淄博職業(yè)學(xué)院

基于XM L的輸油管道動(dòng)態(tài)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)

翟 麗

淄博職業(yè)學(xué)院

面對(duì)不斷增加的原油開(kāi)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(cè)參數(shù)，研發(fā)出一種基于XML的輸油管道動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其具有檢測(cè)精準(zhǔn)、實(shí)用性高等特點(diǎn)。XML輸油管道檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括移動(dòng)臺(tái)、拜訪(fǎng)位置寄存器和歸屬位置寄存器。系統(tǒng)不但可以檢測(cè)輸油管道內(nèi)流速的動(dòng)態(tài)參數(shù)，實(shí)時(shí)掌握油田系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，并且可即時(shí)檢測(cè)出管壁溫度以及承受的壓強(qiáng)系數(shù)等。高溫對(duì)石油管道具有嚴(yán)重的破壞性，一旦出現(xiàn)這種情況，檢測(cè)系統(tǒng)得出的參數(shù)會(huì)迅速反饋給控制中心，然后在核心處理系統(tǒng)操作運(yùn)行程序，對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行降溫處理。

輸油管道；動(dòng)態(tài)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)；XML；流量；參數(shù)

面對(duì)不斷增加的原油開(kāi)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(cè)參數(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，石油企業(yè)研發(fā)出一種基于XML的輸油管道動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其具有檢測(cè)精準(zhǔn)、實(shí)用性高等特點(diǎn)[1]。該系統(tǒng)能夠?qū)τ吞锕艿赖倪\(yùn)行參數(shù)以及流速參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)性檢測(cè)，如果出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢查出故障點(diǎn)，管理人員會(huì)根據(jù)系統(tǒng)中顯示的故障點(diǎn)位置排除故障。

1 XML的主要特征

XML又稱(chēng)為可擴(kuò)展性標(biāo)記語(yǔ)言，是一種可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)布局的編程語(yǔ)言。XML的可擴(kuò)展性是根據(jù)用戶(hù)的需求專(zhuān)門(mén)設(shè)定的標(biāo)記集，這種標(biāo)記集可以在Word文檔中充分表達(dá)出來(lái)。當(dāng)前各個(gè)領(lǐng)域中普遍采用的是動(dòng)態(tài)XML標(biāo)記集，不但能夠在文檔中展示出來(lái)，并且在應(yīng)用程序中還可以添加一些實(shí)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(dòng)態(tài)性的檢測(cè)軟件。這種動(dòng)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(xiě)的程序語(yǔ)句依次執(zhí)行。編寫(xiě)的語(yǔ)句采用了十六進(jìn)制的編寫(xiě)程序，具有較好的保密性能。并且設(shè)定的程序簡(jiǎn)單、易操作，呈現(xiàn)出的文檔瀏覽界面簡(jiǎn)單直觀(guān)，一般的操作管理人員都可以操作。在檢測(cè)能力上能夠?qū)崿F(xiàn)全方位實(shí)時(shí)性檢測(cè)，對(duì)管道內(nèi)原油的流速等運(yùn)行參數(shù)能夠準(zhǔn)確掌握。并且在設(shè)定系統(tǒng)中加入了PDA動(dòng)態(tài)檢測(cè)程序，因此可在傳輸通道中同時(shí)編寫(xiě)特定的碼元突發(fā)脈沖序列，對(duì)反饋的信息在基站控制器上即可進(jìn)行掃描分析；確定無(wú)誤后再傳輸?shù)街醒胩幚砥鳎褂?jì)算機(jī)終端設(shè)備能夠得到精準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)參數(shù)。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(jī)[2]，其運(yùn)算的速度每秒能達(dá)幾十萬(wàn)次，并且這種處理機(jī)不是只能識(shí)別一種編程語(yǔ)言，對(duì)其他不同種類(lèi)的程序參數(shù)都能夠加以識(shí)別，通常集中核心處理的語(yǔ)言包括有C語(yǔ)言、C++、VF以及ACCESS等。

具體操作中，在系統(tǒng)后臺(tái)中點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)來(lái)依次執(zhí)行。

該系統(tǒng)采用酷睿研發(fā)的第四代處理機(jī)，由于包含了4個(gè)處理器，因此運(yùn)算速度相當(dāng)于4臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)對(duì)1個(gè)程序進(jìn)行運(yùn)算，處理速度為4臺(tái)主機(jī)平均每小時(shí)處理運(yùn)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(jì)工作中：油井每天開(kāi)采量可達(dá)上百?lài)?，其中原油流速與內(nèi)涵物質(zhì)成分參數(shù)都要即時(shí)更新，這種編程處理系統(tǒng)語(yǔ)言能夠及時(shí)檢測(cè)油井中各種成分是否符合標(biāo)準(zhǔn)[3]。

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

另外，在加密性能方面采用的是十六進(jìn)制編碼。用ABCDEFG來(lái)代表10～16之間的數(shù)據(jù)，其中包含了邏輯運(yùn)算中的與或非結(jié)構(gòu)。該程序設(shè)定的加密過(guò)程十分復(fù)雜，一般解碼器很難解密出十六進(jìn)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(jìn)制為主，二進(jìn)制安全系數(shù)較低，無(wú)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(lái)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(cè)系統(tǒng)

XML輸油管道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括移動(dòng)臺(tái)、拜訪(fǎng)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(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局

移動(dòng)臺(tái)是一個(gè)虛擬主機(jī)，可以進(jìn)行一些數(shù)據(jù)的鏈接，在檢測(cè)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(kù)列表中，當(dāng)信令設(shè)備反饋的信息傳輸給移動(dòng)臺(tái)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)便會(huì)把這種動(dòng)態(tài)的參數(shù)和原有數(shù)據(jù)庫(kù)中的參數(shù)體系進(jìn)行對(duì)比。如果出現(xiàn)較大程度偏差，該移動(dòng)臺(tái)便會(huì)將整合的數(shù)據(jù)參數(shù)列入到安全診斷檢測(cè)報(bào)告中進(jìn)行檢測(cè)[4]。

拜訪(fǎng)位置寄存器依據(jù)用戶(hù)設(shè)備的具體位置參數(shù)值來(lái)設(shè)定，將設(shè)備正常工作時(shí)的參數(shù)設(shè)定到綜合程序中，其中包括設(shè)備的用戶(hù)識(shí)別碼、其他設(shè)備拜訪(fǎng)的能力以及對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的補(bǔ)充等內(nèi)容。拜訪(fǎng)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(gè)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(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)的俯仰角為120°，可供3個(gè)載頻使用，所以3個(gè)扇區(qū)共可供9個(gè)載頻使用。

鑒權(quán)中心包含存儲(chǔ)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(duì)系統(tǒng)安全性的檢測(cè)過(guò)程中，用戶(hù)進(jìn)入到動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)時(shí)需要先輸入文件鑒權(quán)加密的密碼，才能進(jìn)行下一步對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)實(shí)時(shí)性的動(dòng)態(tài)變化檢測(cè)。

XML網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是針對(duì)油田設(shè)備的定位采集與參數(shù)誤差分析工作。實(shí)際應(yīng)用中，用戶(hù)位置寄存器會(huì)先存儲(chǔ)設(shè)置的參數(shù)，當(dāng)用設(shè)備對(duì)石油分餾時(shí)，各個(gè)成分可能與原來(lái)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(shí)，由于碳原子個(gè)數(shù)受到破壞，導(dǎo)致內(nèi)部的成分與原有餾分產(chǎn)生偏差，那么檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)對(duì)誤差原因進(jìn)行分析，以便及時(shí)采取措施。

3 檢測(cè)系統(tǒng)在油田的應(yīng)用

基于XML的輸油管道動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)不但可以檢測(cè)輸油管道流速的動(dòng)態(tài)參數(shù)，實(shí)時(shí)掌握油田生產(chǎn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，并且可即時(shí)檢測(cè)出管壁溫度以及承受的壓強(qiáng)系數(shù)等。

在檢測(cè)參數(shù)方面，一般液體流速快，很容易造成管道內(nèi)部壓強(qiáng)增大，而在單位面積沒(méi)有改變的情況下，使管內(nèi)壓力逐漸增大，最后可能會(huì)擊穿管壁，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，甚至是人員傷亡。為此，在管道內(nèi)安裝了傳感裝置，當(dāng)液體經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)，會(huì)檢測(cè)原油的流速以及密度等，隨時(shí)掌控管道內(nèi)液體的流速情況[5]。實(shí)際檢測(cè)中，一旦原油流經(jīng)傳感器，系統(tǒng)會(huì)將該時(shí)間內(nèi)液體的流控?cái)?shù)據(jù)經(jīng)傳感器傳輸?shù)浇K端設(shè)備，對(duì)照原有XML系統(tǒng)中數(shù)據(jù)報(bào)表的數(shù)據(jù)信息來(lái)分析與處理。若發(fā)生較大的流速偏差時(shí)，該系統(tǒng)便會(huì)采取自動(dòng)報(bào)警裝置，通知管理人員對(duì)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(shí)候溫度會(huì)突破150℃的極限，使溫度有時(shí)能達(dá)到170℃左右，這樣的高溫對(duì)石油管道具有嚴(yán)重的破壞性。一旦出現(xiàn)這種情況，檢測(cè)系統(tǒng)得出的參數(shù)會(huì)迅速反饋給控制中心，然后在核心處理系統(tǒng)操作運(yùn)行程序，對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行降溫處理。

由于XML檢測(cè)系統(tǒng)可以及時(shí)通知管理人員做好防范準(zhǔn)備，所以會(huì)避免發(fā)生嚴(yán)重的安全事故，因此值得應(yīng)用與推廣。

4 結(jié)語(yǔ)

基于XML的檢測(cè)系統(tǒng)在油田應(yīng)用后，確保了石油企業(yè)整個(gè)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(yùn)行效率也得到大幅度的提升?；赬ML的檢測(cè)系統(tǒng)不只應(yīng)用于國(guó)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(guó)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)。

[1]文必龍，關(guān)祥瑞，周凱．基于VC平臺(tái)的XML解析技術(shù)分析[J]．齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，23（5）：35-37.

[2]關(guān)成堯，檀朝東．淺談?dòng)蜌馍a(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)模式[J]．中國(guó)石油和化工，2011（4）：32-34.

[3]蘇素芳，趙會(huì)東，王小科．C#學(xué)習(xí)手冊(cè)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[4]徐元松，黃玲．儲(chǔ)罐液量監(jiān)測(cè)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(tái)應(yīng)用與開(kāi)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