DTR 5、GND 69、 空 e、油井采样口及外接信号插头 （注意：其中17

4、 、18 蜂鸣器（12v），19 绿灯， 20 红灯） 2314 1、信号输入端 2、+12V 3、接地 4、空 110脚表示01、03、0519路的采样端 1423脚表示02、04、0620路的采样端7.信号灯和蜂鸣器开关引出端子 11、12、24脚表示+12V 13、25 脚表示GND 操作详解： 本系统按键定义如下所示（按键配置请参见前面板）： 1 9 数字键 设 定 进入设定功能菜单按键 浏 览 进入浏览功能菜单按键 取 消 取消已作的修改并返回上一级菜单 确 认 确认所作的修改并返回上一级菜单 方向键，滚动菜单及修改功能 1、具体使用说明：系统安装完成后，对新配备使用的传感器要求进行

5、零点扫描。需除去负载，只剩传感器（温度传感器要浸入冰水混合物中3分钟以上），打开系统电源，显示屏上出现“系统启动”字样，此时顺序按下“1，2，3，4”，可进入零点扫描状态，显示“零点扫描”;扫描完成后，直接进入监测状态（注意：安装完成后建议不要再进行零点扫描，因传感器负载未完全除去时扫描零点会使零点位置错误，从而影响采样准确度）。若在显示“系统启动”时按下其他任意键，则系统使用出厂缺省零点配置文件进行检测；若用户在4秒内未键入任何键，则系统将使用上一次零点扫描数据文件进行检测。系统启动过程中自动初始化MODEM，以便使用电话网进行远程通信。初屏：系统进入监测状态，屏幕显示当前在线的第一路油井数

6、据（如当前在线油井为2压力、3温度，则首屏显示第2路油井压力数据如图1或显示第3路油井温度数据如图2，若无油井在线，则显示如图3），称为初屏。0312_47# 18：38当前温度： 5724小时温度变化最高87 最低4302169_98# 18：38当前压力： 1.20MPa24小时压力变化最高1.53 最低0.89 图1（初屏1） 图2（初屏2） 无油井在线图3（初屏3）当有油井在线时，按 、 循环显示当前在线油井压力状态，（ 相当于翻页键）。此时，除 设定 及 浏览 外，其他按键无效。（2）设定功能：按下 设定 键，屏幕弹出如下菜单（图4）， 滚动光标条，当光标条指向某一菜单时，按下 确认

7、 键，进入相应的子菜单，按下 取消 键返回浏览初屏。设定打印方式设定油井路数设定油井告警设定系统时钟 图4（设定屏）设定打印方式：当光标条指向“设定打印方式”时，按下 确认 键，进入打印子菜单，显示如图（图5）。定时打印时间 22 ：41油井 02至油井 17 图5（定时打印设定屏）这是浏览定时打印设置状态，按 确认 键，光标位于时间位置，此时可修改打印时间，按数字键可修改当前数据，（如欲输入20 ：30，01至20号油井，则直接键入“2”、“0”、“3”、“0”、“0”、“1”、“2”、“0”即可。）如果你不想修改当前数据，而是只修改后面的某一位数据，则可按 键，使光标位于欲修改位置，按下数

8、字键即可修改之。修改完成后按下 确认 键，定点打印的设定值保存并返回上一级菜单。如果此时修改值非法，则修改值不会被确认，光标指向第一个出错位置，正确后按下 确认 才可确认修改。按下 取消 键，取消修改返回上一屏。这时将打印出过去24小时内所设定时间和油井的在线状态及压力值。曲线打印 油井 03时间 13 ：15至时间 23 ：15 图6（曲线打印设定屏）当在图5状态下，按 键，翻屏至曲线打印屏（图6）。在“曲线打印”屏，按下 确认 键，光标指向油井号，按数字键可修改油井号和所要求打印的时间段，当修改值合法（如非法与定点打印同样处理）时，立即进入打印状态，开始打印油井压力曲线。 注意：曲线打印的

9、时间设定不能跨越当前时间。设定油井路数：在“设定”屏时，滚动光标条指向“设定油井路数”，按下 确认 键，进入“设定油井在线屏”（如图7），(说明：“第01路 169_98压”表示第01路标号为169_98，此路设置为压力采样，在线。其中表示在线，表示不在线)。按下 或 移动光标位置，当光标位于某项时按下 或 进入修改状态(按下从右侧进入修改状态，光标位于处，继续按光标继续左移，到达左侧时继续按下退出修改状态；同理按下从左侧进入修改状态)。如图7所示当光标位于”169_98” 中的任意位置时按下数字键可修改当前位置数据。如果想输入”_”可使用如下方法，首先输入数字”9”，然后按下，当前数据将改为

10、” ”（空格），继续按下，数据改为“_”。当光标位于最右侧时使用 或 修改当前在线状态，修改完毕，按下 确认 键确认修改并返回上一级菜单。(小窍门:用户只打算修改各路油井的某一个参数,可将光标移到修改位置修改,之后按下键光标将直接移到下一路的相同位置,直接修改即可.注意:此时键修改数值键向下移动光标,如果想修改上一路的数据,只能退出修改状态后,再移动菜单光标才可).设定第03路报警高限温度： 080低限温度： 040范围： 0250设定第02路报警高限压力： 1.20MPa低限压力： 0.75MPa范围： 02.5MPa第 01路 169_98压 第 02路 12_47温 第 03路 58 压

11、 第 04路 23 温 图7（设定油井参数屏） 图8（设定油井告警屏1） 图9（设定油井告警屏2）设定油井告警极限值：在“设定”屏时，滚动光标条指向“设定油井压力告警”，按下 确认 键，进入设定屏（如图8或9），按 可浏览在线的不同油井报警设定值。在此状态下，按下 确认 键，进入修改状态，光标指向第一个可修改的位置，按数字键修改当前值。修改完毕，光标自动移到下一可修改位置，并可按下数字键修改当前值（注： 可移动光标位置）。如果键入值非法，则自动设定为02.5MPa。修改值合法（即：高限低限且设定值在02.5MPa之间），按 确认 键修改值保存后，返回图8或9，按 取消 键，返回上一级菜单。设定

12、系统时钟：在“设定”屏滚动光标至“设定系统时钟”，按下 确认 键，进行系统时钟修改，数字键修改数值，光标 移动光标位置，修改完毕且修改合法时，按下 确认 键修改当前时间并返回上一级菜单。在“设定”屏，按下 取消 键，返回浏览初屏。浏览功能：在“初屏”，按下 浏览 键进入“浏览”子菜单（如图10）。按 滚动光标条到需查询的菜单时按下 确认 键，进入相应子菜单。按下 取消 键，返回浏览初屏。巡检各路油井查询告警记录24小时极值清除告警记录 图10（浏览屏）巡检各路油井：当光标条指向“巡检各路油井”时，按下 确认 键，重新初始化MODEM并进入巡检状态。实际上，浏览初屏即为此屏（如图1，2，3）。查

13、询告警记录：当光标条指向“查询告警记录”时，按下 确认 键，进入告警查询屏（如图11），按 翻页。如无新告警产生，此时记录灯灭；如无告警记录，则显示如图16。 2001年12月25日24时36分25秒58号油井高温超限压力84 10 2001年12月25日24时36分25秒169_98号油井高压超限压力1.78MPa 12图11（查询告警记录1） 图12（查询告警记录2）取消 键返回上一级菜单。24小时压力极值：当光标条指向“24小时压力极值”时，按下 确认 键，进入压力极值浏览屏（如图13,14）。 02路 温度高：89 08:29低：89 21:56路号：58 01路 压力高：0.89MP

14、a 08:29低：0.49MPa 21:56路号：169_98 图13（24小时油井压力极值1） 图14（24小时油井压力极值2）同样按 键翻页， 取消 键键返回上一级菜单。清除告警记录： 无告警记录 告警记录已被清除移动光标到“清除告警记录”，按下 确认 键，清除当前告警记录，并显示（如图15），若告警清除后无新告警生成，则显示（如图16）。图15 图16 若有告警出现，则告警灯亮（红灯），查询记录灯亮（黄灯），同时蜂鸣器响。浏览主屏时按 取消可关闭蜂鸣器，再按 确认 键，又可重新启动蜂鸣器；若已查阅报警信息，则查询记录灯（黄灯）灭，只要记录未阅，黄灯就不会熄灭。 （4）机柜面板设置：红灯-

15、报警状态，绿灯-系统运行，红色按钮-取消报警声音（根据用户要求定制）。安装图解： 1、使用20路传感器输入端子连接传感器(如下图)。RS-4852、使用db25针输入口连接传感器（如下图）实际应用： 中原油田采油三厂2001年3月在卫5号、卫22号站应用了8台温压管理系统，对文、卫、马三个油矿的8条集油支线，73口油井采油管实施了全天候压力监控，该系统使用效果很好，归纳如下：1、该技术具有操作简单，适用、管理方便，性能指标稳定、数据录取准确、可靠的特点。自2001年3月先后安装运行了8台ZTIM-智能温压哨，至今运行时间最长的已近500天，均未出现性能指标下降，设备质量问题。2、能够进一步督查

16、岗位工人的岗位责任制落实，使计量站压力资料录取，压力曲线自动化，消除了人为因素。 1999年，根据中原油田采油三厂外部环境条件的特点，为及时发现管线打眼、泄露、提高产油管理水平，在全厂计量站推广了记录、绘制压力曲线的做法，并作为一项基础资料进行了管理，这一做法初期取得了效果，但由于手工绘制压力曲线的繁琐及压力资料的不可复查性，使该项工作逐渐弱化。ZTIM-智能温压哨的自动采集、存储、告警、查询功能大大提高了现场压力资料的可靠性及完整性，减少了岗位工人的劳动强度，同时对岗位工人的责任制落实具有一定的督促作用。3、可以及时发现干、支线特别是单井管线上的原油泄露。中原油田采油三厂单井输油管线进计量站阀组前均安装有单流阀，ZTIM-智能温压哨的取压装置安装于单流阀间形成相对独立的压力系统。当管线压力出现下降或上升超过设定值时，告警提示岗位工人管线运行异常。2001年初，卫22-52井产液量突然由32吨/天减25吨/天。期间测试图、液面均正常，对该井实施热洗措施后产量仍未恢复，安装ZTIM-智能温压哨后，该井多次报警，为此，站、队人员加强了该井的巡线力度。终于发现了极其隐蔽的窃油点，该井产量恢复。2002年4月12日，马寨十一号站卫305-23