专利名称：油藏测试地面数据采集系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油勘探开发领域，尤其指一种用于油气田勘探开发的油藏测试地面数据采集系统。
背景技术：
油藏测试地面作业是在油气田开发阶段，对油气层进行测试，以有效确定油气藏产能、储量的石油工艺。在油藏测试期间，作业环境恶劣，有时还可能出现硫化氢等有毒气体，特别是对某些高温、高压地层进行测试时，工作更加危险，但为了确保原始资料的准确性和可靠性，有效地确定油层的产能及储量，需准确搜集各种仪表信息，及时协调地控制各种油藏测试设备如分离器、加热炉等。在油藏测试初期，大都采用人工操作方式，不仅威胁人的生命安全，而且采样点较少，原始资料的可靠性、准确性较差。
随计算机技术和自动化技术的发展，在该领域内也有所应用，一般的控制系统均采用软件与硬件相互结合的采集方式，而此种控制系统，由于其软硬件相互制约，现代计算机软件技术的发展迅速，系统中的硬件设施难以满足发展迅速的软件技术，造成技术的落后，如需改进系统，则需要对系统的软硬件进行同步改造，这就在很大程度上增加了系统的成本；现有的技术一般采用网络映射的方式来实现网络通信，该方式在实际应用中，系统的运算速度比较慢，降低了系统的工作效率。由于计算机技术的迅速发展，使现有控制系统的运算速度以及精确度难以满足现有油藏技术的需要。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种油藏测试地面数据采集系统，可以实现快速、实时、安全的监控，自动进行数据的精确计算与处理，并能够在低成本的前提下对系统升级。
本实用新型的再一目的在于提供一种油藏测试地面数据采集系统，可以进行单分离器、双分离器串联及并联方式控制。
本实用新型的目的是这样实现的一种油藏测试地面数据采集系统，包括传感器，服务器；其特征在于包括数据采集接口装置、工作站、以及远程终端；其中所述的传感器通过所述的数据采集接口装置与所述的服务器联接；所述的服务器分别与所述的工作站、远程终端联接，且所述的服务器与所述的工作站的联接为C/S联接，所述的服务器与所述的远程终端的联接为B/S联接；所述的传感器将采集到的检测数据经所述的数据采集接口装置传送给所述的服务器；所述的服务器对接收到的检测数据进行处理，生成检测信息；所述的工作站与所述的服务器双向进行数据交换；所述的服务器为所述的远程终端提供数据服务。
所述的传感器是指多个传感器；所述的检测数据至少包括压力、压差、温度、流量。
所述的传感器包括压力传感器、温度传感器、分离器静压及压差传感器、流量传感器、硫化氢传感器，其中所述的分离器可串联或并联设置进行监测数据采集。
所述的数据采集接口装置包括接线装置和接口装置；其中所述的接线装置将接收到的模拟电流信号转换成电压信号，并将该电压信号传送给所述的接口装置；所述的接口装置包括数字信号处理采集卡、模拟信号处理采集卡、CPU卡，传送到所述接口装置的电压信号经所述的CPU卡处理转换成计算机识别的数字信号，该数字信号通过串行接口传送给所述的服务器。
所述的接口装置还包括标准工业机箱、机箱风扇、机箱电源、光盘驱动器、软盘驱动器、串并口扩展卡、带ISA插槽的母板、软件狗接口。
还包括网络集线器；所述的服务器经网线与所述的网络集线器联接；所述的网络集线器经网线分别与所述的工作站和远程终端联接，并采用TCP/IP协议进行数据通信。
所述的服务器包括Web服务器和数据存储装置；所述的服务器对现场采集到的所有数据进行计算，并将数据存储到所述的数据存储装置中，为所述的工作站上的各种服务提供实时的或历史的数据源，并为所述的远程终端提供Web服务以及数据、曲线监视。
所述的工作站是指进行作业现场操作的工作站，用于对系统进行配置、作业信息的输入、数据库管理、曲线监测、数据监测、曲线回放、报表输出及对所述的服务器进行设置和控制。
所述的远程终端是指通过Internet/Intranet网络IE浏览器实现远程操作，即在系统授权方式下，通过IE浏览器从所述的服务器获得数据，并进行曲线监测、数据监测、曲线回放的远程终端；根据本系统的油藏测试地面数据采集处理系统还包括一Web服务器和SQLserver数据库；Web服务器主要完成远成终端IE方式的数据浏览和数据和报表处理；SQLserver数据库主要实时存储当前测试数据，为系统中的所有数据操作提供数据的实时或历史数据源。
报警装置；该报警装置与所述的服务器相连，实现监测参数的高/低警报门限值、超限报警提示、故障报警提示、警报信息解释、警报信息存储及浏览；并给出报警提示方式，所述的报警提示方式包括声音动画、语音、显示；可实现被测参数的高/低警报处理及部分硬件系统故障。
本实用新型产生的效果是显著的1、本实用新型的数据采集装置采用了稳定的工控机结构，实现系统的软硬件的分离，避免系统由于单方面的软件或硬件问题而影响整个系统的工作，而在实际操作中，更容易发现并解决系统中的问题，基于此，本实用新型可以很方便的进行软件的升级操作；
2、本实用新型所述的系统改变了现有的系统只能对单分离器求产的状况，而可以进行单分离器、双分离器串联、双分离器并联三种方式求产；3。、本系统设置的数据库可以实现多井数据储存与管理，功能丰富的数据管理功能；其远程数据浏览以WEB形式实现，在很大程度上方便用户；4、本实用新型在系统设计上实现软、硬件分离，且采集接口具有WATCHDOG自动值守功能，故障可自动恢复；5、本实用新型在使用过程中，具有更快的运算速度，使本系统可迅速对采集数据作出反�。槐臼涤眯滦驮诮型缌邮保跃哂胁煌ㄏ薜挠没Р捎昧瞬煌牧咏峁梗繁Ａ讼低车陌踩晕榷ㄐ�。
图1为本实用新型的系统框图。
图2a为本实用新型的接口箱的剖面图。
图2b为本实用新型的接口箱的后视图。
图3为本实用新型的接口原理图。
图4为本实用新型的服务器的结构框图。
具体实施方式
本实用新型涉及一种油藏测试地面数据采集系统，可如图1所示，包括传感器1...n，服务器3；还包括数据采集接口装置2、工作站7、以及远程终端6；其中所述的传感器1...n通过所述的数据采集接口装置2与所述的服务器3联接；所述的服务器分别与所述的工作站7、远程终端6联接，且所述的服务器3与所述的工作站7的联接为C/S联接，所述的服务器3与所述的远程终端6的联接为B/S联接；所述的传感器1...n将采集到的检测数据经所述的数据采集接口装置2传送给所述的服务器3；所述的服务器3对接收到的检测数据进行处理，生成检测信息；本实用新型中的工作站7对所述的服务器3及其生成的检测信息进行监控；所述的远程终端6与所述的服务器3进行数据交换。本实用新型所述的传感器是指多个传感器1...n；所述的检测数据至少包括压力、压差、温度、流量。应用于本实用新型中的传感器1...n主要包括压力传感器、温度传感器、分离器静压及压差传感器、流量传感器、硫化氢传感器，其中所述的分离器可串联或并联设置进行监测数据采集。
在本实施例中，数据采集接口装置2包括接线装置21和接口装置22；其中本实用新型所述的接口装置22还包括标准工业机箱、机箱风扇、机箱电源、光盘驱动器、软盘驱动器、串并口扩展卡、带ISA插槽的母板、软件狗接口225、预留串行接口226、串行采集接口227、调试显示器接口228、调试用键盘接口229、DB37输入口1230、DB37输入口2231、DB15输入口232、DB25芯预留口233。具体可如图2a所示的接口装置的俯视图以及图2b所示的接口装置的后视图。所述的接线装置21将接收到的模拟电流信号转换成电压信号，并将该电压信号传送给所述的接口装置22；所述的接口装置22包括数字信号处理采集卡221、模拟信号处理采集卡222、CPU卡224，传送到所述接口装置22的电压信号经所述的CPU处理转换成计算机识别的数字信号，该数字信号通过串行接口223传送给所述的服务器3。
该接口装置可根据不同的应用需要，可选用不同的数字信号采集卡和模拟量信号采集卡，这些信号采集卡可用于温度、压力、流量信号进行调整，完成对模拟信号经过模/数(A/D)变换器变换成数字信号。根据本系统的油藏测试地面数据采集设备选用模拟量信号处理板和数字量信号处理板，分别用于模拟量信号处理(如放大、线性化、增益矫正)、数字量信号处理(如信号规整等)。
如图2a以及图2b所示，其中该接口装置22的内部结构紧凑，合理。本装置所述的接口装置具有较高的采集精度，其模拟量可达到12位的高精度的模/数转换；其采集范围比现有技术扩大，其中采集范围双极性电压范围±5V，±2.5V，±1.25V，±0.625V；单极性电压范围0-10v，0-5v，0-2.5v，0-1.25v，其最大转换速率可达到25khz.本接口装置22有高稳定性的运行环境，高精度的采集信号能力。提供48路模拟信号接入，12路数字信号接入。57600bps的串口输出速率满足高端应用程序的实时要求。该机箱采用工业级的工控机箱和电源供电，确保稳定的数据采集，大大提高了整个系统的可靠性，并同时提供数据加密措施，有效的解决数据远传所带来的一些问题。
在实际应用过程中，传感器1…n分别用于探测被测压力和温度及流量等，比如井口压力，套管压力，井口回压，井口温度，分离器压力、油温、天然气温度等，并通过信号电缆将电信号，比如模拟信号、脉冲信号，传送到油藏数据采集装置中的数据采集接口装置2，在接线装置21中将模拟信号经过信号调整后，送到油藏测试地面数据接口装置22。在接口装置22中对其接收到的信号进行A/D转换后转换为数字信息。而对于脉冲信号，经过油藏测试地面数据采集处理设备中的计数器对其进行计数。然后，将所采集的数据作进一步的处理，比如数据打包，最后将打好包的数据包实时的传送给服务器3。在服务器3中将所处理的数据进行工程计算，然后把数据实时存储到数据库中并同时将数据、曲线显示在显示器上。在工作站7端，则向服务器3实时获取数据实时曲线显示和完成报表处理等功能。在远程终端6，可通过IE方式实时的从服务器中获取数据并将曲线显示在屏幕上。
对于传感器1…n，它包括(1)压力传感器，用于测量井口压力、回压；套管压力；分离器压力等参数，具有防硫、耐压、耐高温、高可靠性、工作性能稳定、抗干扰能力强等特点；(2)温度传感器，用于测量井口温度、分离器油温、天然气温度等参数；(3)分离器静压及压差传感器，静压传感器压力范围(0......2000PSI)，压差传感器测量范围(0......400英寸水柱)，可单独安装，也可独立安装，分别用于测量分离器静压和孔板压差等参数；(4)流量传感器，包括电磁流量计、涡轮流量计、脉冲计数流量计等，可分别与不同的分离器相配套使用，用于测量油流量、水流量等工程技术参数，具有精度高、安装方便、可靠性强、抗干扰能力好等特点。但本发明并不仅限于上述的传感器，根据工作需要，还可以增加其他类型的传感器，以检测温度、位置变化等其他参数。
本实用新型在进行分离器的求产时，由于所述的分离器可串联或并联设置进行监测数据采集，使其不仅可实现单分离器求产，也可以实现双套分离器的串、并联求产，其单分离器的求产过程与现有的系统相一致，在本实施例中不再赘述。本实用新型在测试井油气水流量大的时候采用双分离器并联求产时，两分离器分别给出各自的油、水、气产量、累计产油、累计产水、累计产气，并累加得出测试井的油、水、气产量，累计产油、累计产水、累计产气。测试井某一时刻的产量是两台分离器在这同一时刻求出的产量相加。
在进行双套分离器串联求产时，系统应能让操作者选择用其中之一分离器求产数值作为该层测试的求产数值，还是用另一分离器的求产数值作为测试求产数值，但在使用中，不管是如何选择，两台分离器都分别求产，并录取全部数据。
本实用新型的系统中还包括网络集线器；所述的服务器3经网线与所述的网络集线器4联接；所述的网络集线器4经网线分别与所述的工作站7和远程终端6联接，并采用TCP/IP协议进行数据通讯。
该服务器3包括Web服务器和数据存储装置；所述的服务器对现场采集到的所有数据进行计算，并将数据存储到所述的数据存储装置中，为所述的工作站7上的各种服务提供实时的或历史的数据源，并为所述的远程终端6提供Web服务，在本系统中工作站与服务器的数据双向利用。本实用新型所述的数据存储装置用于系统中所有数据的存储，包括产量数据，传感器监测到的数据，报警上下门槛值等数据、传感器调校数值、作业信息输入参数、系统设置等。
在本实施例中，所述的工作站7是指进行作业现场操作的工作站，用于对系统进行配置、作业信息的输入、数据库管理、曲线监测、数据监测、曲线回放、报表输出及对所述的服务器进行设置和控制。
所述的远程终端是指通过Internet/Intranet网络IE浏览器实现远程操作，即在系统授权的方式下，通过IE浏览器从所述的服务器获得数据，并进行曲线监测、数据监测、曲线回放的远程终端；根据本系统的油藏测试地面数据采集处理系统还包括一Web服务器和SQLserver数据库；Web服务器主要完成远成终端IE方式的数据浏览和数据和报表处理；SQLserver数据库主要实时储存当前井的测试数据，为系统中的所有数据操作提供数据的实时或历史数据源。
对于工作站7，通过局域网或因特网连接于数据存储处理装置，它主要是为作业现场操作人员设计的，用于对系统进行配置、作业信息的输入、数据库管理、曲线监测、数据监测、曲线回放、报表输出及对所述的服务器进行设置和控制。
对于远程终端6，所述的远程终端通过因特网以IE浏览器连接于数据存储处理装置，它主要是为远程操作者设计开发的，它通过IE浏览器从数据处理存储装置获得数据进行曲线监测、数据监测、曲线回放。
在本系统中，可如图4所示，所述的服务器3至少包含数据采集单元，根据接收的数据采集接口装置2传送的数据进行信号标定以及数据采集；数据处理单元，对数据采集单元传送的数据进行工程计算，数据管理以及资料解释。
其中数据采集单元，具有信号标定、数据采集等功能。其中通道设置可使用户根据具体情况，建立相应通道的联系；数据采集可根据通道的设置情况完成48个模拟量通道和12个数字量通道上信号的采集并将信号用于信号标定；信号标定主要将模拟信号传感器输入的电压值转换为相应的物理值，将开关量信号传感器对应的脉冲计数值读入，再根据两次读入的时间差计算流量。
数据处理装置，主要用于产量计算、数据库管理、资料解释等功能。其中数据库管理主要完成对间断性时间数据库、曲线数据库、注释信息数据库、采集阶段描述信息数据库的查询、删除、修改更新等功能；资料解释主要完成作业质量控制、根据数据采集数据信息综合评价油藏测试效果、给出油藏测试报告等，从而实现油藏测试地面数据的采集和处理。
另外，为了更好地实时监控油藏测试地面数据采集和处理的情况，本实用新型还包括报警装置；该报警装置与所述的服务器相连，实现监测参数的高/低警报门限值、超限报警提示、故障报警提示、警报信息解释、警报信息存储及浏览；并给出报警提示方式，所述的报警提示方式包括声音动画、语音、显示；可实现被测参数的高/低警报处理及部分硬件系统故障。
本实用新型的稳定的工控机结构，实现系统的软硬件的分离，避免系统由于单方面的软件或硬件问题而影响整个系统的工作，而在实际操作中，更容易发现并解决系统中的问题，基于此，本实用新型可以很方便的进行软件的升级操作，并具有更快的运算速度，使本系统可迅速对采集数据作出反馈；本实用新型在进行网络连接时，对具有不同权限的用户采用了不同的连接结构，确保了系统的安全性稳定性。
权利要求1.一种油藏测试地面数据采集系统，包括传感器，服务器；其特征在于包括数据采集接口装置、工作站、以及远程终端；其中所述的传感器通过所述的数据采集接口装置与所述的服务器联接；所述的服务器分别与所述的工作站、远程终端联接，且所述的服务器与所述的工作站的联接为C/S联接，所述的服务器与所述的远程终端的联接为B/S联接；所述的传感器将采集到的检测数据经所述的数据采集接口装置传送给所述的服务器；所述的服务器对接收到的检测数据进行处理，生成检测信息；所述的工作站与所述的服务器双向进行数据交换；所述的服务器为所述的远程终端提供数据服务。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的传感器是指多个传感器；所述的检测数据至少包括压力、压差、温度、流量。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述的传感器包括压力传感器、温度传感器、分离器静压及压差传感器、流量传感器、硫化氢传感器，其中所述的分离器可串联或并联设置进行监测数据采集。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的数据采集接口装置包括接线装置和接口装置；其中所述的接线装置将接收到的模拟电流信号转换成电压信号，并将该电压信号传送给所述的接口装置；所述的接口装置包括数字信号处理采集卡、模拟信号处理采集卡、CPU卡，传送到所述接口装置的电压信号经所述的CPU卡处理转换成计算机识别的数字信号，该数字信号通过串行接口传送给所述的服务器。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述的接口装置还包括标准工业机箱、机箱风扇、机箱电源、光盘驱动器、软盘驱动器、串并口扩展卡、带ISA插槽的母板、软件狗接口。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于还包括网络集线器；所述的服务器经网线与所述的网络集线器联接；所述的网络集线器经网线分别与所述的工作站和远程终端联接，并采用TCP/IP协议进行数据通信。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述的服务器包括Web服务器和数据存储装置；所述的服务器对现场采集到的所有数据进行计算，并将数据存储到所述的数据存储装置中，为所述的工作站上的各种服务提供实时的或历史的数据源，并为所述的远程终端提供Web服务以及数据、曲线监视。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述的工作站是指进行作业现场操作的工作站。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述的远程终端是指通过Internet/Intranet网络IE浏览器实现远程操作；根据本系统的油藏测试地面数据采集处理系统还包括一Web服务器和SQLserver数据库。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于还包括报警装置；该报警装置与所述的服务器相连。
专利摘要一种油藏测试地面数据采集系统，包括传感器，服务器；其特征在于包括数据采集接口装置、工作站、以及远程终端；其中所述的传感器通过所述的数据采集接口装置与所述的服务器联接；所述的服务器分别与所述的工作站、远程终端联接，且所述的服务器与所述的工作站的联接为C/S联接，所述的服务器与所述的远程终端的联接为B/S联接；所述的传感器将采集到的检测数据经所述的数据采集接口装置传送给所述的服务器；所述的服务器对接收到的检测数据进行处理，生成检测信息；所述的工作站与所述的服务器双向进行数据交换；所述的服务器为所述的远程终端提供数据服务。
文档编号G01D9/00GK2722203SQ0327571
公开日2005年8月31日 申请日期2003年7月14日 优先权日2003年7月14日
发明者宋永强, 宋成光 申请人:中海油田服务股份有限公司
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