CN110031392A - 油田管道腐蚀监测远控调参系统及具有该系统的监测桩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油田管道腐蚀监测远控调参系统及具有该系统的监测桩，该系统包括电磁传感器、输入处理单元、运放处理单元、中央处理器、供电电源、数据存储模块和GPRS DTU无线传输模块。本发明提供的油田管道腐蚀监测远控调参系统通过电磁传感器对管道的多项电参数数据进行采集，并通过输入处理单元、运放处理单元以及中央处理器对采集到的电参数数据进行处理，处理后的数据通过GPRS DTU无线传输模块以数据包的形式发送出去，这样便于远程监控并对数据集中管理，整个设备更加智能化的同时，也提高了油田管网防腐蚀工作的数据处理与管理效率，监测桩由于封装有油田管道腐蚀监测远控调参系统，可实现远程数据传输功能，具有定位功能，可有效的防止不法分子盗取监测桩。

Description

油田管道腐蚀监测远控调参系统及具有该系统的监测桩
技术领域
本发明涉及电化学防腐技术领域以及物联网数据通信技术领域，更具体的说是涉及一种油田管道腐蚀监测远控调参系统及具有该系统的监测桩。
背景技术
目前，随着经济的飞速发展，油田管网铺设覆盖面积日益增大，为了防止埋入地下的油气管道因腐蚀而影响使用安全性，常采用监测桩周期性测取管道阴极保护的各项参数，及时发现和判断腐蚀风险，保证管道安全运行。
但是，现有的监测桩均是独立布置的设备，对于现场测试得到的防腐数据集中管理起来相对困难，同时，现有的监测桩不存在定位设备，丢失后不易找回，不能保证油田管网防腐蚀测试工作的正常进行，很难满足油田管网防腐蚀工作中对于智能化、数据处理高效率的要求。
因此，如何提供一种智能化程度高、数据处理效率高，且具有定位功能的油田管道腐蚀监测远控调参系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种智能化程度高、数据处理效率高，且具有定位功能的基于物联网的油田管道腐蚀监测远控调参系统及具有该系统的监测桩。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种油田管道腐蚀监测远控调参系统，包括电磁传感器、输入处理单元、运放处理单元、中央处理器、供电电源、数据存储模块和GPRS DTU无线传输模块；
所述电磁传感器用于采集管道的多项电参数数据，所述输入处理单元对所述电磁传感器采集到的多项电参数数据分为直流数据和交流数据，所述运放处理单元对所述直流数据和交流数据进行运算放大处理，所述中央处理器对所述运放处理单元处理后的数据进行进一步处理，GPRS DTU无线传输模块与处于远程监控端的服务器连接，所述GPRS DTU无线传输模块将所述中央处理器处理后的数据以数据包的形式发出，所述数据存储模块将所述中央处理器处理后的数据进行存储，所述供电电源为整个设备供电。
本发明的有益效果是：本发明提供的油田管道腐蚀监测远控调参系统通过电磁传感器对管道的多项电参数数据进行采集，并通过输入处理单元、运放处理单元以及中央处理器对采集到的电参数数据进行处理，处理后的数据通过GPRS DTU无线传输模块以数据包的形式发送出去，这样便于远程监控并对数据集中管理，整个设备更加智能化的同时，也提高了油田管网防腐蚀工作的数据处理与管理效率。
进一步，所述输入处理单元包括参比电极、测量探头和记录仪，所述测量探头用于获取管道的多项电参数数据，所述参比电极和所述测量探头均与所述记录仪连接，所述记录仪将多项电参数数据分为直流数据和交流数据并进行记录。
进一步，所述电参数数据包括管道通电电位、断电电位、自然电位、交流干扰电压、交流电流密度和直流电流密度。
进一步，所述运放处理单元包括微处理器和存储器，所述微处理器对所述直流数据或交流数据进行分析和处理，所述存储器与所述微处理器电连接，所述存储器存储所述微处理器处理后的数据。
进一步，该油田管道腐蚀监测远控调参系统还包括GPS定位器，所述GPS定位器实时获取设备的位置数据，并将得到的位置数据发送至所述中央处理器。
采用上述进一步方案的有益效果是：GPS定位器可以实时获取设备的位置数据，并通过GPRS DTU无线传输模块将位置数据发送至远程监控端的服务器上，一旦设备丢失可以通过位置数据随时定位设备所在位置，便于找回。
进一步，所述GPRS DTU无线传输模块采用的通讯方式为GPRS通讯、ZigBee短距离无线通讯、光纤通讯或以太网通讯。
本发明还提供了一种监测桩，包括监测桩体和上述一种油田管道腐蚀监测远控调参系统，上述一种油田管道腐蚀监测远控调参系统封装于所述监测桩体内，并与所述监测桩体电连接。在监测桩体内靠近桩体顶部的位置设有接线盒，接线盒内具有接线板，油田管道腐蚀监测远控调参系统上的中央处理器与接线板电连接，接线盒下端连接的聚氯乙烯塑料管，直通桩底用于穿测试电缆。
本发明提供的监测桩由于封装有油田管道腐蚀监测远控调参系统，不仅可以实现远程数据传输功能，还具有定位功能，可以有效的防止不法分子盗取监测桩。
进一步，所述监测桩体的顶面上开设有用于检修的测试孔，所述测试孔向桩体底部延伸，所述测试孔深度为90mm～110mm。
进一步，所述监测桩体为水平截面为正方形的长方体结构，所述监测桩体的高度为1.1m～1.5m。
进一步，所述监测桩体的材质为玻璃钢、PVC和PE中的任一种。相比于现有监测桩体采用上述材质制成，降低了原料成本，由于相对钢管来说，玻璃钢的回收转卖价值较低，这样从一定程度上降低了监测桩被盗的机率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种油田管道腐蚀监测远控调参系统的模块组成框图；
图2附图为本发明提供的一种油田管道腐蚀监测远控调参系统的接线图；
图3附图为本发明提供的一种监测桩的立体结构示意图；
图4附图为本发明实施例中一种监测桩的正面示意图；
图5附图为本发明实施例中一种监测桩的剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见附图1，本发明实施例公开了一种油田管道腐蚀监测远控调参系统，包括电磁传感器1、输入处理单元2、运放处理单元3、中央处理器4、供电电源6、数据存储模块7和GPRSDTU无线传输模块5；
电磁传感器1用于采集管道的多项电参数数据，本实施例中的电磁传感器1可以同步采集管道通电电位、断电电位、自然电位、交流干扰电压、交流电流密度、直流电流密度，利用与现场试片形成的各项数据进行对比分析，实时进行数据对比分析型成数据累积进行数据计算得出合理与实际相符的结果供管理人员使用；输入处理单元2对电磁传感器1采集到的多项电参数数据分为直流数据和交流数据，运放处理单元3对直流数据和交流数据进行运算放大处理，中央处理器4对运放处理单元3处理后的数据进行进一步处理，GPRS DTU无线传输模块5将中央处理器4处理后的数据以数据包的形式发出，数据存储模块7将中央处理器4处理后的数据进行存储，供电电源6为整个设备供电。
在一个具体的实施例中，供电电源6采用3.6V直流供电，如有其它方式供电需转换成3.6V直流即可，供电方式有一次性电池和可充电锂电池两种方式。
在一个具体的实施例中，中央处理器4采用MDAT610处理器。
在一个具体的实施例中，输入处理单元2包括参比电极、测量探头和记录仪，测量探头用于获取管道的多项电参数数据，参比电极和测量探头均与记录仪连接，记录仪将多项电参数数据分为直流数据和交流数据并进行记录。
具体地，电参数数据包括管道通电电位、断电电位、自然电位、交流干扰电压、交流电流密度和直流电流密度。
下面对上述电参数数据做具体说明。
在对通电电位进行采样时，
采样范围：±3V，±30V，±50V，自动量程切换；
采样误差：在±3V范围，＜±5mV；其他量程范围，≤1‰。
在对断电电位进行采样时，
采样范围：3.000V～-3.000V；
采样误差：＜±10mV。
在对自然电位进行采样时，
采样范围：3.000V～-3.000V；
采样误差：＜±5mV。
在对交流电位(交流杂散电流干扰电压)进行采样时，
采样范围：0V～10V，0V～30V，0V～50V，自动量程切换；
采样误差：≤5‰。
在对流经试片交流电流(交流电流密度)进行采样时，
采样范围：0～10mA、0～100mA，自动量程切换；
采样误差：≤1％。分辨率：10μA；
电流采样电阻：≤10Ω。
在对流经试片直流电流(直流电流密度)进行采样时，
采样范围：±1mA、±20mA，自动量程切换；
采样误差：≤1％。分辨率：1μA；
电流采样电阻：≤10Ω。
在一个具体的实施例中，运放处理单元3包括微处理器和存储器，微处理器对直流数据或交流数据进行分析和处理，存储器与微处理器电连接，存储器存储微处理器处理后的数据。
在一个具体的实施例中，油田管道腐蚀监测远控调参系统还包括GPS定位器8，GPS定位器8实时获取设备的位置数据，并将得到的位置数据发送至中央处理器4。
在一个具体的实施例中，GPRS DTU无线传输模块5采用的通讯方式为GPRS通讯、ZigBee短距离无线通讯、光纤通讯或以太网通讯。
参见附图2，为上述油田管道腐蚀监测远控调参系统的具体接线关系。
参见附图3-5，本实施例还要求保护一种监测桩，该监测桩包括监测桩体9和上述的一种油田管道腐蚀监测远控调参系统，油田管道腐蚀监测远控调参系统安装于监测桩体9内，并与监测桩体9电连接。
在一个具体的实施例中，监测桩体9的顶面上开设有用于检修的测试孔91，测试孔91通过螺栓92固定盖板密封，测试孔91向桩体底部延伸，测试孔91深度为90mm～110mm，本实施中测试孔91深度为100mm。
在一个具体的实施例中，监测桩体9为水平截面为正方形的长方体结构，监测桩体9的高度为1.1m～1.5m。本实施例中桩体9高度为1.2m。现有的监测桩的样式并无统一规定，普遍采用钢管监测桩，以3m～4m长的钢管作为主体，内部设有接线板，下端埋入土壤1m，地面露出2～3m，由于整个监测桩桩体较长，这样整个监测桩的原料成本相对较高，且露出地面的部分较长，很容易被不法分子破坏。本实施例中公开的监测桩由于内部电路集成度相对较高，整个监测桩的长度也大大减小，露出地面的部分也随之减小，这样不仅节约了成本，还减小了监测桩被破坏的风险。
具体地，油田管道腐蚀监测远控调参系统通过监测桩体9内的安装支架96固定，油田管道腐蚀监测远控调参系统的GPRS DTU无线传输模块5通过天线a传输信号，油田管道腐蚀监测远控调参系统通过电缆b与监测桩体9内的接线板97连接。
在一些实施例中，监测桩体9内部还设有与测试孔91连通的隔室93，隔室93将接线板97和油田管道腐蚀监测远控调参系统等内部电路部分与外部环境隔离，保证内部电路工作环境不受外部环境影响。监测桩体9上还开设有门体95，门体95上设有门锁94，便于内部电路部分的检修。
在一个具体的实施例中，监测桩体9的材质为玻璃钢、PVC和PE中的任一种。目前现有的监测桩的桩体均是由钢管制成，钢管的可回收转卖价值比较大，很容易被不法分子盗取后转卖，本实施例中的监测桩桩体在选材时做出调整，选用回收转卖价值相对低的玻璃钢、PVC和PE，这样大大降低了检测桩桩体被盗的风险。
本发明实施例提供的油田管道腐蚀监测远控调参系统通过电磁传感器对管道的多项电参数数据进行采集，并通过输入处理单元、运放处理单元以及中央处理器对采集到的电参数数据进行处理，处理后的数据通过GPRS DTU无线传输模块以数据包的形式发送出去，这样便于远程监控并对数据集中管理，整个设备更加智能化的同时，也提高了油田管网防腐蚀工作的数据处理与管理效率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种油田管道腐蚀监测远控调参系统，其特征在于，包括电磁传感器、输入处理单元、运放处理单元、中央处理器、供电电源、数据存储模块和GPRS DTU无线传输模块；
所述电磁传感器用于采集管道的多项电参数数据，所述输入处理单元对所述电磁传感器采集到的多项电参数数据分为直流数据和交流数据，所述运放处理单元分别对所述直流数据和交流数据进行分析处理，所述中央处理器对所述运放处理单元处理后的数据进行多通道数据处理，所述GPRS DTU无线传输模块将所述中央处理器处理后的数据以数据包的形式发出，所述数据存储模块将所述中央处理器处理后的数据进行存储，所述供电电源为整个设备供电。
2.根据权利要求1所述的一种油田管道腐蚀监测远控调参系统，其特征在于，所述输入处理单元包括参比电极、测量探头和记录仪，所述测量探头用于获取管道的多项电参数数据，所述参比电极和所述测量探头均与所述记录仪连接，所述记录仪将多项电参数数据分为直流数据和交流数据并进行记录。
3.根据权利要求2所述的一种油田管道腐蚀监测远控调参系统，其特征在于，所述电参数数据包括管道通电电位、断电电位、自然电位、交流干扰电压、交流电流密度和直流电流密度。
4.根据权利要求1所述的一种油田管道腐蚀监测远控调参系统，其特征在于，所述运放处理单元包括微处理器和存储器，所述微处理器对所述直流数据或交流数据进行分析和处理，所述存储器与所述微处理器电连接，所述存储器存储所述微处理器处理后的数据。
5.根据权利要求1所述的一种油田管道腐蚀监测远控调参系统，其特征在于，还包括GPS定位器，所述GPS定位器实时获取设备的位置数据，并将得到的位置数据发送至所述中央处理器。
6.根据权利要求1所述的一种油田管道腐蚀监测远控调参系统，其特征在于，所述GPRSDTU无线传输模块采用的通讯方式为GPRS通讯、ZigBee短距离无线通讯、光纤通讯或以太网通讯。
7.一种监测桩，其特征在于，包括监测桩体和如权利要求1-6任一项所述的一种油田管道腐蚀监测远控调参系统，所述油田管道腐蚀监测远控调参系统安装于所述监测桩体内，并与所述监测桩体电连接。
8.根据权利要求7所述的一种监测桩，其特征在于，所述监测桩体的顶面上开设有用于检修的测试孔，所述测试孔向监测桩体底部延伸，所述测试孔深度为90mm～110mm。
9.根据权利要求7所述的一种监测桩，其特征在于，所述监测桩体为水平截面为正方形的长方体结构，所述监测桩体的高度为1.1m～1.5m。
10.根据权利要求7-9任一项所述的一种监测桩，其特征在于，所述监测桩体的材质为玻璃钢、PVC和PE中的任一种。
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