增注泵綜合監測技術的研究與應用

孫立超

摘要：為實現油田的高產和穩產，油田注水是一項十分重要的技術手段。通過對油田進行注水，可以彌補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，促進油田的可持續開采。增注泵做為石油注水技術動力系統重要組成部分，其各項生產參數的錄取也是非常重要的，但由于部分增注泵地處較為偏遠，僅靠日常巡檢是做不到參數及時的錄取，并且由于地處偏遠，時常發生設備相關零件被偷盜的現象，本文詳細闡述了綜合監測技術，實現生產參數以及生產現場的實時監測，出現異常狀況可對工作人員作出重要提示。

關鍵詞：增注泵；生產參數；超限預警；視頻動態圖像捕捉

一、前言

目前，錦州采油廠五個作業區共有注水用增注泵20臺，注水壓力有的高達8-10Mpa。通過現場調研發現這些增注泵普遍離采油站較遠，初略估計都在2-3公里以上，巡檢時效性非常低，增加巡檢次數也是不現實的做法。另外，增注泵井場設備偷盜現象也時有出現，進一步阻礙了正常生產。

由于增注泵運行時工作壓力高、危險性大，間斷式的巡視不能及時發現故障。針對增注泵生產參數不能實時監測以及防盜防偷等問題，研究增注泵的運行參數實時監測以及對井場預警報警等相關技術是十分有必要的。

二、主要研究內容

2.1 研究監測參數，選擇合適傳感器

通過現場調研，柱塞泵的進出口壓力、流量以及柱塞泵運行電工況是主要參數，最后確定在進出口端安裝壓力變送器，在變頻控制器內部植入電流信號輸出信號，實時監測柱塞泵壓力變化和電流變化。對進口端壓力監測可實時了解來水是否正常，如突發供水被切斷，則可阻止柱塞泵空轉，預防燒泵情況發生。通過對文獻資料查閱，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，因為這些傳感器已面市很多年，運行穩定，且成本較低，在沒有什么特殊應用條件下，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

首先分析了運動物體在視頻信號里的編碼特點，然后采用MATLAB圖像開發程序進行代碼編寫，運用相位差法對高清攝像頭采集到的圖像信號進行處理，實現了對進入生產現場的移動物體的自動捕捉，當系統發現移動物體時，則終端系統發出報警，對操作人員進行提示。

物體識別與跟蹤系統由三部分組成：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設備的數據，并將這些數據轉化為后續處理所需的編碼格式?？赡艿妮斎霐祿ǎ翰煌N類的攝像頭捕捉的數據，不同格式與編碼的磁盤視頻文件數據，網絡流媒體數據。處理部分將從輸入部分得到的位圖格式的數據進行處理，分別通過運動檢測和物體跟蹤模塊。其中，運動檢測模塊產生運動物體的邊框，物體跟蹤模塊利用圖像和邊框數據對檢測到的物體進行跟蹤。輸出部分將運動物體檢測與跟蹤結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動可控攝像頭將運動物體置于中心等方式。在處理模塊中，有運動物體檢測和物體跟蹤兩部分，這兩部分有順序關系，先是運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。在實際中，對于一副圖像，可能會有不止一個運動物體，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），只對這個物體進行跟蹤。由于物體跟蹤可能需要控制可控攝像頭進行物理上的實時跟蹤，如果跟蹤所有的物體會導致攝像頭紊亂，所以我們采用第二種方法。

2.3研究現場照明的節能和報警的實現功能

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

實現了光控傳感器可根據當前光線強度控制系統是否開啟現場照明燈，只有當夜間有進入現場的人或物時，照明燈開啟，該設計起到了一種震懾與警示作用。

2.4開發系統終端的交互界面

運用C#語言編寫了操作界面軟件。C#是微軟公司發布的一種面向對象的、運行于.NET Framework之上的高級程序設計語言。目前一線采油站的操作系統絕大多數是微軟公司的Windows XP系統，C#語言編寫出來的操作軟件與XP系統兼容性非常好，它為系統的穩定運行提供了非常好的先決條件。

三、現場應用及應用效果

增注泵綜合監測系統目前已安裝11套，安裝在采三48#、88#、91#等采油站，該技術大大降低了員工的勞動強度，提高了工作效率，實現了增注泵現場檢查的無縫銜接，也大大降低了發生安全事故的發生率，也防止了設備頻繁被盜

四、結論及建議

（1）增注泵綜合監測技術能夠實時監控增注泵的各項參數，避免因異常情況導致降低生產效率。

（2）采用的由C#語言編寫的界面操作軟件為系統的穩定運行提供了技術保障。

（3）視頻圖像中移動物體的自動跟蹤技術保證了現場生產設備的安全運行。

參考文獻：

[1]、岳曉娟；于巧麗；王翠霞；強化增注泵能耗分析優化挖潛方向[J]中國石油和化工標準與質量，2012年03期.