CN114563548A - 一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，包括多个精细化采集装置、测量管、管道测量传感器和数据传输与控制系统，多个精细化采集装置分别通过测量管与抽采主管相连接，在每个测量管上均设有管道测量传感器，或多个精细化采集装置通过测量管相连接后，测量管与抽采主管相连接，在测量管上设有管道测量传感器，且在两两精细化采集装置之间相连的测量管上设置测量管截堵电子阀。本发明同时公开了一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法。本发明通过多个精细化采集装置与数据传输与控制系统互联，实现各抽采支管气体参数数据的远程读取，具有精细化与智能化程度高、装置简单、安装方便、易于控制、成本低的优点。

Description

一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统与方法

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯抽采技术领域，特别涉及一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统与方法。

背景技术

煤矿瓦斯抽采是瓦斯治理的最有效手段之一，瓦斯抽采达标后开采煤炭是保障矿井安全生产的“治本之举”，而评价抽采达标最重要的依据就是准确可靠的瓦斯抽采计量。煤矿瓦斯抽采管网监测系统是瓦斯抽采计量的主要工具，通过对矿井抽采管道的瓦斯浓度、流量、温度和压力等参数的实时监测，获取瓦斯抽采计量信息，实现煤层瓦斯抽采效果和抽采达标的评价、分析。瓦斯抽采计量最重要的是瓦斯浓度、流量的监测，它直接决定瓦斯抽采达标评价的准确性。

目前瓦斯抽采计量手段大多通过抽采总管路安装瓦斯浓度、流量、温度和负压等传感器，对工作面整条顺槽瓦斯抽采参数进行总体监测，并通过巡检工人轮班巡检的方式，对各钻孔抽采情况进行人工监测，由于各工作面顺槽较长(一般大于1000m)，抽采钻孔数量繁多(顺槽抽采钻孔数量一般大于300个)，严重增加了巡检工人劳动强度，近年来出现了巡检工人招工难的现象，除此之外，由于各抽采钻孔参数均在不断发生变化，人工巡检的瞬时数据仅能为计量提供参考，并发现无效钻孔，无法实现对抽采数据的精细化采集监测。若采用在各抽采钻孔均连接多参数传感器的方式进行监测计量，由于需要同时计量瓦斯浓度、流量、温度、负压等多项参数，多参数传感器造价较高(成本大于2000元)，存在成本高、无法推广使用的问题。

如专利号为CN201921233148.4的专利公开了一种多孔联抽单孔瓦斯抽采参数自动巡回分检装置，该装置通过在各抽采支管上安装电磁三通阀的方式，实现抽采支管数据精细化采集，然而大量的矿用电磁三通阀仍存在体积较大，成本较高问题，采用大量电磁三通阀，极大增加了系统复杂程度，且不易回收，故而无法推广应用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统与方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，包括多个精细化采集装置、测量管、管道测量传感器和数据传输与控制系统，多个精细化采集装置分别通过测量管与抽采主管相连接，在每个测量管上均设有管道测量传感器；

或多个精细化采集装置通过测量管相连接后，测量管与抽采主管相连接，在测量管上设有管道测量传感器，且在两两精细化采集装置之间相连的测量管上设置测量管截堵电子阀；

所述数据传输与控制系统包括井下控制柜、井下分站、井下环网、地面网络交换机、远端PC主机监控平台，所述井下控制柜与每个精细化采集装置及管道测量传感器、测量管截堵电子阀通讯连接，井下控制柜与井下分站相连接，井下分站通过井下环网与地面网络交换机相连接，地面网络交换机与远端PC主机监控平台相连接；井下控制柜对精细化采集装置、测量管截堵电子阀进行控制并获取管道测量传感器的测量数据，并将获取的数据传送给所述井下分站，所述井下分站将数据传送给所述远端PC主机监控平台，所述远端PC主机监控平台处理数据并提供处理结果。

进一步地，所述精细化采集装置包括多支管连接器、活塞组件和行程可控导气推杆，所述多支管连接器包括连接器壳体、连接器内壁密封圈、抽采支管连接段、抽采主管连接段和导通段，所述连接器壳体为内部具有空腔的圆柱体结构，在连接器壳体的圆周面上沿水平方向依次设有多个抽采支管连接段，多个抽采支管连接段与连接器壳体内部空腔相连通，在所述连接器壳体的一端上方和下方对应位置分别设有开孔，且上方开孔的直径大于下方孔的直径，自上方开孔处向上延伸设有顶端封闭的圆筒型导通段，自下方开孔处向下延伸设有抽采主管连接段，抽采主管连接段与抽采主管相连通，在所述连接器壳体圆周面的内壁面设有相匹配的连接器内壁密封圈，所述连接器内壁密封圈在每个抽采支管连接段的位置设有开孔，行程可控导气推杆前端自连接器壳体远离抽采主管连接段的一端沿水平方向伸入连接器壳体内部空腔，在连接器壳体内部空腔中设有活塞组件，行程可控导气推杆前端与活塞组件相连接，行程可控导气推杆与井下控制柜通讯连接，井下控制柜控制行程可控导气推杆连带活塞组件前后移动，当活塞组件移动至与各抽采支管连接段时，活塞组件与各抽采支管连接段相连通，当活塞组件移动至抽采主管连接段时，活塞组件下端将抽采主管连接段封闭，上端置于导通段处，导通段与活塞组件上方具有空隙。

进一步地，所述精细化采集装置包括多支管连接器、活塞组件、移动导气杆、移动导气杆推送装置、位移传感器、位移传感器移动点和柔性连接管，所述多支管连接器包括连接器壳体、连接器内壁密封圈、抽采支管连接段、抽采主管连接段和导通段，所述连接器壳体为内部具有空腔的圆柱体结构，在连接器壳体的圆周面上沿水平方向依次设有多个抽采支管连接段，多个抽采支管连接段与连接器壳体内部空腔相连通，在所述连接器壳体的一端向上延伸设有导通段，向下延伸设有抽采主管连接段，抽采主管连接段与抽采主管相连通，在所述连接器壳体圆周面的内壁面设有相匹配的连接器内壁密封圈，所述连接器内壁密封圈在每个抽采支管连接段的位置设有开口，导气伸缩推杆自连接器壳体远离抽采主管连接段的一端沿水平方向伸入连接器壳体内部空腔，且在连接器壳体内部空腔中设有活塞组件，所述移动导气杆前端与活塞组件相连接，末端与柔性连接管相连接，柔性连接管与测量管相连接，位移传感器与抽采主管通过三脚架固定，位移传感器上设有位移传感器移动点，位移传感器移动点与移动导气杆固定，通过测量移动导气杆的位移从而确定活塞组件当前位置。

进一步地，所述移动导气杆推送装置为送管机。

进一步地，所述移动导气杆推送装置为齿轮，所述移动导气杆外壁上设有与齿轮相啮合的齿条段，齿轮由外置步进电机或马达驱动，通过齿轮转动带动齿条段前后移动，从而实现移动导气杆前后移动。

进一步地，所述活塞组件包括活塞本体、“L”型活塞内部导通孔、第一活塞密封条、第二活塞密封条及多个活塞通孔，活塞本体的上、下两端分别设有第一活塞密封条和第二活塞密封条，活塞本体与第一活塞密封条和第二活塞密封条构成圆柱体形状，在活塞本体内设有“L”型活塞内部导通孔，“L”型活塞内部导通孔的水平段开口端面与活塞本体的右端面相平齐，“L”型活塞内部导通孔的竖直段顶端依次穿过活塞本体及第一活塞密封条与外界连通，在活塞本体内部沿轴向设有多个活塞通孔。

进一步地，所述行程可控导气推杆包括步进电机壳体、步进电机、脉冲驱动器、原点传感器和第一导气伸缩推杆，所述步进电机、脉冲驱动器和原点传感器均设置在步进电机壳体内，步进电机与脉冲驱动器相连接，且步进电机上设有原点传感器；所述第一导气伸缩推杆包括第一移动杆、第一丝杠、第一转接头、第一固定杆、第一密封圈、第一导向杆，第一导向滑块、第一传感器触点、第一原点标记块、第一导气套管、多个第一套管固定架；

其中，所述第一丝杠与所述步进电机通过第一转接头相连，第一移动杆与第一丝杠通过螺纹方式连接，在第一移动杆外部设有第一导气套管，所述第一导气套管为空心圆柱体结构，第一移动杆通过多个第一套管固定架沿轴向固定在第一导气套管内，第一固定杆末端固定在步进电机壳体上，第一固定杆为空心的“T”型管状，在第一固定杆的第一水平管段内部沿轴向设置有第一导向杆，第一固定杆的第一竖直管段底端用于与测量管相连接，第一导向杆末端固定在步进电机壳体上，第一导向滑块可滑动地设置在第一导向杆外部，第一导向滑块与第一导气套管固定，在第一固定杆第一水平管段前端内周面与第一导气套管外周面之间设有第一密封圈，第一固定杆与第一导气套管密封连接且可相对滑动，在所述第一固定杆内部设置有第一传感器触点，通过线缆与原点传感器相连；第一导气套管的前端与活塞组件相连接，步进电机与井下控制柜通讯连接，井下控制柜控制步进电机动作，步进电机驱动第一导气伸缩推杆连带活塞组件在连接器壳体内前后移动；

在第一导气套管内设有第一原点标记块，第一原点标记块用于标记第一移动杆的初始位置。

进一步地，所述行程可控导气推杆包括驱动装置和第二导气伸缩推杆，所述第二导气伸缩推杆包括第二移动杆和连接杆、第二导气套管、第二固定杆、第二密封圈和多个第二套管固定架；

其中，驱动装置通过连接杆与第二移动杆相连接，在第二移动杆外部设有第二导气套管，所述第二导气套管为空心圆柱体结构，第二移动杆通过多个第二套管固定架沿轴向固定在第二导气套管内，在第二导气套管和连接杆的外部设有第二固定杆，第二固定杆为空心的“T”型管状，第二固定杆的第二竖直管段底端用于与测量管相连接，在第二固定杆的第二水平管段前端内周面与第二导气套管外周面之间设有第二密封圈，第二固定杆与第二导气套管密封连接且可相对滑动，第二移动杆的前端与活塞组件相连接，驱动装置与井下控制柜通讯连接，井下控制柜控制驱动装置动作，驱动装置驱动第二导气伸缩推杆连带活塞组件在连接器壳体内前后移动。

进一步地，所述行程可控导气推杆包括步进电机壳体、步进电机、脉冲驱动器、原点传感器和第三导气伸缩推杆，所述步进电机、脉冲驱动器和原点传感器均设置在步进电机壳体内，步进电机与脉冲驱动器相连接，且步进电机上设有原点传感器，所述第三导气伸缩推杆包括第三移动杆、第三固定杆、第三密封圈、第二丝杠、丝杠底座、第二转接头、第二导向杆、第二导向滑块及第二传感器触点；

其中，所述第三移动杆为中空圆柱体结构，在第三移动杆的内周面上设有内螺纹，所述第二丝杠的外周面上设有外螺纹，第二丝杠通过外螺纹与第三移动杆的内螺纹传动连接，第二丝杠的末端设有一体成型的丝杠底座，丝杠底座与所述步进电机通过第二转接头相连，第三固定杆为空心的“T”型管状，在第三固定杆水平管段内部沿轴向设置有第二导向杆，第三固定杆的竖直管段底端用于与测量管相连接，第二导向杆末端固定在步进电机壳体上，第二导向滑块可滑动地设置在第二导向杆外部，第二导向滑块与第三移动杆固定，在第三固定杆的第三水平管段前端内周面与第三移动杆外周面之间设有第三密封圈，第三固定杆与第三移动杆密封连接且可相对滑动，在所述第三固定杆外部设置有第二传感器触点，通过线缆与原点传感器相连，丝杠底座内设有垂直方向贯通的丝杠底座导气孔，丝杠底座导气孔的位置与第三固定杆的第三竖直管段相对应，所述第二丝杠的内部为中空结构，且丝杠底座导气孔与第二丝杠内部中空结构连通，第三移动杆的前端与活塞组件相连接，步进电机与井下控制柜通讯连接，井下控制柜控制步进电机动作，步进电机驱动第三导气伸缩推杆连带活塞组件在连接器壳内前后移动；

在第三移动杆前端设有第二原点标记块，第二原点标记块用于标记第三移动杆的初始位置。

本发明同时提供一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法，采用所述的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统实现，当多个精细化采集装置分别通过测量管与抽采主管相连接，在每个测量管上均设有管道测量传感器时，具体包括以下步骤：

步骤一：将各抽采支管与各抽采支管连接段连接；

步骤二：设置各精细化采集装置初始状态：数据传输与控制系统控制行程可控导气推杆带动活塞组件移动至抽采主管连接段，活塞组件下端将抽采主管连接段封闭，上端置于导通段处，导通段与活塞组件上方具有空隙，各抽采支管与连接器壳体内部相通，在连接器壳体内部汇总的气体将活塞组件内部流经行程可控导气推杆、测量管与抽采主管导通，进而管道测量传感器测量各抽采支管总的气体参数；

步骤三：通过远端PC主机监控平台内置程序与界面设置，可选取循环、判断与自定义三种巡检模式：

当选择循环模式时，井下控制柜将控制各精细化采集装置行程可控导气推杆周期性带动活塞组件移动至各抽采支管连接段或抽采主管连接段处，实现各抽采支管气体参数或总气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录管道测量传感器测量的各抽采支管气体参数或总气体参数；

当选择判断模式时，远端PC主机监控平台将判断各精细化采集装置的各抽采支管总的气体参数，若某一精细化采集装置总的气体参数中某一参数值小于设定临界值时，自动开启巡检模式，即该精细化采集装置行程可控导气推杆带动活塞组件移动至该精细化采集装置各抽采支管连接段，实现各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录各抽采支管气体参数；

当选择自定义模式时，可通过井下控制柜控制伸缩推杆驱动装置带动活塞组件移动至准备读取的抽采支管连接段，自由设计各抽采支管气体参数的读取测量顺序；

步骤四：选择循环、判断或自定义三种巡检模式后，在巡检的过程中，若某一抽采支管气体的某一参数测量结果小于设定的临界值时，远端PC主机监控平台将发出报警并记录该抽采支管编号，便于分析与集中处理。

本发明同时提供一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法，采用所述的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统实现，当多个精细化采集装置通过测量管相连接后，测量管与抽采主管相连接，在测量管上设有管道测量传感器，且在两两精细化采集装置之间相连的测量管上设置测量管截堵电子阀时，具体包括以下步骤：

步骤一：将各抽采支管与抽采支管连接段连接；

步骤二：设置精细化采集装置初始状态：数据传输与控制系统控制行程可控导气推杆与活塞组件移动至抽采主管连接段，活塞组件下端将抽采主管连接段封闭，上端置于导通段处，导通段与活塞组件上方具有空隙，各抽采支管与连接器壳体内部相通，在连接器壳体内部汇总的气体将活塞组件内部流经行程可控导气推杆、测量管与抽采主管导通，进而管道测量传感器测量各抽采支管总的气体参数；

步骤三：通过数据传输与控制系统内置程序与界面设置，可选取循环、判断与自定义三种巡检模式：

当选择循环模式时，数据传输与控制系统将依次控制各精细化采集装置的行程可控导气推杆周期性带动活塞组件移动至各抽采支管连接段或抽采主管连接段，当前测定的精细化采集装置的行程可控导气推杆带动活塞组件移动至导通段时，同时，控制该精细化采集装置对应的左侧测量管截堵电子阀关闭，控制其他各精细化采集装置对应的左侧测量管截堵电子阀开启，控制其他的精细化采集装置的行程可控导气推杆带动活塞组件移动至各个连接器壳体内两个相邻抽采支管连接段之间的位置，使其他精细化采集装置与测量管之间不导通；从而实现各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录当前测定精细化采集装置的各抽采支管气体参数或总的气体参数；

当选择判断模式时，数据传输与控制系统将依次测量各个精细化采集装置的总的气体参数，当测定的某一精细化采集装置总的气体的参数小于设定临界值时，自动开启该精细化采集装置的巡检模式，即行程可控导气推杆带动活塞组件移动至该精细化采集装置各抽采支管连接段，实现该精细化采集装置各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录各抽采支管气体参数；

当选择自定义模式时，可通过井下控制柜控制某一精细化采集装置的行程可控导气推杆带动活塞组件移动至准备读取的抽采支管连接段，同时控制其他的精细化采集装置的行程可控导气推杆带动活塞组件移动至各连接器壳体内两个相邻抽采支管连接段之间的位置，使精细化采集装置与测量管之间不导通；

步骤四：选择循环、判断或自定义三种巡检模式后，在巡检的过程中，若某一抽采支管气体的某一参数测量结果小于设定的临界值时，远端PC主机监控平台将发出报警并记录该抽采支管编号，便于分析与集中处理。

本发明同时提供一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法，采用所述的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统实现，当多个精细化采集装置分别通过测量管与抽采主管相连接，在每个测量管上均设有管道测量传感器时，具体包括以下步骤：

步骤一：将各抽采支管与各抽采支管连接段连接；

步骤二：设置各精细化采集装置初始状态：数据传输与控制系统控制移动导气杆推送装置驱动移动导气杆与活塞组件移动至抽采主管连接段，活塞组下端将抽采主管连接段封闭，上端置于导通段处，导通段与活塞组件上方具有空隙，各抽采支管与连接器壳体内部相通，在连接器壳体内部汇总的气体将活塞组件内部流经移动导气杆、测量管与抽采主管导通，进而管道测量传感器测量各抽采支管总的气体参数；

步骤三：通过远端PC主机监控平台内置程序与界面设置，可选取循环、判断与自定义三种巡检模式：

当选择循环模式时，井下控制柜将控制各精细化采集装置行程可控导气推杆周期性带动活塞组件移动至各抽采支管连接段或抽采主管连接段处，实现各抽采支管气体参数或总气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录管道测量传感器测量的各抽采支管气体参数或总气体参数；

当选择判断模式时，远端PC主机监控平台将判断各精细化采集装置的各抽采支管总的气体参数，若某一精细化采集装置总的气体参数中某一参数值小于设定临界值时，自动开启巡检模式，即该精细化采集装置行程可控导气推杆带动活塞组件移动至该精细化采集装置各抽采支管连接段，实现各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录各抽采支管气体参数；

当选择自定义模式时，可通过井下控制柜控制移动导气杆推送装置带动活塞组件移动至准备读取的抽采支管连接段，自由设计各抽采支管气体参数的读取测量顺序；

步骤四：选择循环、判断或自定义三种巡检模式后，在巡检的过程中，若某一抽采支管气体的某一参数测量结果小于设定的临界值时，远端PC主机监控平台将发出报警并记录该抽采支管编号，便于分析与集中处理。

本发明同时提供一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法，采用所述的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统实现，当多个精细化采集装置通过测量管相连接后，测量管与抽采主管相连接，在测量管上设有管道测量传感器，且在两两精细化采集装置之间相连的测量管上设置测量管截堵电子阀，具体包括以下步骤：

步骤一：将各抽采支管与抽采支管连接段连接；

步骤二：设置精细化采集装置初始状态：数据传输与控制系统控制移动导气杆推送装置驱动移动导气杆与活塞组件移动至抽采主管连接段，活塞组件下端将抽采主管连接段封闭，上端置于导通段处，导通段与活塞组件上方具有空隙，各抽采支管与连接器壳体内部相通，在连接器壳体内部汇总的气体将活塞组件内部流经移动导气杆、测量管与抽采主管导通，进而管道测量传感器测量各抽采支管总的气体参数；

步骤三：通过数据传输与控制系统内置程序与界面设置，可选取循环、判断与自定义三种巡检模式：

当选择循环模式时，数据传输与控制系统将依次控制各精细化采集装置的移动导气杆推送装置周期性带动活塞组件移动至各抽采支管连接段或抽采主管连接段，当前测定的精细化采集装置的移动导气杆推送装置带动活塞组件移动至导通段时，同时，控制该精细化采集装置对应的左侧测量管截堵电子阀关闭，控制其他各精细化采集装置对应的左侧测量管截堵电子阀开启，控制其他的精细化采集装置的移动导气杆推送装置带动活塞组件移动至各个连接器壳体内两个相邻抽采支管连接段之间的位置，使其他精细化采集装置与测量管之间不导通；从而实现各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录当前测定精细化采集装置的各抽采支管气体参数或总的气体参数；

当选择判断模式时，数据传输与控制系统将依次测量各个精细化采集装置的总的气体参数，当测定的某一精细化采集装置总的气体的参数中某一参数值小于设定临界值时，自动开启该精细化采集装置的巡检模式，即移动导气杆推送装置带动活塞组件移动至该精细化采集装置各抽采支管连接段，实现该精细化采集装置各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录各抽采支管气体参数；

当选择自定义模式时，可通过井下控制柜控制某一精细化采集装置的移动导气杆推送装置带动活塞组件移动至准备读取的抽采支管连接段，同时控制其他的精细化采集装置的移动导气杆推送装置带动活塞组件移动至各连接器壳体内两个相邻抽采支管连接段之间的位置，使其他精细化采集装置与测量管之间不导通；

步骤四：选择循环、判断或自定义三种巡检模式后，在巡检的过程中，若某一抽采支管气体的某一参数测量结果小于设定的临界值时，远端PC主机监控平台将发出报警并记录该抽采支管编号，便于分析与集中处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统的精细化采集装置通过设计多支管连接器、活塞组件和行程可控导气推杆，解决了大量使用矿用电磁三通阀存在的体积大、成本较高的问题。

本发明通过多个精细化采集装置与数据传输与控制系统互联，实现各抽采支管气体参数数据的远程读取，具有精细化与智能化程度高、装置简单、安装方便、易于控制、成本低的优点。

附图说明

图1为本发明实施例一的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一的精细化采集装置与抽采主管的连接示意图；

图3为本发明活塞组件与抽采支管连接段的连接示意图；

图4为本发明实施例二的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统的结构示意图；

图5为本发明实施例中的第一种行程可控导气推杆结构示意图；

图6为本发明实施例中的第二种行程可控导气推杆结构示意图；

图7为本发明实施例中的第三种行程可控导气推杆结构示意图；

图8为本发明实施例三的精细化采集装置的结构示意图；

图9为本发明实施例三的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统的结构示意图；

图10为本发明实施例四的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统的结构示意图；

图11为本发明实施例五的精细化采集装置的结构示意图；

图12为本发明实施五的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统的结构示意图；

图13为发明实施六的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统的结构示意图；

图中：1、精细化采集装置，11、多支管连接器，111、连接器壳体，112、连接器内壁密封圈，113、抽采支管连接段，114、抽采主管连接段，115、导通段；

12、活塞组件，121、活塞本体，122、“L”型活塞内部导通孔，123、第一活塞密封条，124、第二活塞密封条，125、活塞通孔；

13、行程可控导气推杆，131、步进电机壳体，132、步进电机，133、脉冲驱动器，134、原点传感器，135、第一移动杆，136、第一丝杠，137、第一转接头，138、第一固定杆，1381、第一水平管段，1382、第一竖直管段，139、第一密封圈，1310、第一导向杆，1311、第一导向滑块，1312、第一传感器触点，1313、第一原点标记块，1314、第一导气套管，1315、第一套管固定架，13151、第一套管固定架通气孔；

1316、第二移动杆，1317、连接杆，1318、第二导气套管，1319、第二固定杆，13191、第二水平管段；13192、第二竖直管段，1320、第二密封圈，1321、第二套管固定架，13211、第二套管固定架通气孔；

1322、第三移动杆，1323、第三固定杆，13231、第三水平管段，13232、第三竖直管段，1324、第三密封圈，1325、第二丝杠，1326、丝杠底座，13261、丝杠底座导气孔，1327、第二转接头，1328、第二导向杆，1329、第二导向滑块，1330、第二传感器触点，1331、第二原点标记块；

14、移动导气杆，141、齿条段，15、移动导气杆推送装置，16、位移传感器，17、位移传感器移动点，18、柔性连接管；

2、测量管，3、管道测量传感器，401、井下控制柜，402、井下分站，403、井下环网，404、地面网络交换机，405、远端PC主机监控平台，5、抽采主管，6、测量管截堵电子阀，7、驱动装置。

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。

实施例一

请参阅图1-图2，一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，包括多个精细化采集装置1、测量管2、管道测量传感器3和数据传输与控制系统，多个精细化采集装置1分别通过测量管2与抽采主管5相连接，在每个测量管2上均设有管道测量传感器3；

所述数据传输与控制系统包括井下控制柜401、井下分站402、井下环网403、地面网络交换机404、远端PC主机监控平台405，所述井下控制柜401与每个精细化采集装置1及管道测量传感器3通讯连接，井下控制柜401与井下分站402相连接，井下分站402通过井下环网403与地面网络交换机404相连接，地面网络交换机404与远端PC主机监控平台405相连接；井下控制柜401对精细化采集装置1进行控制并获取管道测量传感器3的测量数据，并将获取的数据传送给所述井下分站402，所述井下分站402将数据传送给所述远端PC主机监控平台405，所述远端PC主机监控平台405处理数据并提供处理结果。远端PC主机监控平台405也可发送指令到井下控制柜401对各精细化采集装置1进行控制。

所述管道测量传感器3包括负压传感器、气体浓度传感器、流量传感器和温度传感器中的一种或两种以上，但又不限于以上各传感器。

所述精细化采集装置1包括多支管连接器11、活塞组件12和行程可控导气推杆13，所述多支管连接器11包括连接器壳体111、连接器内壁密封圈112、抽采支管连接段113、抽采主管连接段114和导通段115，所述连接器壳体111为内部具有空腔的圆柱体结构，在连接器壳体111的圆周面上沿水平方向依次设有多个抽采支管连接段113，多个抽采支管连接段113与连接器壳体111内部空腔相连通，在所述连接器壳体111的一端上方和下方对应位置分别设有开孔，且上方开孔的直径大于下方孔的直径，自上方开孔处向上延伸设有顶端封闭的圆筒型导通段115，自下方开孔处向下延伸设有抽采主管连接段114，抽采主管连接段114与抽采主管5相连通，在所述连接器壳体圆周面的内壁面设有相匹配的连接器内壁密封圈112，所述连接器内壁密封圈112在每个抽采支管连接段113的位置设有开孔，行程可控导气推杆13前端自连接器壳体111远离抽采主管连接段114的一端沿水平方向伸入连接器壳体111内部空腔，在连接器壳体111内部空腔中设有活塞组件12，行程可控导气推杆13前端与活塞组件12相连接，行程可控导气推杆13与井下控制柜401通讯连接，井下控制柜401控制行程可控导气推杆13连带活塞组件12前后移动，当活塞组件12移动至与各抽采支管连接段113时，活塞组件12与各抽采支管连接段113相连通，当活塞组件12移动至抽采主管连接段114时，活塞组件12下端将抽采主管连接段114封闭，上端置于导通段115处，导通段115与活塞组件12上方具有空隙，气体可流通。

参照图3，所述活塞组件12包括活塞本体121、“L”型活塞内部导通孔122、第一活塞密封条123、第二活塞密封条124及多个活塞通孔125，活塞本体121的上、下两端分别设有第一活塞密封条123和第二活塞密封条124，活塞本体121与第一活塞密封条123和第二活塞密封条124构成圆柱体形状，第一活塞密封条123和第二活塞密封条124与连接器内壁密封圈112处于挤压、紧密贴合密封状态，以防止抽采支管连接段113与“L”型活塞内部导通孔122导通状态下气体流失，在活塞本体121内设有“L”型活塞内部导通孔122，“L”型活塞内部导通孔122的水平段开口端面与活塞本体121的右端面相平齐，“L”型活塞内部导通孔122的竖直段顶端依次穿过活塞本体121及第一活塞密封条123与外界连通，在活塞本体121内部沿轴向设有多个活塞通孔125，气体可在活塞通孔125内流通。

活塞组件12的行程大于连接器壳体111的长度。

活塞组件12的行程小于3m，当各抽采钻孔比较分散时，通过加长抽采支管长度的方式与抽采支管连接段113相连通。

实施例二

与实施例一不同之处在于：

参照图4，多个精细化采集装置1通过测量管2相连接后，测量管2与抽采主管5相连接，在测量管2上设有管道测量传感器3(管道测量传感器3的安装位置邻近测量管2与抽采主管5连接处)，且在两两精细化采集装置1之间相连的测量管2上设置测量管截堵电子阀6，各测量管截堵电子阀6与其右侧最近的精细化采集装置1相对应，测量管截堵电子阀6常态为开启状态，当测量某一精细化采集装置1抽采数据时，关闭其对应的左侧的测量管截堵电子阀6，防止测量管2较长时，其左侧非导通段测量管2内残存的气体扩散，影响测量准确度，测量管截堵电子阀6与井下控制柜401通讯连接，井下控制柜401对测量管截堵电子阀6进行控制。

实施例一和实施例二中的行程可控导气推杆13可以采用以下三种结构中的任意一种。

参照图5，第一种行程可控导气推杆13结构：行程可控导气推杆13包括步进电机壳体131、步进电机132、脉冲驱动器133、原点传感器134和第一导气伸缩推杆，所述步进电机132、脉冲驱动器133和原点传感器134均设置在步进电机壳体131内，步进电机132与脉冲驱动器133相连接，且步进电机132上设有原点传感器134；所述第一导气伸缩推杆包括第一移动杆135、第一丝杠136、第一转接头137、第一固定杆138、第一密封圈139、第一导向杆1310，第一导向滑块1311、第一传感器触点1312、第一原点标记块1313、第一导气套管1314、多个第一套管固定架1315；

其中，所述第一丝杠136与所述步进电机132通过第一转接头137相连，第一移动杆135与第一丝杠136通过螺纹方式连接，在第一移动杆135外部设有第一导气套管1314，所述第一导气套管1314为空心圆柱体结构，第一移动杆135通过第一套管固定架1315沿轴向固定在第一导气套管1314内，第一固定杆138末端固定在步进电机壳体131上，第一固定杆138为空心的“T”型管状，在第一固定杆138的第一水平管段1381内部沿轴向设置有第一导向杆1310，第一固定杆138的第一竖直管段1382底端用于与测量管2相连接，第一导向杆1310末端固定在步进电机壳体131上，第一导向滑块1311可滑动地设置在第一导向杆1310外部，第一导向滑块1311与第一导气套管1314固定，在第一固定杆138第一水平管段1381前端内周面与第一导气套管1314外周面之间设有第一密封圈139，第一固定杆138与第一导气套管1314密封连接且可相对滑动，在所述第一固定杆138内部设置有第一传感器触点1312，通过线缆与原点传感器134相连，第一导气套管1314的前端与活塞组件12相连接，步进电机132与井下控制柜401通讯连接，井下控制柜401控制步进电机132动作，步进电机132驱动第一导气伸缩推杆连带活塞组件12在连接器壳体111内前后移动；

在第一导气套管1314内设有第一原点标记块1313，第一原点标记块1313用于标记第一移动杆135的初始位置。

第一套管固定架1315为圆环体，在圆环体沿轴向设有多个第一套管固定架通气孔13151。

安装时，第一导气套管1314与活塞组件12的“L”型活塞内部导通孔122水平段密封连接，气体经活塞组件12的“L”型活塞内部导通孔122及第一导气套管1314前端进入，流经第一导气套管1314、第一套管固定架通气孔13151至第一固定杆138，进而由第一竖直管段1382流出，第一竖直管段1382与测量管2相连通。

参照图6，第二种行程可控导气推杆13结构：行程可控导气推杆13包括驱动装置7和第二导气伸缩推杆，所述第二导气伸缩推杆包括第二移动杆1316和连接杆1317、第二导气套管1318、第二固定杆1319、第二密封圈1320和多个第二套管固定架1321；

其中，驱动装置7通过连接杆1317与第二移动杆1316相连接(驱动装置7、连接杆1317与第二移动杆1316构成行程可控伸缩推杆结构，并且该结构为现有技术，市场上所有类型的行程可控伸缩推杆均可)，在第二移动杆1316外部设有第二导气套管1318，所述第二导气套管1318为空心圆柱体结构，第二移动杆1316通过多个第二套管固定架1321沿轴向固定在第二导气套管1318内，在第二导气套管1318和连接杆1317的外部设有第二固定杆1319，第二固定杆1319为空心的“T”型管状，第二固定杆1319的第二竖直管段13192底端用于与测量管2相连接，在第二固定杆1319的第二水平管段13191前端内周面与第二导气套管1318外周面之间设有第二密封圈1320，第二固定杆1319与第二导气套管1318密封连接且可相对滑动，第二移动杆1316的前端与活塞组件12相连接，驱动装置7与井下控制柜401通讯连接，井下控制柜401控制驱动装置7动作，驱动装置7驱动第二导气伸缩推杆连带活塞组件12在连接器壳体111内前后移动；驱动装置7可为气动缸、液压缸或矿用电机。

第二套管固定架1321为圆环体，在圆环体沿轴向设有多个第二套管固定架通气孔13211。

安装时，第二导气套管1318与活塞组件12的“L”型活塞内部导通孔122水平段密封连接，气体经活塞组件12的“L”型活塞内部导通孔122及第二导气套管1318前端进入，流经第二导气套管1318、第二套管固定架通气孔13211至第二固定杆1319，进而由第二竖直管段13192流出，第二竖直管段13192与测量管2相连通。

参照图7，第三种行程可控导气推杆13结构：所述行程可控导气推杆13包括步进电机壳体131、步进电机132、脉冲驱动器133、原点传感器134和第三导气伸缩推杆，所述步进电机132、脉冲驱动器133和原点传感器134均设置在步进电机壳体131内，步进电机132与脉冲驱动器133相连接，且步进电机132上设有原点传感器134，所述第三导气伸缩推杆包括第三移动杆1322、第三固定杆1323、第三密封圈1324、第二丝杠1325、丝杠底座1326、第二转接头1327、第二导向杆1328、第二导向滑块1329及第二传感器触点1330；

其中，所述第三移动杆1322为中空圆柱体结构，在第三移动杆1322的内周面上设有内螺纹，所述第二丝杠1325的外周面上设有外螺纹，第二丝杠1325通过外螺纹与第三移动杆1322的内螺纹传动连接，第二丝杠1325的末端设有一体成型的丝杠底座1326，丝杠底座1326与所述步进电机132通过第二转接头1327相连，第三固定杆1323为空心的“T”型管状，在第三固定杆1323的第三水平管段13231内部沿轴向设置有第二导向杆1328，第三固定杆1323的第三竖直管段13232底端用于与测量管2相连接，第二导向杆1328末端固定在步进电机壳体131上，第二导向滑块1329可滑动地设置在第二导向杆1328外部，第二导向滑块1329与第三移动杆1322固定，在第三固定杆1323的第三水平管段13231前端内周面与第三移动杆1322外周面之间设有第三密封圈1324，第三固定杆1323与第三移动杆1322密封连接且可相对滑动，在所述第三固定杆1323外部设置有第二传感器触点1330，通过线缆与原点传感器134相连，丝杠底座1326内设有垂直方向贯通的丝杠底座导气孔13261，丝杠底座导气孔13261的位置与第三固定杆1323的第三竖直管段13232相对应，所述第二丝杠1325的内部为中空结构，且丝杠底座导气孔13261与第二丝杠1325内部中空结构连通，第三移动杆1322的前端与活塞组件12相连接，步进电机132与井下控制柜401通讯连接，井下控制柜401控制步进电机132动作，步进电机132驱动第三导气伸缩推杆连带活塞组件12在连接器壳体111内前后移动；

在第三移动杆1322前端设有第二原点标记块1331，第二原点标记块1331用于标记第三移动杆1322的初始位置。

安装时，第三移动杆1322前端与活塞组件12的“L”型活塞内部导通孔122水平段密封连接，气体经活塞组件12的“L”型活塞内部导通孔122及第三移动杆1322前端进入，流经第三移动杆1322内部腔体、第二丝杠1325内部腔体及丝杠底座导气孔13261，进而由第三竖直管段13232流出，第三竖直管段13232与测量管2相连通。

实施例三

与实施例一的不同之处在于：

参照图8-图9，精细化采集装置1包括多支管连接器11、活塞组件12、移动导气杆14、移动导气杆推送装置15、位移传感器16、位移传感器移动点17和柔性连接管18，所述多支管连接器11包括连接器壳体111、连接器内壁密封圈112、抽采支管连接段113、抽采主管连接段114和导通段115，所述连接器壳体111为内部具有空腔的圆柱体结构，在连接器壳体111的圆周面上沿水平方向依次设有多个抽采支管连接段113，多个抽采支管连接段113与连接器壳体111内部空腔相连通，在所述连接器壳体111的一端向上延伸设有导通段115，向下延伸设有抽采主管连接段114，抽采主管连接段114与抽采主管5相连通，在所述连接器壳体111圆周面的内壁面设有相匹配的连接器内壁密封圈112，所述连接器内壁密封圈112在每个抽采支管连接段113的位置设有开口，导气伸缩推杆自连接器壳体111远离抽采主管连接段114的一端沿水平方向伸入连接器壳体111内部空腔，且在连接器壳体111内部空腔中设有活塞组件12，所述移动导气杆14前端与活塞组件12相连接，末端与柔性连接管18相连接，柔性连接管18与测量管2相连接，位移传感器16与抽采主管5通过三脚架固定，位移传感器16上设有位移传感器移动点17，位移传感器移动点17与移动导气杆14固定，通过测量移动导气杆14的位移从而确定活塞组件12当前位置。

所述移动导气杆14长度大于连接器壳体111长度；位移传感器16量程大于连接器壳体111长度；位移传感器移动点17始终位于移动导气杆推送装置15外侧。

所述移动导气杆推送装置15为送管机。

实施例四

参照图10，与实施例三的不同之处在于，多个精细化采集装置1通过测量管2相连接后，测量管2与抽采主管5相连接，在测量管2上设有管道测量传感器3(管道测量传感器3的安装位置邻近测量管2与抽采主管5连接处)，且在两两精细化采集装置1之间相连的测量管2上设置测量管截堵电子阀6，各测量管截堵电子阀6与其右侧最近的精细化采集装置1相对应，测量管截堵电子阀6常态为开启状态，当测量某一精细化采集装置1抽采数据时，关闭其对应的左侧的测量管截堵电子阀6，防止测量管2较长时，其左侧非导通段测量管2内残存的气体扩散，影响测量准确度，测量管截堵电子阀6与井下控制柜401通讯连接，井下控制柜401对测量管截堵电子阀6进行控制。

实施例五

与实施例三的不同之处在于，

参照图11-图12，所述移动导气杆推送装置15为齿轮，所述移动导气杆14外壁上设有与齿轮相啮合的齿条段141，齿轮由外置步进电机或马达驱动，通过齿轮转动带动齿条段141前后移动，从而实现移动导气杆14前后移动。

实施例六

与实施例五的不同之处在于，

参照图13，多个精细化采集装置1通过测量管2相连接后，测量管2与抽采主管5相连接，在测量管2上设有管道测量传感器3(管道测量传感器3的安装位置邻近测量管2与抽采主管5连接处)，且在两两精细化采集装置1之间相连的测量管2上设置测量管截堵电子阀6，各测量管截堵电子阀6与其右侧最近的精细化采集装置1相对应，测量管截堵电子阀6常态为开启状态，当测量某一精细化采集装置1抽采数据时，关闭其对应的左侧的测量管截堵电子阀6，防止测量管2较长时，其左侧非导通段测量管2内残存的气体扩散，影响测量准确度，测量管截堵电子阀6与井下控制柜401通讯连接，井下控制柜401对测量管截堵电子阀6进行控制。

实施例七

参照图1，一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法，采用实施例一的无人巡检抽采数据智能精细化采集实现，具体包括以下步骤：

步骤一：将各抽采支管与各抽采支管连接段113连接；

步骤二：设置各精细化采集装置1初始状态：数据传输与控制系统控制行程可控导气推杆13带动活塞组件12移动至抽采主管连接段114，活塞组件12下端将抽采主管连接段114封闭，上端置于导通段115处，导通段115与活塞组件12上方具有空隙，各抽采支管与连接器壳体111内部相通，在连接器壳体111内部汇总的气体将活塞组件12内部流经行程可控导气推杆13、测量管2与抽采主管5导通，进而管道测量传感器3测量各抽采支管总的气体参数；

步骤三：通过远端PC主机监控平台405内置程序与界面设置，可选取循环、判断与自定义三种巡检模式：

当选择循环模式时，井下控制柜401将控制各精细化采集装置1行程可控导气推杆13周期性带动活塞组件12移动至各抽采支管连接段113或抽采主管连接段114处，实现各抽采支管气体参数或总气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台405实时记录管道测量传感器3测量的各抽采支管气体参数或总气体参数；

当选择判断模式时，远端PC主机监控平台405将判断各精细化采集装置1的各抽采支管总的气体参数，若某一精细化采集装置1总的气体参数中某一参数值小于设定临界值时，自动开启巡检模式，即该精细化采集装置1行程可控导气推杆13带动活塞组件12移动至该精细化采集装置1各抽采支管连接段113，实现各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台405实时记录各抽采支管气体参数；

当选择自定义模式时，可通过井下控制柜401控制行程可控导气推杆13带动活塞组件12移动至准备读取的抽采支管连接段113，自由设计各抽采支管气体参数的读取测量顺序；

步骤四：选择循环、判断或自定义三种巡检模式后，在巡检的过程中，若某一抽采支管气体的某一参数测量结果小于设定的临界值时，远端PC主机监控平台405将发出报警并记录该抽采支管编号，便于分析与集中处理。

若各抽采支管设置有可控阀门，可通过远端PC主机监控平台405发出指令，将该抽采支管远程关闭。

实施例八

参照图4，一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法，采用实施例二中的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统实现，具体包括以下步骤：

步骤一：将各抽采支管与抽采支管连接段113连接；

步骤二：设置精细化采集装置1初始状态：数据传输与控制系统控制行程可控导气推杆13带动活塞组件12移动至抽采主管连接段114，活塞组件12下端将抽采主管连接段114封闭，上端置于导通段115处，导通段115与活塞组件12上方具有空隙，各抽采支管与连接器壳体111内部相通，在连接器壳体111内部汇总的气体将活塞组件12内部流经行程可控导气推杆13、测量管2与抽采主管5导通，进而管道测量传感器3测量各抽采支管总的气体参数；

步骤三：通过数据传输与控制系统内置程序与界面设置，可选取循环、判断与自定义三种巡检模式：

当选择循环模式时，数据传输与控制系统将依次控制各精细化采集装置1的行程可控导气推杆13周期性带动活塞组件12移动至各抽采支管连接段113或抽采主管连接段114，当前测定的精细化采集装置1的行程可控导气推杆13带动活塞组件12移动至导通段115时，同时，控制该精细化采集装置1对应的左侧测量管截堵电子阀6关闭，控制其他各精细化采集装置1对应的左侧测量管截堵电子阀6开启，控制其他的精细化采集装置1的行程可控导气推杆13带动活塞组件12移动至各个连接器壳体111内两个相邻抽采支管连接段113之间的位置，使其他精细化采集装置1与测量管2之间不导通；从而实现各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台405实时记录当前测定精细化采集装置1的各抽采支管气体参数或总的气体参数；

当选择判断模式时，数据传输与控制系统将依次测量各个精细化采集装置1的总的气体参数(依次控制各个精细化采集装置1的行程可控导气推杆13带动活塞组件12移动至导通段115，同时，控制该精细化采集装置1对应的左侧测量管截堵电子阀6关闭，控制其他各精细化采集装置1对应的左侧测量管截堵电子阀6开启，控制其他的精细化采集装置1的行程可控导气推杆13带动活塞组件12移动至各个连接器壳体111内两个相邻抽采支管连接段113之间的位置，使其他精细化采集装置1与测量管2之间不导通；)，当测定的某一精细化采集装置1总的气体的参数小于设定临界值时，自动开启该精细化采集装置1的巡检模式，即行程可控导气推杆13带动活塞组件12移动至该精细化采集装置1各抽采支管连接段113，实现该精细化采集装置1各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台405实时记录各抽采支管气体参数；

当选择自定义模式时，可通过井下控制柜401控制某一精细化采集装置1的行程可控导气推杆13带动活塞组件12移动至准备读取的抽采支管连接段113，控制该精细化采集装置1对应的左侧测量管截堵电子阀6关闭，控制其他各精细化采集装置1对应的左侧测量管截堵电子阀6开启，同时控制其他的精细化采集装置1的行程可控导气推杆13带动活塞组件12移动至各连接器壳体111内两个相邻抽采支管连接段113之间的位置，使其他精细化采集装置1与测量管2之间不导通；

步骤四：选择循环、判断或自定义三种巡检模式后，在巡检的过程中，若某一抽采支管气体的某一参数测量结果小于设定的临界值时，远端PC主机监控平台405将发出报警并记录该抽采支管编号，便于分析与集中处理。

若各抽采支管设置有可控阀门，可通过远端PC主机监控平台405发出指令，将该抽采支管远程关闭。

实施例九

参照图9和图12，一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法，采用实施例三或实施例五的无人巡检抽采数据智能精细化采集实现，具体包括以下步骤：

步骤一：将各抽采支管与各抽采支管连接段113连接；

步骤二：设置各精细化采集装置1初始状态：数据传输与控制系统控制移动导气杆推送装置15驱动移动导气杆14与活塞组件12移动至抽采主管连接段114，活塞组件12下端将抽采主管连接段114封闭，上端置于导通段115处，导通段115与活塞组件12上方具有空隙，各抽采支管与连接器壳体111内部相通，在连接器壳体111内部汇总的气体将活塞组件12内部流经移动导气杆14、测量管2与抽采主管5导通，进而管道测量传感器3测量各抽采支管总的气体参数；

步骤三：通过远端PC主机监控平台405内置程序与界面设置，可选取循环、判断与自定义三种巡检模式：

当选择循环模式时，井下控制柜401将控制各精细化采集装置1移动导气杆推送装置15周期性带动移动导气杆14及活塞组件12移动至各抽采支管连接段113或抽采主管连接段114处，实现各抽采支管气体参数或总气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台405实时记录管道测量传感器3测量的各抽采支管气体参数或总气体参数；

当选择判断模式时，远端PC主机监控平台405将判断各精细化采集装置1的各抽采支管总的气体参数，若某一精细化采集装置1总的气体参数中某一参数值小于设定临界值时，自动开启巡检模式，即该精细化采集装置1移动导气杆推送装置15带动活塞组件12移动至该精细化采集装置1各抽采支管连接段113，实现各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台405实时记录各抽采支管气体参数；

当选择自定义模式时，可通过井下控制柜401控制移动导气杆推送装置15带动活塞组件12移动至准备读取的抽采支管连接段113，自由设计各抽采支管气体参数的读取测量顺序；

步骤四：选择循环、判断或自定义三种巡检模式后，在巡检的过程中，若某一抽采支管气体的某一参数测量结果小于设定的临界值时，远端PC主机监控平台405将发出报警并记录该抽采支管编号，便于分析与集中处理。

若各抽采支管设置有可控阀门，可通过远端PC主机监控平台405发出指令，将该抽采支管远程关闭。

实施例十

参照图10和图13，一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法，采用实施例四或实施例六中的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统实现，具体包括以下步骤：

步骤一：将各抽采支管与抽采支管连接段113连接；

步骤二：设置精细化采集装置1初始状态：数据传输与控制系统控制移动导气杆推送装置15驱动移动导气杆14与活塞组件12移动至抽采主管连接段114，活塞组件12下端将抽采主管连接段114封闭，上端置于导通段115处，导通段115与活塞组件12上方具有空隙，各抽采支管与连接器壳体111内部相通，在连接器壳体111内部汇总的气体将活塞组件12内部流经移动导气杆14、测量管2与抽采主管5导通，进而管道测量传感器3测量各抽采支管总的气体参数；

步骤三：通过数据传输与控制系统内置程序与界面设置，可选取循环、判断与自定义三种巡检模式：

当选择循环模式时，数据传输与控制系统将依次控制各精细化采集装置1的移动导气杆推送装置15周期性带动活塞组件12移动至各抽采支管连接段113或抽采主管连接段114，当前测定的精细化采集装置1的移动导气杆推送装置15带动活塞组件12移动至导通段115时，同时，控制该精细化采集装置1对应的左侧测量管截堵电子阀6关闭，控制其他各精细化采集装置1对应的左侧测量管截堵电子阀6开启，控制其他的精细化采集装置1的移动导气杆推送装置15带动活塞组件12移动至各个连接器壳体111内两个相邻抽采支管连接段113之间的位置，使其他精细化采集装置1与测量管2之间不导通；从而实现当前测定的精细化采集装置1各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台405实时记录当前测定精细化采集装置1的各抽采支管气体参数或总的气体参数；

当选择判断模式时，数据传输与控制系统将依次测量各个精细化采集装置1的总的气体参数(依次控制各个精细化采集装置1的移动导气杆推送装置15带动活塞组件12移动至导通段115，同时，控制该精细化采集装置1对应的左侧测量管截堵电子阀6关闭，控制其他各精细化采集装置1对应的左侧测量管截堵电子阀6开启，控制其他的精细化采集装置1的行程可控导气推杆13带动活塞组件12移动至各个连接器壳体111内两个相邻抽采支管连接段113之间的位置，使其他精细化采集装置1与测量管2之间不导通；)，当测定的某一精细化采集装置1总的气体的参数中某一参数值小于设定临界值时，自动开启该精细化采集装置1的巡检模式，即移动导气杆推送装置15带动活塞组件12移动至该精细化采集装置1各抽采支管连接段113，实现该精细化采集装置1各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台405实时记录各抽采支管气体参数；

当选择自定义模式时，可通过井下控制柜401控制某一精细化采集装置1的移动导气杆推送装置15带动活塞组件12移动至准备读取的抽采支管连接段113，控制该精细化采集装置1对应的左侧测量管截堵电子阀6关闭，控制其他各精细化采集装置1对应的左侧测量管截堵电子阀6开启，同时控制其他的精细化采集装置1的移动导气杆推送装置15带动活塞组件12移动至各连接器壳体111内两个相邻抽采支管连接段113之间的位置，使其他精细化采集装置1与测量管2之间不导通；

步骤四：选择循环、判断或自定义三种巡检模式后，在巡检的过程中，若某一抽采支管气体的某一参数测量结果小于设定的临界值时，远端PC主机监控平台405将发出报警并记录该抽采支管编号，便于分析与集中处理。

若各抽采支管设置有可控阀门，可通过远端PC主机监控平台405发出指令，将该抽采支管远程关闭。

上述各实施例中抽采主管5内部均为负压状态。

本发明通过远端PC主机监控平台405，可实时监测、控制无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，读取精细化抽采数据实时与历史信息，并可将数据发送至云端，实现多终端实时监控。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，包括多个精细化采集装置、测量管、管道测量传感器和数据传输与控制系统，多个精细化采集装置分别通过测量管与抽采主管相连接，在每个测量管上均设有管道测量传感器；

或多个精细化采集装置通过测量管相连接后，测量管与抽采主管相连接，在测量管上设有管道测量传感器，且在两两精细化采集装置之间相连的测量管上设置测量管截堵电子阀；

所述数据传输与控制系统包括井下控制柜、井下分站、井下环网、地面网络交换机、远端PC主机监控平台，所述井下控制柜与每个精细化采集装置及管道测量传感器、测量管截堵电子阀通讯连接，井下控制柜与井下分站相连接，井下分站通过井下环网与地面网络交换机相连接，地面网络交换机与远端PC主机监控平台相连接；井下控制柜对精细化采集装置、测量管截堵电子阀进行控制并获取管道测量传感器的测量数据，并将获取的数据传送给所述井下分站，所述井下分站将数据传送给所述远端PC主机监控平台，所述远端PC主机监控平台处理数据并提供处理结果。

2.如权利要求1所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述精细化采集装置包括多支管连接器、活塞组件和行程可控导气推杆，所述多支管连接器包括连接器壳体、连接器内壁密封圈、抽采支管连接段、抽采主管连接段和导通段，所述连接器壳体为内部具有空腔的圆柱体结构，在连接器壳体的圆周面上沿水平方向依次设有多个抽采支管连接段，多个抽采支管连接段与连接器壳体内部空腔相连通，在所述连接器壳体的一端上方和下方对应位置分别设有开孔，且上方开孔的直径大于下方孔的直径，自上方开孔处向上延伸设有顶端封闭的圆筒型导通段，自下方开孔处向下延伸设有抽采主管连接段，抽采主管连接段与抽采主管相连通，在所述连接器壳体圆周面的内壁面设有相匹配的连接器内壁密封圈，所述连接器内壁密封圈在每个抽采支管连接段的位置设有开孔，行程可控导气推杆前端自连接器壳体远离抽采主管连接段的一端沿水平方向伸入连接器壳体内部空腔，在连接器壳体内部空腔中设有活塞组件，行程可控导气推杆前端与活塞组件相连接，行程可控导气推杆与井下控制柜通讯连接，井下控制柜控制行程可控导气推杆连带活塞组件前后移动，当活塞组件移动至与各抽采支管连接段时，活塞组件与各抽采支管连接段相连通，当活塞组件移动至抽采主管连接段时，活塞组件下端将抽采主管连接段封闭，上端置于导通段处，导通段与活塞组件上方具有空隙。

3.如权利要求1所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述精细化采集装置包括多支管连接器、活塞组件、移动导气杆、移动导气杆推送装置、位移传感器、位移传感器移动点和柔性连接管，所述多支管连接器包括连接器壳体、连接器内壁密封圈、抽采支管连接段、抽采主管连接段和导通段，所述连接器壳体为内部具有空腔的圆柱体结构，在连接器壳体的圆周面上沿水平方向依次设有多个抽采支管连接段，多个抽采支管连接段与连接器壳体内部空腔相连通，在所述连接器壳体的一端向上延伸设有导通段，向下延伸设有抽采主管连接段，抽采主管连接段与抽采主管相连通，在所述连接器壳体圆周面的内壁面设有相匹配的连接器内壁密封圈，所述连接器内壁密封圈在每个抽采支管连接段的位置设有开口，导气伸缩推杆自连接器壳体远离抽采主管连接段的一端沿水平方向伸入连接器壳体内部空腔，且在连接器壳体内部空腔中设有活塞组件，所述移动导气杆前端与活塞组件相连接，末端与柔性连接管相连接，柔性连接管与测量管相连接，位移传感器与抽采主管通过三脚架固定，位移传感器上设有位移传感器移动点，位移传感器移动点与移动导气杆固定，通过测量移动导气杆的位移从而确定活塞组件当前位置。

4.如权利要求3所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述移动导气杆推送装置为送管机。

5.如权利要求3所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述移动导气杆推送装置为齿轮，所述移动导气杆外壁上设有与齿轮相啮合的齿条段，齿轮由外置步进电机或马达驱动，通过齿轮转动带动齿条段前后移动，从而实现移动导气杆前后移动。

6.如权利要求2或3所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述活塞组件包括活塞本体、“L”型活塞内部导通孔、第一活塞密封条、第二活塞密封条及多个活塞通孔，活塞本体的上、下两端分别设有第一活塞密封条和第二活塞密封条，活塞本体与第一活塞密封条和第二活塞密封条构成圆柱体形状，在活塞本体内设有“L”型活塞内部导通孔，“L”型活塞内部导通孔的水平段开口端面与活塞本体的右端面相平齐，“L”型活塞内部导通孔的竖直段顶端依次穿过活塞本体及第一活塞密封条与外界连通，在活塞本体内部沿轴向设有多个活塞通孔。

7.如权利要求2所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述行程可控导气推杆包括步进电机壳体、步进电机、脉冲驱动器、原点传感器和第一导气伸缩推杆，所述步进电机、脉冲驱动器和原点传感器均设置在步进电机壳体内，步进电机与脉冲驱动器相连接，且步进电机上设有原点传感器；所述第一导气伸缩推杆包括第一移动杆、第一丝杠、第一转接头、第一固定杆、第一密封圈、第一导向杆，第一导向滑块、第一传感器触点、第一原点标记块、第一导气套管、多个第一套管固定架；

其中，所述第一丝杠与所述步进电机通过第一转接头相连，第一移动杆与第一丝杠通过螺纹方式连接，在第一移动杆外部设有第一导气套管，所述第一导气套管为空心圆柱体结构，第一移动杆通过多个第一套管固定架沿轴向固定在第一导气套管内，第一固定杆末端固定在步进电机壳体上，第一固定杆为空心的“T”型管状，在第一固定杆的第一水平管段内部沿轴向设置有第一导向杆，第一固定杆的第一竖直管段底端用于与测量管相连接，第一导向杆末端固定在步进电机壳体上，第一导向滑块可滑动地设置在第一导向杆外部，第一导向滑块与第一导气套管固定，在第一固定杆第一水平管段前端内周面与第一导气套管外周面之间设有第一密封圈，第一固定杆与第一导气套管密封连接且可相对滑动，在所述第一固定杆内部设置有第一传感器触点，通过线缆与原点传感器相连；第一导气套管的前端与活塞组件相连接，步进电机与井下控制柜通讯连接，井下控制柜控制步进电机动作，步进电机驱动第一导气伸缩推杆连带活塞组件在连接器壳体内前后移动；

在第一导气套管内设有第一原点标记块，第一原点标记块用于标记第一移动杆的初始位置。

8.如权利要求2所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述行程可控导气推杆包括驱动装置和第二导气伸缩推杆，所述第二导气伸缩推杆包括第二移动杆和连接杆、第二导气套管、第二固定杆、第二密封圈和多个第二套管固定架；

其中，驱动装置通过连接杆与第二移动杆相连接，在第二移动杆外部设有第二导气套管，所述第二导气套管为空心圆柱体结构，第二移动杆通过多个第二套管固定架沿轴向固定在第二导气套管内，在第二导气套管和连接杆的外部设有第二固定杆，第二固定杆为空心的“T”型管状，第二固定杆的第二竖直管段底端用于与测量管相连接，在第二固定杆的第二水平管段前端内周面与第二导气套管外周面之间设有第二密封圈，第二固定杆与第二导气套管密封连接且可相对滑动，第二移动杆的前端与活塞组件相连接，驱动装置与井下控制柜通讯连接，井下控制柜控制驱动装置动作，驱动装置驱动第二导气伸缩推杆连带活塞组件在连接器壳体内前后移动。

9.如权利要求2所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述行程可控导气推杆包括步进电机壳体、步进电机、脉冲驱动器、原点传感器和第三导气伸缩推杆，所述步进电机、脉冲驱动器和原点传感器均设置在步进电机壳体内，步进电机与脉冲驱动器相连接，且步进电机上设有原点传感器，所述第三导气伸缩推杆包括第三移动杆、第三固定杆、第三密封圈、第二丝杠、丝杠底座、第二转接头、第二导向杆、第二导向滑块及第二传感器触点；

其中，所述第三移动杆为中空圆柱体结构，在第三移动杆的内周面上设有内螺纹，所述第二丝杠的外周面上设有外螺纹，第二丝杠通过外螺纹与第三移动杆的内螺纹传动连接，第二丝杠的末端设有一体成型的丝杠底座，丝杠底座与所述步进电机通过第二转接头相连，第三固定杆为空心的“T”型管状，在第三固定杆水平管段内部沿轴向设置有第二导向杆，第三固定杆的竖直管段底端用于与测量管相连接，第二导向杆末端固定在步进电机壳体上，第二导向滑块可滑动地设置在第二导向杆外部，第二导向滑块与第三移动杆固定，在第三固定杆的第三水平管段前端内周面与第三移动杆外周面之间设有第三密封圈，第三固定杆与第三移动杆密封连接且可相对滑动，在所述第三固定杆外部设置有第二传感器触点，通过线缆与原点传感器相连，丝杠底座内设有垂直方向贯通的丝杠底座导气孔，丝杠底座导气孔的位置与第三固定杆的第三竖直管段相对应，所述第二丝杠的内部为中空结构，且丝杠底座导气孔与第二丝杠内部中空结构连通，第三移动杆的前端与活塞组件相连接，步进电机与井下控制柜通讯连接，井下控制柜控制步进电机动作，步进电机驱动第三导气伸缩推杆连带活塞组件在连接器壳内前后移动；

在第三移动杆前端设有第二原点标记块，第二原点标记块用于标记第三移动杆的初始位置。

10.一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法，采用如权利要求1或2所述的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统实现，当多个精细化采集装置分别通过测量管与抽采主管相连接，在每个测量管上均设有管道测量传感器时，具体包括以下步骤：

步骤一：将各抽采支管与各抽采支管连接段连接；

步骤二：设置各精细化采集装置初始状态：数据传输与控制系统控制行程可控导气推杆带动活塞组件移动至抽采主管连接段，活塞组件下端将抽采主管连接段封闭，上端置于导通段处，导通段与活塞组件上方具有空隙，各抽采支管与连接器壳体内部相通，在连接器壳体内部汇总的气体将活塞组件内部流经行程可控导气推杆、测量管与抽采主管导通，进而管道测量传感器测量各抽采支管总的气体参数；

步骤三：通过远端PC主机监控平台内置程序与界面设置，可选取循环、判断与自定义三种巡检模式：

当选择循环模式时，井下控制柜将控制各精细化采集装置行程可控导气推杆周期性带动活塞组件移动至各抽采支管连接段或抽采主管连接段处，实现各抽采支管气体参数或总气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录管道测量传感器测量的各抽采支管气体参数或总气体参数；

当选择判断模式时，远端PC主机监控平台将判断各精细化采集装置的各抽采支管总的气体参数，若某一精细化采集装置总的气体参数中某一参数值小于设定临界值时，自动开启巡检模式，即该精细化采集装置行程可控导气推杆带动活塞组件移动至该精细化采集装置各抽采支管连接段，实现各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录各抽采支管气体参数；

当选择自定义模式时，可通过井下控制柜控制伸缩推杆驱动装置带动活塞组件移动至准备读取的抽采支管连接段，自由设计各抽采支管气体参数的读取测量顺序；

步骤四：选择循环、判断或自定义三种巡检模式后，在巡检的过程中，若某一抽采支管气体的某一参数测量结果小于设定的临界值时，远端PC主机监控平台将发出报警并记录该抽采支管编号，便于分析与集中处理。

11.一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法，采用如权利要求1或2所述的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统实现，当多个精细化采集装置通过测量管相连接后，测量管与抽采主管相连接，在测量管上设有管道测量传感器，且在两两精细化采集装置之间相连的测量管上设置测量管截堵电子阀时，具体包括以下步骤：

步骤一：将各抽采支管与抽采支管连接段连接；

步骤二：设置精细化采集装置初始状态：数据传输与控制系统控制行程可控导气推杆与活塞组件移动至抽采主管连接段，活塞组件下端将抽采主管连接段封闭，上端置于导通段处，导通段与活塞组件上方具有空隙，各抽采支管与连接器壳体内部相通，在连接器壳体内部汇总的气体将活塞组件内部流经行程可控导气推杆、测量管与抽采主管导通，进而管道测量传感器测量各抽采支管总的气体参数；

步骤三：通过数据传输与控制系统内置程序与界面设置，可选取循环、判断与自定义三种巡检模式：

当选择循环模式时，数据传输与控制系统将依次控制各精细化采集装置的行程可控导气推杆周期性带动活塞组件移动至各抽采支管连接段或抽采主管连接段，当前测定的精细化采集装置的行程可控导气推杆带动活塞组件移动至导通段时，同时，控制该精细化采集装置对应的左侧测量管截堵电子阀关闭，控制其他各精细化采集装置对应的左侧测量管截堵电子阀开启，控制其他的精细化采集装置的行程可控导气推杆带动活塞组件移动至各个连接器壳体内两个相邻抽采支管连接段之间的位置，使精细化采集装置与测量管之间不导通；从而实现各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录当前测定精细化采集装置的各抽采支管气体参数或总的气体参数；

当选择判断模式时，数据传输与控制系统将依次测量各个精细化采集装置的总的气体参数，当测定的某一精细化采集装置总的气体的参数小于设定临界值时，自动开启该精细化采集装置的巡检模式，即行程可控导气推杆带动活塞组件移动至该精细化采集装置各抽采支管连接段，实现该精细化采集装置各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录各抽采支管气体参数；

当选择自定义模式时，可通过井下控制柜控制某一精细化采集装置的行程可控导气推杆带动活塞组件移动至准备读取的抽采支管连接段，同时，控制该精细化采集装置对应的左侧测量管截堵电子阀关闭，控制其他各精细化采集装置对应的左侧测量管截堵电子阀开启，控制其他的精细化采集装置的行程可控导气推杆带动活塞组件移动至各连接器壳体内两个相邻抽采支管连接段之间的位置，使其他精细化采集装置与测量管之间不导通；

步骤四：选择循环、判断或自定义三种巡检模式后，在巡检的过程中，若某一抽采支管气体的某一参数测量结果小于设定的临界值时，远端PC主机监控平台将发出报警并记录该抽采支管编号，便于分析与集中处理。

12.一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法，采用如权利要求1或3所述的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统实现，当多个精细化采集装置分别通过测量管与抽采主管相连接，在每个测量管上均设有管道测量传感器时，具体包括以下步骤：

步骤一：将各抽采支管与各抽采支管连接段连接；

步骤二：设置各精细化采集装置初始状态：数据传输与控制系统控制移动导气杆推送装置驱动移动导气杆与活塞组件移动至抽采主管连接段，活塞组下端将抽采主管连接段封闭，上端置于导通段处，导通段与活塞组件上方具有空隙，各抽采支管与连接器壳体内部相通，在连接器壳体内部汇总的气体将活塞组件内部流经移动导气杆、测量管与抽采主管导通，进而管道测量传感器测量各抽采支管总的气体参数；

步骤三：通过远端PC主机监控平台内置程序与界面设置，可选取循环、判断与自定义三种巡检模式：

当选择循环模式时，井下控制柜将控制各精细化采集装置行程可控导气推杆周期性带动活塞组件移动至各抽采支管连接段或抽采主管连接段处，实现各抽采支管气体参数或总气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录管道测量传感器测量的各抽采支管气体参数或总气体参数；

当选择判断模式时，远端PC主机监控平台将判断各精细化采集装置的各抽采支管总的气体参数，若某一精细化采集装置总的气体参数中某一参数值小于设定临界值时，自动开启巡检模式，即该精细化采集装置行程可控导气推杆带动活塞组件移动至该精细化采集装置各抽采支管连接段，实现各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录各抽采支管气体参数；

当选择自定义模式时，可通过井下控制柜控制移动导气杆推送装置带动活塞组件移动至准备读取的抽采支管连接段，自由设计各抽采支管气体参数的读取测量顺序；

步骤四：选择循环、判断或自定义三种巡检模式后，在巡检的过程中，若某一抽采支管气体的某一参数测量结果小于设定的临界值时，远端PC主机监控平台将发出报警并记录该抽采支管编号，便于分析与集中处理。

13.一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法，采用如权利要求1或3所述的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统实现，当多个精细化采集装置通过测量管相连接后，测量管与抽采主管相连接，在测量管上设有管道测量传感器，且在两两精细化采集装置之间相连的测量管上设置测量管截堵电子阀，具体包括以下步骤：

步骤一：将各抽采支管与抽采支管连接段连接；

步骤二：设置精细化采集装置初始状态：数据传输与控制系统控制移动导气杆推送装置驱动移动导气杆与活塞组件移动至抽采主管连接段，活塞组件下端将抽采主管连接段封闭，上端置于导通段处，导通段与活塞组件上方具有空隙，各抽采支管与连接器壳体内部相通，在连接器壳体内部汇总的气体将活塞组件内部流经移动导气杆、测量管与抽采主管导通，进而管道测量传感器测量各抽采支管总的气体参数；

步骤三：通过数据传输与控制系统内置程序与界面设置，可选取循环、判断与自定义三种巡检模式：

当选择循环模式时，数据传输与控制系统将依次控制各精细化采集装置的移动导气杆推送装置周期性带动活塞组件移动至各抽采支管连接段或抽采主管连接段，当前测定的精细化采集装置的移动导气杆推送装置带动活塞组件移动至导通段时，同时，控制该精细化采集装置对应的左侧测量管截堵电子阀关闭，控制其他各精细化采集装置对应的左侧测量管截堵电子阀开启，控制其他的精细化采集装置的移动导气杆推送装置带动活塞组件移动至各个连接器壳体内两个相邻抽采支管连接段之间的位置，使其他精细化采集装置与测量管之间不导通；从而实现各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录当前测定精细化采集装置的各抽采支管气体参数或总的气体参数；

当选择判断模式时，数据传输与控制系统将依次测量各个精细化采集装置的总的气体参数，当测定的某一精细化采集装置总的气体的参数中某一参数值小于设定临界值时，自动开启该精细化采集装置的巡检模式，即移动导气杆推送装置带动活塞组件移动至该精细化采集装置各抽采支管连接段，实现该精细化采集装置各抽采支管气体参数测量，并通过远端PC主机监控平台实时记录各抽采支管气体参数；

当选择自定义模式时，可通过井下控制柜控制某一精细化采集装置的移动导气杆推送装置带动活塞组件移动至准备读取的抽采支管连接段，同时控制其他的精细化采集装置的移动导气杆推送装置带动活塞组件移动至各连接器壳体内两个相邻抽采支管连接段之间的位置，使其他精细化采集装置与测量管之间不导通；

步骤四：选择循环、判断或自定义三种巡检模式后，在巡检的过程中，若某一抽采支管气体的某一参数测量结果小于设定的临界值时，远端PC主机监控平台将发出报警并记录该抽采支管编号，便于分析与集中处理。

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