預(yù)測(cè)控制實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)井網(wǎng)智能管控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供預(yù)測(cè)控制實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)井網(wǎng)智能管控系統(tǒng)。系統(tǒng)包括井網(wǎng)區(qū)塊，井網(wǎng)區(qū)塊的每口井上加裝zigbee協(xié)議的無(wú)線數(shù)據(jù)傳感器，無(wú)線數(shù)據(jù)傳感器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、視頻模塊連接，以實(shí)現(xiàn)信息雙向交互和信息監(jiān)測(cè)，視頻模塊是指遠(yuǎn)程數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)其信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元與軟件平臺(tái)的中央核心控制器連接收集并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與指令模塊連接，指令模塊和軟件平臺(tái)分別與管控系統(tǒng)中心連接。本實(shí)用新型針對(duì)這些復(fù)雜而又多變的特性采用智能預(yù)測(cè)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)井網(wǎng)智能管控，達(dá)到油田高標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)和低成本投入的目的。
【專利說(shuō)明】預(yù)測(cè)控制實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)井網(wǎng)智能管控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及油田采油領(lǐng)域所用的一種控制系統(tǒng)，尤其是一種預(yù)測(cè)控制實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)井網(wǎng)智能管控系統(tǒng)的方法。

【背景技術(shù)】
:
[0002]油田生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，參數(shù)以及生產(chǎn)環(huán)境大都具有不確定性，僅靠傳統(tǒng)的管控系統(tǒng)不能夠很好的把握油田井網(wǎng)生產(chǎn)狀況，及時(shí)的采取解決方案，進(jìn)行實(shí)時(shí)的管理和控制。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0003]為了克服【背景技術(shù)】中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種預(yù)測(cè)控制實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)井網(wǎng)智能管控系統(tǒng)的方法。本實(shí)用新型在于將各種獨(dú)自運(yùn)行的系統(tǒng)相互整合，遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一規(guī)劃，以達(dá)到數(shù)據(jù)共享、各子系統(tǒng)之間相互調(diào)用、在同一界面下顯示盡可能豐富的信息的目的。實(shí)現(xiàn)井與井之間，井網(wǎng)模塊之間通過(guò)無(wú)線或有線的聯(lián)網(wǎng)模式進(jìn)行搭橋鏈接。本實(shí)用新型針對(duì)這些復(fù)雜而又多變的特性采用智能預(yù)測(cè)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)井網(wǎng)智能管控，達(dá)到油田高標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)和低成本投入的目的。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:預(yù)測(cè)控制實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)井網(wǎng)智能管控系統(tǒng)包括井網(wǎng)區(qū)塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、視頻模塊、指令模塊、軟件平臺(tái)以及管控系統(tǒng)中心，井網(wǎng)區(qū)塊的每口井上加裝zigbee協(xié)議的無(wú)線數(shù)據(jù)傳感器，無(wú)線數(shù)據(jù)傳感器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、視頻模塊連接，以實(shí)現(xiàn)信息雙向交互和信息監(jiān)測(cè)，視頻模塊是指遠(yuǎn)程數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)其信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元與軟件平臺(tái)的中央核心控制器連接收集并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與指令模塊連接，指令模塊是通過(guò)終端管控元隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)油井的機(jī)器與設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，或根據(jù)收集數(shù)據(jù)分析出的危險(xiǎn)輸出，第一時(shí)間發(fā)出指令，采取措施控制現(xiàn)場(chǎng)；指令模塊和軟件平臺(tái)分別與管控系統(tǒng)中心連接。
[0005]對(duì)于上述技術(shù)方案中的指令模塊，在數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)異?；蝾A(yù)測(cè)將要發(fā)生異常的情況下，系統(tǒng)會(huì)迅速自動(dòng)采取相應(yīng)的措施控制現(xiàn)場(chǎng)，將危害降到最低或扼殺，最大限度的降低或避免損失；視頻模塊就是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)情況的可視化，不僅僅局限于提供事后的取證，而是主動(dòng)的，實(shí)時(shí)的對(duì)數(shù)據(jù)和視頻進(jìn)行分析，及時(shí)報(bào)告可疑事件的發(fā)生，并控制；視頻模塊從大量的視頻中提取出有用的關(guān)鍵信息，而是只為用戶提供有問(wèn)題的視頻，利用智能中心服務(wù)器代替人眼，既精準(zhǔn)又節(jié)省人力；網(wǎng)絡(luò)模塊能夠通過(guò)第三方信息控制和認(rèn)證，可以形成合理的智能通信控制證書，在客戶登錄系統(tǒng)的過(guò)程中，能夠產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息的告警信號(hào)，SSL加密協(xié)議自身通過(guò)信號(hào)接收和優(yōu)化，形成一種合理的智能通信控制機(jī)制；軟件平臺(tái)通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)，可以清楚的指示出故障油井的地理位置，把油井的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)模塊中的信息處理中心，顯示處理結(jié)果。
[0006]本實(shí)用新型具有如下有益效果:本實(shí)用新型充分的體現(xiàn)了 “智能”管控這一要點(diǎn)，智能預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)的原理可以從三個(gè)方面來(lái)闡述，首先是預(yù)測(cè)控制，通過(guò)系統(tǒng)對(duì)油田數(shù)據(jù)的采集，分析與處理，找到歷史數(shù)據(jù)的相關(guān)規(guī)律，從而預(yù)測(cè)油田未來(lái)生產(chǎn)的狀態(tài)，在預(yù)測(cè)與實(shí)際對(duì)比過(guò)程中不斷的持續(xù)改進(jìn)，產(chǎn)生更好的解決方案。由于只能預(yù)測(cè)實(shí)際系統(tǒng)受到很多非線性和不確定性的參數(shù)的影響，很能一次預(yù)測(cè)準(zhǔn)確并會(huì)產(chǎn)生一定偏差，所以要進(jìn)行反饋優(yōu)化，形成一種經(jīng)過(guò)多次循環(huán)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型基于模糊邏輯預(yù)測(cè)控制算法，融合了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法和模型預(yù)測(cè)控制而創(chuàng)造出的油田生產(chǎn)井網(wǎng)智能管控系統(tǒng)，能夠較低成本的實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)井網(wǎng)與控制站之間，各油井模塊之間信息互通和信息檢測(cè)控制。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
:
[0007]附圖1是本實(shí)用新型管控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0008]附圖2各個(gè)模塊之間信息鏈接處理流程；
[0009]附圖3井網(wǎng)智能管控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]附圖4井網(wǎng)智能管控系統(tǒng)指令模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
:
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:由圖中所示，預(yù)測(cè)控制實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)井網(wǎng)智能管控系統(tǒng)包括井網(wǎng)區(qū)塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、視頻模塊、指令模塊、軟件平臺(tái)以及管控系統(tǒng)中心，井網(wǎng)區(qū)塊的每口井上加裝zigbee協(xié)議的無(wú)線數(shù)據(jù)傳感器，無(wú)線數(shù)據(jù)傳感器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、視頻模塊連接，以實(shí)現(xiàn)信息雙向交互和信息監(jiān)測(cè)，視頻模塊是指遠(yuǎn)程數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)其信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元與軟件平臺(tái)的中央核心控制器連接收集并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與指令模塊連接，指令模塊是通過(guò)終端管控元隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)油井的機(jī)器與設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，或根據(jù)收集數(shù)據(jù)分析出的危險(xiǎn)輸出，第一時(shí)間發(fā)出指令，采取措施控制現(xiàn)場(chǎng)；指令模塊和軟件平臺(tái)分別與管控系統(tǒng)中心連接。
[0012]數(shù)據(jù)采集模塊在實(shí)現(xiàn)收集數(shù)據(jù)，分析處理的同時(shí)，也發(fā)送故障油井或潛在故障油井的位置信息給指令中心和視頻中心，實(shí)現(xiàn)全范圍實(shí)時(shí)監(jiān)控，更能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于增值業(yè)務(wù)的承載，例如，定點(diǎn)的油井開采與注水，針對(duì)不同油井的采油量，控制不同油井的注水量。
[0013]所述的管控系統(tǒng)中心依據(jù)綜合模糊邏輯預(yù)測(cè)控制算法，融合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法和模型預(yù)測(cè)控制，通過(guò)有線或無(wú)線方式與數(shù)據(jù)收集模塊、視頻模塊均雙向連接，視頻模塊通過(guò)有線或無(wú)線的方式與井網(wǎng)中各口井中相應(yīng)設(shè)備連接，數(shù)據(jù)收集器與數(shù)據(jù)分析處理器雙向連接。
[0014]所述的視頻模塊就是將現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行可視化，也是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)油井的情況進(jìn)行監(jiān)控的一種現(xiàn)代化方式；網(wǎng)絡(luò)模塊是通訊專用，通過(guò)把無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)介入高速的井網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)，使預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)中無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和上層信息管理層相互連接起來(lái)；軟件平臺(tái)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)，清楚的指示出故障油井的地理位置，把油井的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)模塊中的信息處理中心，顯示處理結(jié)果，為油田工作人員及領(lǐng)導(dǎo)監(jiān)督采油進(jìn)度、了解油井狀況，提供第一手的證據(jù)。軟件平臺(tái)模塊是指現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理系統(tǒng)模塊加人機(jī)界面。
[0015]參照?qǐng)D1，所述的井網(wǎng)區(qū)塊可以不僅僅是一個(gè)區(qū)塊，可以覆蓋廣泛的井網(wǎng)范圍，所述井網(wǎng)中的每口井,加裝上數(shù)據(jù)傳感器便可實(shí)施采集每口中油井生產(chǎn)數(shù)據(jù),采集數(shù)據(jù)過(guò)程中是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊完成的，數(shù)據(jù)傳感器必須具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸功能，所謂智能就是網(wǎng)絡(luò)模塊在傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程中數(shù)據(jù)會(huì)被自動(dòng)分類處理，自動(dòng)形成曲線，進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常或潛在的風(fēng)險(xiǎn)。而智能視頻模塊則是從另外一個(gè)角度發(fā)現(xiàn)或預(yù)測(cè)潛在的風(fēng)險(xiǎn)，視頻模塊會(huì)自動(dòng)處理檢測(cè)到的視頻，分析視頻能容，出現(xiàn)異常就會(huì)第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，并傳輸給指令模塊，經(jīng)過(guò)軟件平臺(tái)的分析，自動(dòng)發(fā)出相應(yīng)的指令。
[0016]圖3所述的是數(shù)據(jù)采集模塊的結(jié)構(gòu)框圖，通過(guò)裝載在油井上的傳感器，將數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給信號(hào)調(diào)理，通過(guò)轉(zhuǎn)換，得到有效的數(shù)據(jù)信息，從而進(jìn)行處理，分析，輸出或打印。
[0017]參照?qǐng)D4，當(dāng)數(shù)據(jù)采集模塊與視頻模塊整理好相關(guān)有效信息后會(huì)輸入指令模塊，經(jīng)過(guò)測(cè)試和輔助分析，系統(tǒng)自動(dòng)決定發(fā)放相應(yīng)的指令，最后根據(jù)發(fā)出的指令執(zhí)行。
[0018]各模塊之間可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以協(xié)同工作，采用豐富的顯示技術(shù)，如GIS、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)視頻傳送、圖表統(tǒng)計(jì)和發(fā)布等，為管理和決策者提供油井生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的感性信息和理性數(shù)據(jù)分析，增強(qiáng)決策的有效性，同時(shí)對(duì)未來(lái)的輸出做有據(jù)的預(yù)測(cè)。
[0019]本新型首先是預(yù)測(cè)控制，通過(guò)系統(tǒng)對(duì)油田數(shù)據(jù)的采集，分析與處理，找到歷史數(shù)據(jù)的相關(guān)規(guī)律，從而預(yù)測(cè)油田未來(lái)生產(chǎn)的狀態(tài)，在預(yù)測(cè)與實(shí)際對(duì)比過(guò)程中不斷的持續(xù)改進(jìn)，產(chǎn)生更好的解決方案。同時(shí)能夠較低成本的實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)井網(wǎng)與控制站之間，各油井模塊之間信息互通和信息檢測(cè)控制。另外，各模塊之間可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以協(xié)同工作，采用豐富的顯示技術(shù)，如GIS、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)視頻傳送、圖表統(tǒng)計(jì)和發(fā)布等，提供油井生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的感性信息和理性數(shù)據(jù)分析，增強(qiáng)決策的有效性，同時(shí)對(duì)未來(lái)的輸出做有據(jù)的預(yù)測(cè)。本方案的優(yōu)勢(shì)，在于將各種獨(dú)自運(yùn)行的系統(tǒng)相互整合，遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一規(guī)劃，以達(dá)到數(shù)據(jù)共享、各子系統(tǒng)之間相互調(diào)用、在同一界面下顯示盡可能豐富的信息的目的。實(shí)現(xiàn)井與井之間，井網(wǎng)模塊之間通過(guò)無(wú)線或有線的聯(lián)網(wǎng)模式進(jìn)行搭橋鏈接。
[0020]本實(shí)用新型結(jié)合智能預(yù)測(cè)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)井網(wǎng)的智能管控，并且取得了滿意的效果，首先對(duì)于數(shù)據(jù)模塊:也就是智能控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集與處理，所能達(dá)到的效果包括:(1)支持?jǐn)?shù)據(jù)參數(shù)的自動(dòng)采集、自動(dòng)保存和實(shí)時(shí)顯示，形成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)曲線圖，為用戶觀察井網(wǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)情況提供依據(jù)；(2)支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的直接訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)快速的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)與處理，同時(shí)支持歷史數(shù)據(jù)的查詢功能；(3)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，控制系統(tǒng)井網(wǎng)裝置設(shè)備的正常運(yùn)行；(4)能夠?qū)毫迎h(huán)境或非正常操作發(fā)出報(bào)警警示，做出調(diào)整或停工的指令；
(5)能夠生成、打印和輸出各類報(bào)表和數(shù)據(jù)，并能保證系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)測(cè)控制實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)井網(wǎng)智能管控系統(tǒng)，包括井網(wǎng)區(qū)塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、視頻模塊、指令模塊、軟件平臺(tái)以及管控系統(tǒng)中心，其特征在于:井網(wǎng)區(qū)塊的每口井上加裝Zigbee協(xié)議的無(wú)線數(shù)據(jù)傳感器，無(wú)線數(shù)據(jù)傳感器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、視頻模塊連接，以實(shí)現(xiàn)信息雙向交互和信息監(jiān)測(cè)，視頻模塊是指遠(yuǎn)程數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)其信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元與軟件平臺(tái)的中央核心控制器連接收集并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與指令模塊連接，指令模塊是通過(guò)終端管控元隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)油井的機(jī)器與設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，或根據(jù)收集數(shù)據(jù)分析出的危險(xiǎn)輸出，第一時(shí)間發(fā)出指令，采取措施控制現(xiàn)場(chǎng)；指令模塊和軟件平臺(tái)分別與管控系統(tǒng)中心連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK204086959SQ201420500290
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】劉明, 王洋, 陶冶, 馬彥力 申請(qǐng)人:大慶明達(dá)韋爾信息系統(tǒng)服務(wù)有限公司