见飞龙 梁娜 侍远 张海宏

(中国石油长庆油田分公司机械制造总厂（数字化技术服务处），陕西 西安 710200)

一、水源井智能网络的组建方式和优化

传输网络负责水源井井场和监控站点之间的井场数据和远程控制信号传输，在保证传输网络高效稳定的同时，为了充分利用已有的有线、无线网络以及设备，减少设备投资，提高施工及调试效率，本项目探索研究了以下四种组网方式。

1.数传电台通讯技术应用

对于还没有网络覆盖的水源井，我们采用了YS-WIMP-WDR无线数传电台模块以及配套的全向天线来实现无线通讯，一般在无目视范围内遮挡的情况下，最远稳定传输距离可达到5公里。该无线数传电台模块适合多种通讯场合，可实现点对点、点对多点多级组网通讯；具备存储16个收、发信道，可根据情况配置使用或由程序控制使用；提供标准RS-232、TTL、RS-485等接口，可与任何具有相同接口的设备相连。

2.利用井场RTU透传

如果水源井位于井场内部，并且该井场数字化建设所用设备为安控或者威正，则可以将水源井控制仪输出RS-485信号通过屏蔽双绞线接入到井场RTU内，通过已有的井场网络传输回站内，通过I/O驱动读取水源井数据，而不需要增加其它通讯设备。

3.利用数字化抽油机井场无线设备实现无线传输

如果水源井位于井场内部，并且该井场数字为数字化抽油机井场，可使用摩莎公司的RS-485转无线模块M4，通过无线传输将水源井数据以及远程启停等数据传送到井场机柜内的M2模块，然后通过Nport5110转成以太网信号进入五口交换机，最后通过无线网桥进入已有的无线网络。

4.电台及原有无线网络的混合组网

当水源井距离中心站点过远，或是二者之间山体阻挡严重时，可以根据实际情况在附近井场（已完成数字化建设，具备无线网络或者有线网络传输条件）安装中心电台，通过井场网桥或光纤将信号传回站内。由于电台自带的是RS-485接口，因此要增加RS-485转网口的串口服务器设备，将RS-485信号转换成以太网信号，从而通过五口交换机进入网络。

二、安装及调试优化

一整套水源井智能保护与远程控制系统，主要由三个部分组成:水源井组件、远程控制与传输部分和中心管理系统。

（一）水源井组件的安装

水源井组件负责水量、水压、电潜泵三项电参数采集以及电潜泵自动保护。水源井智能保护模块主要对电潜泵的卡泵、空 抽、过载、欠载、缺相、漏电／短路等实现保护，同时可以远程启停电潜泵。由于水源井要不定期的进行修井作业，因此在安装时要保证智能保护仪能够方便拆卸，我们一般将其挂靠在水源井彩钢房墙壁上。上电正常后，保护设备液晶界面工作正常，能够实时读取电压，电流参数，以及电机及设备工作状态。

（二）远程控制与传输

数传电台天线安装（主站）天线安装在室外，支架需要用电焊固定好，天线的馈线与数传模块接口紧密连接，天线接地线要安装到位，并保证接地良好防止雷击等强电流击毁设备。

三、智能保护以及远程启停应用情况

2012年10月份机械制造总厂承揽了采油五厂首批101口水源井的数字化建设任务，截至目前已经完成了采油五厂麻黄山南作业区、麻黄山北作业区以及马家山东作业区的38口水源井的数字化建设工作，后期将继续完成采油五厂数百口水源井的数字化建设。

（一）设备的构架与运行环境

我们在马东作业区姬15供安装了一台PC机和一台中心无线数传电台，在6个水源井场分别安装了一套水源井组件和一台无线数传电台，电磁流量计模块负责实现采水量的精确计量，用于分析水源情况及在无水时为水源井智能控制模块提供外部信号，压力变送器负责采集出水压力，帮助判断泵况，水源井智能控制模块主要对电潜泵的卡泵、空抽、过载、欠载、缺相、漏电／短路等实现保护，同时可以通过485总线接收来自远端的控制信号，实现远程启停电潜泵。中心点的PC机上装有控制程序，通过数传电台网络与井场的水源井组件进行通讯，可以采集和显示水源井设备工作状态以及实现远程启停。

（二）无线数传电台网络连通

我们在中心点与6个水源井场各安装了一台无线数传电台，然后使用通讯软件进行无线数传电台网络连通调试，确保中心点与各水源井场之间数据通讯的完整性与正确性。

（三）集成、统一的设备数据采集与控制界面

厂家自带的设备网络管理控制与数据采集的界面是基于单独的模块，不同的模块有不同的界面，而且数据显示需要登录、切换管理界面，导致实际使用繁琐，数据采集实时性差。为此，我们与厂家共同合作，开发了与二代站控标准供水站窗口风格一致的集成监控界面，使得电参、状态、压力等数据以及远程启停能够同时在一个界面上显示、操作，而且数据能够实现实时采集。

通过在麻黄山南、麻黄山北以及马家山东作业区的现场应用，一是实现了自动采集水源井产水量、深井泵三相电流、电压工作参数；二是对水源井深井泵发生的卡泵、空抽、过载、缺相、短路、卸载等故障进行智能判识并自动停泵保护；三是实现水源井远程启、停深井泵操作。同时通过标准通讯接口可将采集数据集中在厂部生产指挥中心统一监控管理。

[1]李瑾坤，孙淑霞;NAT技术探讨及应用实例[J].成都理工学院学报.2002(03).

[2]牟英峰，徐殿国，张东来.基于嵌入式TCP/IP协议栈的信息家电连接Internet单芯片解决方案[J.电子技术应用;2002(06).

[3]李佰国.分散地点的泵房综合自动化系统的应用研究[D].山东大学.2007.