天然气站场数据采集和远传实现方法.pdf

2 0 1 1年 第 1 期 管 道 技 东 P i p e l i ne Te c h n i q ue 曼 各 Eq ui pme n t 2 01 1 No ．1 天然气站场数据 采集和远传 实现方 法 梁现华 ， 王瑞霞。 ， 李辉。 ， 何晓娜。 ， 毛爱梅 ， 王飞 1 ， 中国石油化- r ／ l 份有限公司天然气川气东送管道分公司， 湖北武汉4 3 0 0 7 7 ； 2 ． 中国铁通濮阳分公司， 河南濮阳4 5 7 0 6 1 ； 3 ． 中国石油化工股份有 限公 司中原油 田天然气产销厂 ， 河南濮阳4 5 7 0 6 1 摘要 石油天然气行业生产站场分散 ， 各站场设备运行安全性要 求高， 需要工作人 员定期对设备进 行巡查记录 ， 以前主要靠手写记录， 同时数据也不能及 时上传到企业总部。文 中提供 了一种利用数据 库 系统 、 软件 系统操作 、 企业局域 网络传输等 多项技 术， 实现 天然气行业 生产场站对设备 的定期巡检 ， 巡检数据通过 网络及时上传的一种软件和硬件 结合的实现方案。 关键词 生产数据 ； 网络 ； 实时远程上传 中图分类号 T P 2 7 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 4 9 6 1 4 2 0 1 1 O 1 0 0 2 9 0 3 Da t a Ac qu i s i t i o n a nd Re m o t e Tr a ns mi s s i o n M e t ho d a t a Na t ur a l Ga s S t a t i o n L I ANG Xi a n- h u a 。 W ANG Ru i ． x i a ， LI Hu i ， HE Xi a o n a ， MAO Ai me i ， W ANG Fe i 1 ． S i n o p e c S i c h u a n t o Ea s t e r n Ch i n a Ga s Tr a n s mi s s i o n P i p e l i n e Co mp a n y ， W u h a n 4 3 0 0 7 7， Ch i n a； 2．Ch i na Ti e t ong Puy a ng Br a nc h， Puy ang 4 5 70 61， Chi n a； 3 ． S i n o p e c Z h o n g y u a n Oi l fi e l d Ga s P r o d u c t i o n F a c t o r y ， P u y a n g 4 5 7 0 0 0 ， Ch i n a Ab s t r a c t As t h e o i l a n d g a s i n d u s t r y p r o d u c e s s c a t t e r e d s t a t i o n s ， t h e s t a t i o n e q u i p me n t w i t h h i g h s e c u ri t y r e q u i r e me n t s n e e d s t h e s t a ff t o r e g u l a r l y c a r r y o u t i n s p e c t i o n s o f e q u i p me n t r e c o r d e d ． B u t i n t h e p a s t ， t h i s k i n d o f wo r k r e l i e s ma i n l y o n ma n u a l h a n d w r i t t e n n o t e s ， a n d d a t a c o u l d n o t b e p r o mp t l y u p l o a d e d t o t h e c o r p o r a t e h e a d q u a r t e r s ． T h i s p a p e r d i s c u s s e s h o w t o u s e t h e d a t a ba s e s y s t e m p r o v i de d， s o f t wa r e s y s t e m o pe r a t i o n， e nt e r p r i s e l o c a l a r e a n e t wo r k t r a n s mi s s i on a n d ma n y o t he r t e c h no l o g i e s t o r e a l i z e t he pr o d u c t i o n o f na t u r a l g a s i n d us t ry． As a r e s u l t ， t he s t a t i o n h a s a r e g u l a r i ns p e c t i o n o f i t s e q ui p me n t ， da t a t hr o u g h t h e n e t wo r k a nd i mp l e me n t s a s o f t wa r e a n d h a r d wa r e n p l o a d i n g i nt e g r a t i o n． Ke y wor ds p r o d uc t i o n d a t a ne t wo r k r e a l t i me r e mo t e up l o ad 0 引言 国内一些石油企业 ， 以前一般都采取人工 和手写 的工作模式 ， 人工成本高 ， 工作效率较低 ， 很难满足企 业 的实际需要。文中介绍一种充分利用企 业 内部局 域 网将企业分散的生产站点的巡检数据采集和上传 ， 实现生产数据网络化 、 信息化 、 无纸化 的方法 。 1 系统工作原理与组成 一 个典型的巡检数据远传系统的巡检流程 ， 如图 1 所 示 。 图 1 巡检 系统 流程图 1 ． 1 巡检可行性分析 天然气企业拥有单井状态 的工业实时监控系统。 收稿 日期 2 0 0 91 2 2 8 收修改稿 日期 2 0 1 0 0 8 2 0 由于野外运行不稳定 、 维护困难 而站场 内的监测点又 较多， 在所有气井和站场配备完善 的工业实 时监控系 统的一次性投资较 大。对局 部站场 的试用而言 ， 其相 应的工业实时监控设备 和 网络传输设备 的投资也 比 较大。但完善的工业实时监控系统是 “ 数字油 田” 的 发展方 向与必然趋势 ， 以后可在条件成熟时进行逐步 布置 、 改造 。 经过反 复 比较 分析 ， 该 软件 系统 选择 具有 信息 钮 、 数据采集器与网络传输通信座的整套采集与传输 装置 ， 采用按时问整点巡检 、 手动上传数据为主的半 自 动方式。按该方案的设备投资和软件开发与维护费用 大大降低 ， 但却基本满足天然气企业生产的需求， 也能 够逐渐促进整个厂区生产与管理的信息化建 设。如果 能在数据库及程序开发上为以后系统的升级 留下必要 的接口和空间， 系统升级后还可 以保留自动与半 自动两 种巡检方式 ， 有利于系统故障时的巡检上传 ， 从而提高 三 P i p e l i n e T e c h n i q u e a n d E q u i p m e n t J a n ． 2 0 1 1 天然气企业生产系统的稳定性和可靠性。 1 ． 2 不同巡检技术路线 比较 1 ． 2 ． 1 传 统 的巡检 方 式 天然气企业 以前采用纯人 工的巡检模式 ， 即工作 人员到各个待巡检设备 ， 手工记录各个设备 的参数以 及实时状态 ， 并输入到计算机 中， 形成各 种大类 的纸 质报表 ， 再送到数据 中心进行资料 的人库 ， 以便实现 资料的分类 、 检索 、 分析与统计 。 某气 田投入开发 2 0多年来 ， 企业逐步形成了从天 然气开发 、 原油伴生气集输 ， 到天然气销售 的集成产 业链 ， 生产管理任务不断增加 。该厂管理着几 百 k m 输气管线 、 近百 口气井 、 近十座集气 站 、 配气站 ， 还有 高低压分输 站、 增压站。因此 ， 气 田管理模式 不能满 足要求 ， 纯人工的巡检模式越来越不适应生产现代化 的发展 。 1 ． 2 ． 2改进 的巡检 方式 现在天然气企业下属各个集气站 ， 采用 的是改进 的半 自动巡检模式 ， 即提前在各个巡检设备上安装信 息钮 ， 负责标识该设备。每个工作站配备 1个数据采 集器 ， 在各个整点 时间段里 ， 工作人员手持采集器 ， 到 各个巡检设备处 ， 将巡检设备 的当前参数及其状态数 据输人采集器。待整个巡检过程完成后 ， 将采集器与 网络传输通信座利用红外线 互相感应 、 通信。此时 ， 巡检客户端程序能够 自动根据设计 的数据处理流程 ， 对此次巡检任务存储在采集器中的所有数据 ， 进行本 地解析处理 ， 再利用 T C P ／ I P协议 ， 通过广域网上传到 信息中心 的 O r a c l e数据库服务器 ， 从而实现生产数据 及其瞬时数据的上传。此外 ， 巡检客户端程序还能按 照既有设置 ， 提示数据上传成功或者漏检 ， 工作人员 可在规定时间内对漏检设备进行补检 ， 从而及时将补 检数据上传 。单个集气站的巡检方案 ， 如 图2所示。 一 输入各设备参 数和状态数据 红外感应 信息中心 O r a c l e 数据服务器 _ _ J 里 P 协 议 集气站 I i 司 I 网络传输通信座 红 信息钮1 l I 信息钮2 图 2 巡检方案 示意 图 该软件系统 的应用解决 了资料存储难 、 查 询难 、 统计难 、 分析难 的问题 ， 实现了瞬时和定点对气井生 产参数 、 管线运行参数 、 天然气集输设施运行参数 、 供 气参数等数据的传递、 储存与查询。根据管道运行两 端的压力 、 温度 、 气量数据 ， 管理人员就可以快速判断 是否存在计量误差或管线液堵等问题 ， 并能通过网络 指挥生产 、 协调安排工作 。 2系统软件设计与实现 2 ． 1 巡检数据解析模块 该方案设计 的数据采集器存储 的原始数据格式 如下 “ 采集器编号 ， 通信座编号 ， 日期 、 时间编码 ， 不 同 类型巡检设备对应的编号 ， 当前被巡检设备需要输入 的项 目数 ， 具体每项的数值编码” 。 巡检程序的第一步就是要将采集器所采 集的所 有原始字符 串逐个解 析成 代表其 具体意 义的数 据。 在这一步， 利用 I N I 文件来存储采集器 的初始化配置 和巡检设备及其录入项 目的设置。I N I 文件的最大特 点是能够按照“ 小节名” 对该小节的各个 “ 关 键字 ” 写 入其对应的值 ， 而且同一小节的同一关键字也只会存 储最近一次写入 的值 ， 在 D e l p h i 中， 可以利用 系统 自 带的 T I n i fi l e 类来操作 I N I 文件 。在操作 I N I 文件 时， 可以把“ 关键字” 所对应的“ 值” 进行字符串的拆分 。 2 ． 2 巡检数据上传模块 在数据上传功能的设计上， 企业已有的天然气生产 管理信息系统是建立在 B ／ S B r o w s e r ／ S e r v e r ， 浏览器／ 服 务器 结构基础上的， 所以这次对原有系统功能的扩充 设计必须与已有的系统兼容。于是选择了 V B所带有 的T l n e t 控伴， 将这个 A c t i v e X控件导入到 D e l p h i 中， 利 用它已经封装好的 O p e n U R L 网址 方法打开一个 A S P 网页 ， 并对这个 A S P页面的网址进行适当的设置， 即把 数据附在网址后半部分 ， 再利用该 网址对应的 A S P页 面操作服务器端本地数据库 的功能 ， 即可实现在 B ／ S 结构下的数据上传与对远程数据库的更新。 2 ． 3巡检数据处理的特殊要求 一 个适应生产的巡检数据处理流程 ， 必须考虑生 产系统不 同的状态和需要 ， 如 怎样 消除重复巡检 ， 判 断是否漏检、 补检 ， 是否强行上传 ， 巡检设备状态和参 数是否有默认值 ， 瞬时数据生成 与上传 ， 分整 点上传 巡检数据 以及加密巡检等多种特殊情况的处理。 2 ． 4巡检数据查询模块 在服务器端和客户端运行生产信息查询系统 ， 均 可进行 已上传数据 的相关查 询。巡检数据可按所属 站名 、 巡检设备 、 班组 、 日期和录取 时间等多种组合方 式进行查询， 如 图3所示。 应 第 1 期 梁现华等 天然气站场数据采集和远传 实现方法 3 1 图 3 服 务器 端查询 3 系统实施与推广 该巡检数据远传系统在 天然 气企业下属 的一个 集气站成功进行了试运行与验收， 考虑到 以后在全厂 范围内的实施与推广 ， 还在 以下几方面做 了软件 的通 用化设计 。 1 在数据处理流程中充分考虑 了集气站的一般 情况 ， 包括正常巡检 、 漏检 、 补检 、 加密巡检 ， 为减少工 作量的默认值处理 以及 网络故障等造成 的数据 上传 失败等情况 ； 2 在程序开发过程 中， 既有参数上 的通用化 设 置 ， 也有逻辑上的升级空间保 留， 如 函数 的参数 中加 入了“ 所属站名” 、 “ 站 内编号” 和“日期 ” 等通用关 键 字段 ； 3 灵活利用 I N I 文件存储数据采集器的初始化 配置和巡检设备及其 录入项 目的设置 ， 并 开发 了相应 的 I N I 文件通用化编辑工具程序 。 4 结束 语 文中介绍的巡检数据远传 系统综 合利用 了数据 库 、 文件操作 、 硬件传输 、 网络 与 We b等多项技术 ， 实 现了对各个集 气站 的众多设备 的巡检。技术人 员通 过服务器端的查洵， 能够在远程对 分散在广大地域范 围内的各个集 气站设备 的运行 状态和属性进行及 时 的指挥与协调 ； 而对 于安装 了生产管理信息系统客户 端 的各个集气站 ， 也可 以在本地对以往各个时段瞬时 生产情况 气井 、 管线 和用户 、 不 同设备 乃至整 个站 所有设备 的巡检 情况进行相应 的查询。天然气巡 检 数据远传系统 的使用 ， 使生产数据实现 了有效积 累， 传统 的工作方式得 到了改变， 工作效率得到 了提高 ， 信息得到了共享 。 参考文献 [ 1 ] K I MME L P ． D e l p h i 6应用开发指南． 郭旭， 周建明， 译． 北 京 清华大学 出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 2 ] 肖建． D e l p h i 6编程基础． 北京 清华大学出版社， 2 0 0 2 ． [ 3 ] 飞思科技产品研发中心． D e l p h i 6 数据库开发． 北京 电子 工业 出版社 ， 2 0 0 2 ． 作者简介 梁现华 1 9 7 8 一 ， 大学本科， 研究方向为自动控制系 统 和计算 机应 用 上接第 3页 验， 以确保试验的 良好重现性。该方法 也可以用于评价不同类型化学药剂阻垢性能 ， 采用同一 配制水测定它们在不同投加浓度下的结垢 曲线即可。 2结束语 以上 3种方法均能评价配伍性 ， 得到最优工况 ， 评 价阻垢剂性能 ， 得到阻垢剂最低有效浓度 MI C 。 静态试验法用成垢离子浓度差 △ c 。 c 结垢率 ； 动态 热阻法用污垢热阻 r 结垢率 ； 石英微天平快速测垢 法用成垢质量 m 结垢率。 静态试验 法与石英 微 天平 快速 测垢 法 ， 均 属于 “ 静态” ， 由于没有考虑压力 、 流体流动作用等影响 ， 比 较适用于油 田注入水结垢测试 。石英微 天平 快速测 垢法速度快 、 效率高 ， 但是 只有 在常温下结 果才具有 较好地重现性 ， 并且主要适用于测量 C a C O 质量。 动态热 阻法能很好地模拟现场的生产环境 ， 适用 于油田集输系统结垢测试 。试验周期 长， 但 管段 简单 易操作 ， 准确性较高 ， 而且可得到垢的动态生长规律 ， 预测结垢点 ， 更加符合现场管道实际。 参考文献 [ 1 ] 王世强 ， 王笑菡． 油 田结垢及防垢动态评 价方 法的应用研 究． 中国海上油气 工程 ， 1 9 9 7 ， 9 1 3 9 4 8 ． [ 2 ] H G ／ T 2 1 6 0 1 冷却水动态模拟实验方法． [ 3 ] 秦晓 ， 韩柏 平． 石英微 天平 快速测垢技术 ． 中国给水排水 ， 1 9 9 9 ， 1 5 1 2 6 9 。 作者简介 刘静 1 9 8 6 一 ， 硕士研究生， 研究方向为油气储运。