淄博職業(yè)學院

基于XM L的輸油管道動態(tài)參數(shù)檢測系統(tǒng)

翟 麗

淄博職業(yè)學院

面對不斷增加的原油開采量，傳統(tǒng)管道監(jiān)控模式在一定程度上很難掌控原油的檢測參數(shù)，研發(fā)出一種基于XML的輸油管道動態(tài)檢測系統(tǒng)，其具有檢測精準、實用性高等特點。XML輸油管道檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括移動臺、拜訪位置寄存器和歸屬位置寄存器。系統(tǒng)不但可以檢測輸油管道內(nèi)流速的動態(tài)參數(shù)，實時掌握油田系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，并且可即時檢測出管壁溫度以及承受的壓強系數(shù)等。高溫對石油管道具有嚴重的破壞性，一旦出現(xiàn)這種情況，檢測系統(tǒng)得出的參數(shù)會迅速反饋給控制中心，然后在核心處理系統(tǒng)操作運行程序，對管道內(nèi)壁進行降溫處理。

輸油管道；動態(tài)參數(shù)檢測系統(tǒng)；XML；流量；參數(shù)

面對不斷增加的原油開采量，傳統(tǒng)管道監(jiān)控模式在一定程度上很難掌控石油的檢測參數(shù)。隨著科學技術(shù)的不斷進步，石油企業(yè)研發(fā)出一種基于XML的輸油管道動態(tài)檢測系統(tǒng)，其具有檢測精準、實用性高等特點[1]。該系統(tǒng)能夠?qū)τ吞锕艿赖倪\行參數(shù)以及流速參數(shù)進行實時性檢測，如果出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)會自動檢查出故障點，管理人員會根據(jù)系統(tǒng)中顯示的故障點位置排除故障。

1 XML的主要特征

XML又稱為可擴展性標記語言，是一種可以對數(shù)據(jù)進行描述與設(shè)計結(jié)構(gòu)布局的編程語言。XML的可擴展性是根據(jù)用戶的需求專門設(shè)定的標記集，這種標記集可以在Word文檔中充分表達出來。當前各個領(lǐng)域中普遍采用的是動態(tài)XML標記集，不但能夠在文檔中展示出來，并且在應(yīng)用程序中還可以添加一些實用的軟件系統(tǒng)，比如在系統(tǒng)中添加了PDA安裝程序以及一些動態(tài)性的檢測軟件。這種動態(tài)的XML文檔具有一定的層次結(jié)構(gòu)性，能夠根據(jù)編寫的程序語句依次執(zhí)行。編寫的語句采用了十六進制的編寫程序，具有較好的保密性能。并且設(shè)定的程序簡單、易操作，呈現(xiàn)出的文檔瀏覽界面簡單直觀，一般的操作管理人員都可以操作。在檢測能力上能夠?qū)崿F(xiàn)全方位實時性檢測，對管道內(nèi)原油的流速等運行參數(shù)能夠準確掌握。并且在設(shè)定系統(tǒng)中加入了PDA動態(tài)檢測程序，因此可在傳輸通道中同時編寫特定的碼元突發(fā)脈沖序列，對反饋的信息在基站控制器上即可進行掃描分析；確定無誤后再傳輸?shù)街醒胩幚砥?，使計算機終端設(shè)備能夠得到精準的動態(tài)參數(shù)。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 編程處理系統(tǒng)

XML中編程處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計標準是追求核心處理速度快、保密穩(wěn)定性能高。為了提高核心處理速度，系統(tǒng)應(yīng)用了四核處理機[2]，其運算的速度每秒能達幾十萬次，并且這種處理機不是只能識別一種編程語言，對其他不同種類的程序參數(shù)都能夠加以識別，通常集中核心處理的語言包括有C語言、C++、VF以及ACCESS等。

具體操作中，在系統(tǒng)后臺中點擊run按鈕，選擇要操作的指定程序，系統(tǒng)便可根據(jù)不同的設(shè)定標準來依次執(zhí)行。

該系統(tǒng)采用酷睿研發(fā)的第四代處理機，由于包含了4個處理器，因此運算速度相當于4臺計算機同時對1個程序進行運算，處理速度為4臺主機平均每小時處理運算速度的乘積。XML處理系統(tǒng)一般應(yīng)用于石油量數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計工作中：油井每天開采量可達上百噸，其中原油流速與內(nèi)涵物質(zhì)成分參數(shù)都要即時更新，這種編程處理系統(tǒng)語言能夠及時檢測油井中各種成分是否符合標準[3]。

其次，由于監(jiān)控室要隨時跟蹤掌握原油流速，因此該檢測程序會每間隔一定周期對油井管道內(nèi)原油的流速數(shù)據(jù)進行檢測，以免流速過高造成管道崩裂。

另外，在加密性能方面采用的是十六進制編碼。用ABCDEFG來代表10～16之間的數(shù)據(jù)，其中包含了邏輯運算中的與或非結(jié)構(gòu)。該程序設(shè)定的加密過程十分復雜，一般解碼器很難解密出十六進制編碼的程序代碼，所以信息有著較高的加密性能。該功能主要應(yīng)用在油田安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，防止帶有破壞性病毒的攻擊。傳統(tǒng)編程代碼多以二進制為主，二進制安全系數(shù)較低，無法應(yīng)用于油田企業(yè)大型信息系統(tǒng)，所以選擇該解碼器來替代原有的編程代碼，以保證重要信息不被泄露。

2.2 網(wǎng)絡(luò)檢測系統(tǒng)

XML輸油管道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括移動臺、拜訪位置寄存器和歸屬位置寄存器，如圖1所示。

圖1 XML網(wǎng)絡(luò)檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局

移動臺是一個虛擬主機，可以進行一些數(shù)據(jù)的鏈接，在檢測系統(tǒng)中具有反饋信息數(shù)據(jù)的作用，即在XML文檔中將已設(shè)置好的參數(shù)體系列入數(shù)據(jù)庫列表中，當信令設(shè)備反饋的信息傳輸給移動臺時，移動臺便會把這種動態(tài)的參數(shù)和原有數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)體系進行對比。如果出現(xiàn)較大程度偏差，該移動臺便會將整合的數(shù)據(jù)參數(shù)列入到安全診斷檢測報告中進行檢測[4]。

拜訪位置寄存器依據(jù)用戶設(shè)備的具體位置參數(shù)值來設(shè)定，將設(shè)備正常工作時的參數(shù)設(shè)定到綜合程序中，其中包括設(shè)備的用戶識別碼、其他設(shè)備拜訪的能力以及對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的補充等內(nèi)容。拜訪位置寄存器的設(shè)定主要在XML文件中的文檔數(shù)據(jù)傳輸中完成，分為上、下兩個頻段，上頻段為824～849MHz，下頻段為869～894 MHz，傳輸信息的信道數(shù)為64，共分為3個扇區(qū)，每個扇區(qū)的俯仰角為120°，可供3個載頻使用，所以3個扇區(qū)共可供9個載頻使用。

鑒權(quán)中心包含存儲信息的鑒權(quán)功能與設(shè)備數(shù)據(jù)信息的加密密匙功能。對系統(tǒng)安全性的檢測過程中，用戶進入到動態(tài)網(wǎng)頁時需要先輸入文件鑒權(quán)加密的密碼，才能進行下一步對數(shù)據(jù)參數(shù)實時性的動態(tài)變化檢測。

XML網(wǎng)絡(luò)檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計是針對油田設(shè)備的定位采集與參數(shù)誤差分析工作。實際應(yīng)用中，用戶位置寄存器會先存儲設(shè)置的參數(shù)，當用設(shè)備對石油分餾時，各個成分可能與原來終端設(shè)備中設(shè)定的參數(shù)存在一定范圍的偏差，例如分離環(huán)丙烷和戊烷時，由于碳原子個數(shù)受到破壞，導致內(nèi)部的成分與原有餾分產(chǎn)生偏差，那么檢測系統(tǒng)會對誤差原因進行分析，以便及時采取措施。

3 檢測系統(tǒng)在油田的應(yīng)用

基于XML的輸油管道動態(tài)檢測系統(tǒng)不但可以檢測輸油管道流速的動態(tài)參數(shù)，實時掌握油田生產(chǎn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，并且可即時檢測出管壁溫度以及承受的壓強系數(shù)等。

在檢測參數(shù)方面，一般液體流速快，很容易造成管道內(nèi)部壓強增大，而在單位面積沒有改變的情況下，使管內(nèi)壓力逐漸增大，最后可能會擊穿管壁，造成不必要的經(jīng)濟損失，甚至是人員傷亡。為此，在管道內(nèi)安裝了傳感裝置，當液體經(jīng)過傳感器時，會檢測原油的流速以及密度等，隨時掌控管道內(nèi)液體的流速情況[5]。實際檢測中，一旦原油流經(jīng)傳感器，系統(tǒng)會將該時間內(nèi)液體的流控數(shù)據(jù)經(jīng)傳感器傳輸?shù)浇K端設(shè)備，對照原有XML系統(tǒng)中數(shù)據(jù)報表的數(shù)據(jù)信息來分析與處理。若發(fā)生較大的流速偏差時，該系統(tǒng)便會采取自動報警裝置，通知管理人員對管道內(nèi)的流速加以控制。

在溫控方面，通常輸油管道所承受的最高溫度為150℃，但是由于石油液體中含有大量固體雜質(zhì)，增大了管壁之間的摩擦程度，這樣的摩擦能夠使溫度驟然間上升。很多時候溫度會突破150℃的極限，使溫度有時能達到170℃左右，這樣的高溫對石油管道具有嚴重的破壞性。一旦出現(xiàn)這種情況，檢測系統(tǒng)得出的參數(shù)會迅速反饋給控制中心，然后在核心處理系統(tǒng)操作運行程序，對管道內(nèi)壁進行降溫處理。

由于XML檢測系統(tǒng)可以及時通知管理人員做好防范準備，所以會避免發(fā)生嚴重的安全事故，因此值得應(yīng)用與推廣。

4 結(jié)語

基于XML的檢測系統(tǒng)在油田應(yīng)用后，確保了石油企業(yè)整個生產(chǎn)周期中的安全穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，其設(shè)備的工作運行效率也得到大幅度的提升?；赬ML的檢測系統(tǒng)不只應(yīng)用于國內(nèi)油田企業(yè)，在其他工業(yè)領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用，為中國經(jīng)濟現(xiàn)代化建設(shè)做出了巨大貢獻。

[1]文必龍，關(guān)祥瑞，周凱．基于VC平臺的XML解析技術(shù)分析[J]．齊齊哈爾大學學報，2007，23（5）：35-37.

[2]關(guān)成堯，檀朝東．淺談油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)模式[J]．中國石油和化工，2011（4）：32-34.

[3]蘇素芳，趙會東，王小科．C#學習手冊[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[4]徐元松，黃玲．儲罐液量監(jiān)測控制新技術(shù)[J]．油氣田地面工程，2012，31（10）：73-74.

[5]劉彥博，胡彥，馬哄．WindowsMobile平臺應(yīng)用與開發(fā)[M]．北京：人民郵電出版社，2006.

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.045