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海洋模块钻机数字采集与监控系统的设计

发布时间:2018-07-29 16:54
【摘要】:石油在国民经济发展中具有十分重要的地位,过度的石油对外依存将会影响国家的经济安全。随着我国的海上石油开采从浅海到滩海到深海,导致对海洋石油开采的技术要求越来越高,设备要求也越来越机械化、智能化、深水化。模块钻机被越来越广泛的应用于海洋采油领域,但由于其模块化设计,也存在系统的自动化程度低、整体监控管理难度大等问题。模块钻机的正常运行直接关系到整个采油系统的安全、高效和稳定。目前模块钻机监控的整体化、数字化功能仍需要进一步完善。本课题针对涠洲油田模块钻机平台,研究开发数字采集与监控系统,主要内容包括:首先,针对涠洲采油WZ11-4N WHPB平台,分析模块钻机系统工艺流程,根据实际系统和生产的需求设计SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统整体结构。其次,设计和搭建了基于ZigBee的无线监控来代替传统的有线电缆监控系统。除此之外设计了基于计算机的应用程序和网络功能,实现了简单的基于互联网的远程控制系统和数据访问。最后,针对油井的工艺监控流程及要求,给出了油井检测和控制的参数列表,提出了现场监控仪表设备选型、上位机选型、PLC选型及硬件配置方案。接着确定了油井智能监控系统的具体软件开发方案,用Step7编程软件对PLC数据采集、输出控制等功能进行了编程,用WinCC7.0组态软件对上位机监控进行了开发制作。应用PLC和WinCC完成对系统数据的实时有效采集和设备的控制。总之,通过下位机的数据采集和上位机的监控,以及ZigBee搭建的无线网络,实现了模块钻机平台SCADA系统的整体设计。该系统可以在很大程度上提高系统的控制水平和工作效率,也便于专家在控制基地对数据进行分析和处理,为石油开采提供有效的安全保障和服务。
[Abstract]:Oil plays an important role in the development of national economy. Excessive dependence of oil on foreign countries will affect national economic security. With the offshore oil exploitation in China from shallow sea to beach to deep sea, the technical requirements of offshore oil exploitation are becoming higher and higher, and the requirements of equipment are becoming more and more mechanized, intelligent and deepwater. Modular drilling rig is more and more widely used in the field of offshore oil production, but because of its modular design, there are some problems such as low degree of automation of the system and the difficulty of overall monitoring and management. The normal operation of the modular drilling rig is directly related to the safety, efficiency and stability of the whole oil recovery system. At present, the integration of modular drilling rig monitoring, digital function still needs to be further improved. This subject is aimed at Weizhou oilfield modular drilling rig platform, research and development of digital acquisition and monitoring system, the main content includes: first, aimed at Weizhou oil production WZ11-4N WHPB platform, analysis module drilling machine system technological process, According to the actual system and production requirements, design the overall structure of SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) system. Secondly, the wireless monitoring system based on ZigBee is designed and built to replace the traditional cable monitoring system. In addition, the application program and network function based on computer are designed, and a simple remote control system based on Internet and data access are realized. Finally, according to the process monitoring flow and requirements of oil well, the parameter list of oil well detection and control is given, and the selection of field monitoring instrument equipment, the selection of upper computer and PLC and the hardware configuration scheme are put forward. Then the specific software development scheme of the intelligent oil well monitoring system is determined. The functions of PLC data acquisition and output control are programmed with Step7 programming software and the upper computer monitoring is developed with WinCC7.0 configuration software. PLC and WinCC are used to complete the real-time and effective data acquisition and equipment control. In a word, through the data acquisition of the lower computer, the monitor of the host computer, and the wireless network built by ZigBee, the whole design of the SCADA system of the modular drilling rig platform is realized. The system can improve the control level and work efficiency of the system to a great extent, and it is also convenient for experts to analyze and process the data in the control base, and to provide effective security and service for oil production.
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE951

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本文编号:2153358

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