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1引 言
目前,全国油田钻井现场基本都是有线数据传输。有线传输有很多缺点,现场布线复杂而且存在安全隐患,钻井是流动作业,每钻一口井就要重新布一次线,这样既费时又费力,有时还会由于布线走向的问题导致线路被碰断。一般说来,数据线都是空中架设,风吹日晒使数据线老化的较快,这样就带来直接的经济损失。钻井现场有很多公司在作业,有些参数各公司是共用的,同一个参数每个公司都要读取一次,就需要在同一个测量点上安装两台甚至更多的变送器,这样既造成了浪费又使得现场变送器安装位置紧张。
本系统采用无线通信技术,一点发射多点接收,可以实现信息共享,避免了布线的麻烦,而且流动作业时可以方便地安装和拆卸,很好地提高了工作效率。
2系统硬件设计
如图1所示,本系统主要分为控制室主机和现场从机,且所有元件均选用符合工业级要求的产品,大大提高了系统的可靠性、耐高温性和抗震性。
2.1控制室主机
控制室主机分为控制主机和旁听主机,这是因为钻井现场有多个单位共同作业,都需要现场的数据。对于只需要现场数据的单位可安装旁听主机,只接收现场的各种数据;对于同时需要对现场电机进行控制的单位可安装控制主机。工作原理如图1所示。
主机由计算机、单片机和无线通信模块FC211等部分组成。主要功能是:访问分布在现场各种仪表处的从机,采集他们的各项数据,并向从机发送控制命令控制电机的启/停。
2.2现场从机
现场从机由单片机部分、电源供电部分、数据采集部分、无线通信部分组成。本系统无线通信部分采用FC211无线通信模块。该模块数据接口为全双工串行接口,无线传输距离为800 m(空旷地),完全满足现场使用条件,而且此模块性能稳定,使得整个系统在多机通信肘能够稳定运行,实现了对现场数据的准确管理。