一种油水井管套阴极保护在线远程监控系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及油水井套管阴极保护，具体涉及一种油水井套管阴极保护在线远程监控系统及方法，所述在线远程监控系统主要由在线监控装置和远程监控装置两部分组成；在线监控装置由供电系统、智能监控电流表、智能监控电压表、RTU模块组成；在线远程监控系统由数字化无线网络、防火墙、监控交换机以及控制终端组成。所述方法包括电压数据和电流数据采集的步骤，电流数据和电压数据上传至数字化无线网络中的步骤，电流数据和电压数据上传至控制终端的步骤。通过该在线远程监控系统和方法能够在线远程监控阴极保护总电流、分支电流、电位、运行工况，打雷闪电时，可远程关掉阴极保护装置工作，不被烧坏，不需专职人员管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油水井套管阴极保护，具体涉及一种油水井套管阴极保护在线远程监控系统及方法。
技术介绍
随着使用时间的延长,油井套管的腐蚀也日益严重,直接影响着油田的进一步开采。油井套管腐蚀以外壁腐蚀为主,阴极保护是公认的控制外部腐蚀行之有效的技术。合理的阴极保护设计将有效地延长油井套管的使用寿命。为适应油田外部恶劣环境，增加运行可靠性并降低成本，丛式井组阴极保护工艺采取以井组为单元，以套管为重点建立阴极保护系统。丛式井组阴极保护实现这一原理的过程是，直流电源负极与各单井套管连接，直流电源正极与深井接地阳极连接，从而构成保护回路。每个阴极保护单元需要1台配电柜、1台硅整流防蚀仪、1台直流分配柜，三个柜体，占地面积大，设备重达600多公斤，需建专门的配电房，搬运费力。硅整流防蚀仪运行效率低60～70％，采用瓷盘电阻器进行分流浪费电能严重，用调压器调电压冒火花不安全，分流柜电流相互牵制难以调整需要的电流，大电流运行时，主变压器会产生很强的振动噪音、发热等缺点。安装井场分布区域广，山高路远，还没有专职人员巡查管理。因各种原因，每年有相当一部分保护柜损坏，需要大量维修费。特别是雷雨天，不及时关掉，会造成阴极保护柜雷击破坏，由于没有远程在线监控，管理又跟不上去，管理人员长期不知道，结果造成阴极保护柜不能给油水井套管提供阴极保护电流,套管得不到保护将发生腐蚀；当阴极保护柜给套管提供的阴极保护电流过大时,油水井外防腐层
会发生析氢剥离，同时还不能满足现阶段长庆油田公司数字化建设发展的要求。综上所述，亟需一种新的油水井套管阴极保护在线监控装置和远程监控技术来满足油田发展的要求。
技术实现思路
针对现有的油水井套管阴极保护装置，体积大、笨重，调电压冒火花不安全，效率低和没有在线远程监控功能等问题，本专利技术的目的在于提出一种油水井套管阴极保护在线远程监控系统及方法。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。一种油水井套管阴极保护在线监控系统，主要由在线监控装置和远程监控装置两部分组成；所述在线监控装置包括给油水井套管阴极保护提供电流的供电系统；用以采集和传输油水井管套阴极保护电流数据的智能监控电流表用以采集和传输油水井管套阴极保护电压数据的智能监控电压表；用以接收并发射电流数据和电压数据，并控制阴极保护启停的RTU模块；所述远程监控装置包括用以接收RTU模块发射的电流数据、电压数据以及启停信号，并通过油田专用光纤传输电流数据、电压数据以及启停信号的数字化无线网络；用以接收和处理数字化无线网络传输的电流数据和电压数据，并对所述接收数据进行监控分析,识别出合理数据,对不合理数据进行过滤和屏蔽的防火墙；用以接收防火墙处理后的电流数据和电压数据，并将接收的不同数据通过不同网线上传的监控交换机；用以接收监控交换机处理好的电压数据、电流数据以及启停信号，并进行在线远程监控、数据存储、网络发布和远程启停阴极保护的控制终端。优选的，所述供电系统包括双回路并联可调式开关电源，双回路并联可调式开关电源由二个3KW的独立可调式开关电源并联组成。优选的，所述智能监控电流表电连接油水井套管，并将电流数据通过其自
身RS485接口上传到RTU模块上的采集输入口进行电流数据采集上传。优选的，所述的智能监控电压表电连接油水井套管，并将电压数据通过其自身RS485接口上传到RTU模块上的采集输入口进行电压数据采集上传。优选的，所述RTU模块连接一级天线，一级天线通过无线方式将数据传输给所述数字化无线网络。优选的，所述数字化无线网络包含二级天线、无线接收装置、数字化无线网络交换机，一级天线将井场所有数据上传到二级天线上，二级天线通过无线接收装置的专用模块RJ45接口将数据传输到数字化无线网络交换机。为了实现本专利技术的目的，本专利技术还提供一种油水井管套阴极保护在线远程监控方法，包含以下步骤：步骤1：智能监控电流表采集油水井管套阴极保护电流数据，并将电流数据传输给RTU模块；智能监控电压表采集油水井管套阴极保护电压数据，并将电压数据传输给RTU模块；步骤2：RTU模块接收智能监控电流表传输的电流数据和智能监控电压表传输的电压数据，并将电压数据、电流数据、以及启停信号通过无线的方式上传至数字化无线网络中；步骤3:数字化无线网络再将采集数据通过油田专网光纤上传至防火墙，经过防火墙加工处理后送到监控交换机，监控交换机进一步将处理好的数据经过网线送入控制终端后，实现阴极保护在线远程监控。优选的，在步骤2中，所述RTU模块将电压数据和电流数据通过一级天线以无线方式传输给二级天线上，二级天线通过无线接收装置的专用模块RJ45接口将数据传输到数字化无线网络交换机中。本专利技术的有益效果：本专利技术的供电系统可输出连续调控直流电压，可用智
能监控电压表和智能监控电流表就地显示出控制直流电压和电流，并将采集数据上传RTU模块，RTU模块再将上传数据和启停信号通过无线方式传输到网络交换机位置，网络交换机通过已有网络传输控制终端内，因此，通过该监控系统和方法能够远程监控阴极保护总电流、分支电流、电位、运行工况，打雷闪电时，可远程关掉阴极保护装置工作，不被烧坏，事后可以启动阴极保护装置工作，做到真正的无人值守，不需专职人员管理。附图说明图1为本专利技术油水井管套阴极保护在线远程监控装置的结构示意图；图2为本专利技术油水井管套阴极保护在线远程监控方法的流程框图。图中：1、控制终端；2、监控交换机；3、防火墙；4、油田专用光纤；5、数字化无线网络；6、在线监控装置；7、智能监控电流表；8、智能监控电压表；9、供电系统；10、RTU模块；11、柜体；12、一级天线；13、二级天线；14、数字化无线网络交换机。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：实施例1请参见图1，本专利技术实施例提供的一种油水井套管阴极保护在线远程监控系统，主要由在线监控装置6和远程监控装置两部分组成。所述在线监控装置6，包括给油水井套管阴极保护提供电流的供电系统9；用以采集和传输油水井管套阴极保护电流数据的智能监控电流表7；用以采集和传输油水井管套阴极保护电压数据的智能监控电压表8；用以接收并发射电流数据和电压数据，并控制阴极保护启停的RTU模块10。所述远程监控装置，包括用以接收RTU模块10发射的电流数据、电压数据
以及启停信号，并通过油田专用光纤4传输电流数据、电压数据以及启停信号的数字化无线网络5；用以接收和处理数字化无线网络5传输的电流数据和电压数据，并对所述接收数据进行监控分析,识别出合法数据,对非法数据进行过滤和屏蔽的防火墙3；用以接收防火墙3处理后的电流数据和电压数据，并将接收的不同数据通过不同网线上传的监控交换机2；用以接收监控交换机2处理好的电压数据和电流数据，并进行远程监控、数据存储、网络发布和远程启停阴极保护的控制终端1。监控原理：所述供电系统9为油水井套管阴极保护提供合理的电流，智能监控电流表7和智能监控电压表8分别采集电流数据和电压数据，并将采集电流数据和的电压数据上传到RTU模块10的输入接口，RTU模块10将电流数据、电压数据、启停信号传输到数字化无线网络5，数字化无线网络5通过油田专用光纤4将电流数据和电压数据传到防火墙3，经过防火墙3加工处理后送到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油水井套管阴极保护在线远程监控系统，其特征在于：由在线监控装置(6)和远程监控装置两部分组成；所述在线监控装置(6)包括给油水井套管阴极保护提供电流的供电系统(9)；用以采集和传输油水井管套阴极保护电流数据的智能监控电流表(7)；用以采集和传输油水井管套阴极保护电压数据的智能监控电压表(8)；用以接收并发射电流数据和电压数据，并控制阴极保护启停的RTU模块(10)；所述远程监控装置包括用以接收RTU模块(10)发射的电流数据、电压数据以及启停信号，并通过油田专用光纤(4)传输电流数据、电压数据以及启停信号的数字化无线网络(5)；用以接收和处理数字化无线网络(5)传输的电流数据和电压数据，并对所述接收数据进行监控分析,识别出合理数据,对不合理数据进行过滤和屏蔽的防火墙(3)；用以接收防火墙(3)处理后的电流数据和电压数据，并将接收的不同数据通过不同网线上传的监控交换机(2)；用以接收监控交换机(2)处理好的电压数据、电流数据以及启停信号，并进行在线远程监控、数据存储、网络发布和远程启停阴极保护的控制终端(1)。

【技术特征摘要】
1.一种油水井套管阴极保护在线远程监控系统，其特征在于：由在线监控装置(6)和远程监控装置两部分组成；所述在线监控装置(6)包括给油水井套管阴极保护提供电流的供电系统(9)；用以采集和传输油水井管套阴极保护电流数据的智能监控电流表(7)；用以采集和传输油水井管套阴极保护电压数据的智能监控电压表(8)；用以接收并发射电流数据和电压数据，并控制阴极保护启停的RTU模块(10)；所述远程监控装置包括用以接收RTU模块(10)发射的电流数据、电压数据以及启停信号，并通过油田专用光纤(4)传输电流数据、电压数据以及启停信号的数字化无线网络(5)；用以接收和处理数字化无线网络(5)传输的电流数据和电压数据，并对所述接收数据进行监控分析,识别出合理数据,对不合理数据进行过滤和屏蔽的防火墙(3)；用以接收防火墙(3)处理后的电流数据和电压数据，并将接收的不同数据通过不同网线上传的监控交换机(2)；用以接收监控交换机(2)处理好的电压数据、电流数据以及启停信号，并进行在线远程监控、数据存储、网络发布和远程启停阴极保护的控制终端(1)。2.根据权利要求1的油水井套管阴极保护在线远程监控系统，其特征在于：所述供电系统(9)包括双回路并联可调式开关电源，双回路并联可调式开关电源由二个3KW的独立可调式开关电源并联组成。3.根据权利要求1的油水井套管阴极保护在线远程监控系统，其特征在于：所述智能监控电流表(7)电连接油水井套管，并将电流数据通过其自身RS485接口上传到RTU模块(10)上的采集输入口进行电流数据采集上传。4.根据权利要求1的油水井套管阴极保护在线远程监控系统，其特征在于：所述的智能监控电压表(8)电连接油水井套管，并将电压数据通过其自身RS485接口上传到RT...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宝元，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院，西安川秦石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61