增注泵綜合監(jiān)測技術(shù)的研究與應(yīng)用

孫立超

摘要：為實(shí)現(xiàn)油田的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，油田注水是一項(xiàng)十分重要的技術(shù)手段。通過對油田進(jìn)行注水，可以彌補(bǔ)原油采出后造成的地下虧空，保持或是適度的提高油層壓力，促進(jìn)油田的可持續(xù)開采。增注泵做為石油注水技術(shù)動力系統(tǒng)重要組成部分，其各項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)的錄取也是非常重要的，但由于部分增注泵地處較為偏遠(yuǎn)，僅靠日常巡檢是做不到參數(shù)及時的錄取，并且由于地處偏遠(yuǎn)，時常發(fā)生設(shè)備相關(guān)零件被偷盜的現(xiàn)象，本文詳細(xì)闡述了綜合監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)參數(shù)以及生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)時監(jiān)測，出現(xiàn)異常狀況可對工作人員作出重要提示。

關(guān)鍵詞：增注泵；生產(chǎn)參數(shù)；超限預(yù)警；視頻動態(tài)圖像捕捉

一、前言

目前，錦州采油廠五個作業(yè)區(qū)共有注水用增注泵20臺，注水壓力有的高達(dá)8-10Mpa。通過現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)這些增注泵普遍離采油站較遠(yuǎn)，初略估計(jì)都在2-3公里以上，巡檢時效性非常低，增加巡檢次數(shù)也是不現(xiàn)實(shí)的做法。另外，增注泵井場設(shè)備偷盜現(xiàn)象也時有出現(xiàn)，進(jìn)一步阻礙了正常生產(chǎn)。

由于增注泵運(yùn)行時工作壓力高、危險性大，間斷式的巡視不能及時發(fā)現(xiàn)故障。針對增注泵生產(chǎn)參數(shù)不能實(shí)時監(jiān)測以及防盜防偷等問題，研究增注泵的運(yùn)行參數(shù)實(shí)時監(jiān)測以及對井場預(yù)警報(bào)警等相關(guān)技術(shù)是十分有必要的。

二、主要研究內(nèi)容

2.1 研究監(jiān)測參數(shù)，選擇合適傳感器

通過現(xiàn)場調(diào)研，柱塞泵的進(jìn)出口壓力、流量以及柱塞泵運(yùn)行電工況是主要參數(shù)，最后確定在進(jìn)出口端安裝壓力變送器，在變頻控制器內(nèi)部植入電流信號輸出信號，實(shí)時監(jiān)測柱塞泵壓力變化和電流變化。對進(jìn)口端壓力監(jiān)測可實(shí)時了解來水是否正常，如突發(fā)供水被切斷，則可阻止柱塞泵空轉(zhuǎn)，預(yù)防燒泵情況發(fā)生。通過對文獻(xiàn)資料查閱，我們分別選擇了*壓力變送器、*流量變送器、*電壓及電流變送器，因?yàn)檫@些傳感器已面市很多年，運(yùn)行穩(wěn)定，且成本較低，在沒有什么特殊應(yīng)用條件下，這些傳感器是最具性價比的。

2.2研究視頻圖像中移動物體的自動跟蹤技術(shù)

首先分析了運(yùn)動物體在視頻信號里的編碼特點(diǎn)，然后采用MATLAB圖像開發(fā)程序進(jìn)行代碼編寫，運(yùn)用相位差法對高清攝像頭采集到的圖像信號進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了對進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場的移動物體的自動捕捉，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)移動物體時，則終端系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，對操作人員進(jìn)行提示。

物體識別與跟蹤系統(tǒng)由三部分組成：輸入部分，處理部分，輸出部分。輸入部分的主要作用是接受各種性質(zhì)設(shè)備的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為后續(xù)處理所需的編碼格式。可能的輸入數(shù)據(jù)包括：不同種類的攝像頭捕捉的數(shù)據(jù)，不同格式與編碼的磁盤視頻文件數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)流媒體數(shù)據(jù)。處理部分將從輸入部分得到的位圖格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分別通過運(yùn)動檢測和物體跟蹤模塊。其中，運(yùn)動檢測模塊產(chǎn)生運(yùn)動物體的邊框，物體跟蹤模塊利用圖像和邊框數(shù)據(jù)對檢測到的物體進(jìn)行跟蹤。輸出部分將運(yùn)動物體檢測與跟蹤結(jié)果以良好的可見形式反饋給用戶，可以通過在視頻顯示窗口畫出邊框或轉(zhuǎn)動可控?cái)z像頭將運(yùn)動物體置于中心等方式。在處理模塊中，有運(yùn)動物體檢測和物體跟蹤兩部分，這兩部分有順序關(guān)系，先是運(yùn)動物體檢測模塊檢測出物體所在的位置，然后告訴物體跟蹤模塊，這樣物體跟蹤才能正常工作。在實(shí)際中，對于一副圖像，可能會有不止一個運(yùn)動物體，這時可以有兩種策略：一種是把所有的檢測出來的物體都放入跟蹤模塊，跟蹤所有的物體；另一種是只選擇其中最顯著的物體（如物體位于中心或邊框最大），只對這個物體進(jìn)行跟蹤。由于物體跟蹤可能需要控制可控?cái)z像頭進(jìn)行物理上的實(shí)時跟蹤，如果跟蹤所有的物體會導(dǎo)致攝像頭紊亂，所以我們采用第二種方法。

2.3研究現(xiàn)場照明的節(jié)能和報(bào)警的實(shí)現(xiàn)功能

出于對節(jié)能方面的考慮，我們選擇了帶有夜視功能的攝像頭，現(xiàn)場照明燈不用整晚開啟，并對系統(tǒng)終端報(bào)警裝置與現(xiàn)場照明燈之間的通訊編寫了相關(guān)邏輯控制的代碼，邏輯控制流程如圖。

實(shí)現(xiàn)了光控傳感器可根據(jù)當(dāng)前光線強(qiáng)度控制系統(tǒng)是否開啟現(xiàn)場照明燈，只有當(dāng)夜間有進(jìn)入現(xiàn)場的人或物時，照明燈開啟，該設(shè)計(jì)起到了一種震懾與警示作用。

2.4開發(fā)系統(tǒng)終端的交互界面

運(yùn)用C#語言編寫了操作界面軟件。C#是微軟公司發(fā)布的一種面向?qū)ο蟮摹⑦\(yùn)行于.NET Framework之上的高級程序設(shè)計(jì)語言。目前一線采油站的操作系統(tǒng)絕大多數(shù)是微軟公司的Windows XP系統(tǒng)，C#語言編寫出來的操作軟件與XP系統(tǒng)兼容性非常好，它為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了非常好的先決條件。

三、現(xiàn)場應(yīng)用及應(yīng)用效果

增注泵綜合監(jiān)測系統(tǒng)目前已安裝11套，安裝在采三48#、88#、91#等采油站，該技術(shù)大大降低了員工的勞動強(qiáng)度，提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了增注泵現(xiàn)場檢查的無縫銜接，也大大降低了發(fā)生安全事故的發(fā)生率，也防止了設(shè)備頻繁被盜

四、結(jié)論及建議

（1）增注泵綜合監(jiān)測技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)控增注泵的各項(xiàng)參數(shù)，避免因異常情況導(dǎo)致降低生產(chǎn)效率。

（2）采用的由C#語言編寫的界面操作軟件為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)保障。

（3）視頻圖像中移動物體的自動跟蹤技術(shù)保證了現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]、岳曉娟；于巧麗；王翠霞；強(qiáng)化增注泵能耗分析優(yōu)化挖潛方向[J]中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012年03期.