CN1991128B - 一种井深监测方法及其监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井深监测方法及其监测装置，其具体方法为：(1)将数据采集器用三角架固定于井口，主机摆放在井口面，接通主机、数据采集器电源；(2)设置参数：如队号、井号、工区名称、时间等；(3)放下测井绳；(4)开始测量井深和经度、纬度、高程、时间，并同时现场拍照、打印数据并存储、插入U盘存储测量数据；(5)通过无线电台、商用移动通讯网、互联网、卫星向中心站传送数据，由于在测量井深的同时，对井的经度、纬度、高程等参数，进行了测量和记录，保证了井深测量时的监控，完全达到了本发明能自动测量并记录井深、井的地理位置并同时进行监控实现了真实量化钻井参数的目的。

Description

一种井深监测方法及其监测装置

技术领域：

本发明涉及一种深度监测方法及其监测装置，尤其涉及一种井深监测方法及其监测装置。

背景技术：

众所周知，人们在寻找地下水源、地质勘探时，都需要钻一定深度的井，但是钻井工作场所分布面广、流动性大，使主管部门难于对野外施工进行有效的质量监控。由于在不同的工区，地理环境通常会发生很大变化，地形极其复杂，施工中常常会遇到高山、河流、湖泊、森林、高大建筑物等的阻挡，给施工带来了许多困难。个别施工人员为了追求进度，不顾施工质量、违犯操作规程，在施工中弄虚作假，事后提供虚假资料的事时有发生，不仅使施工质量得不到保障，还会带来安全隐患，造成重大伤亡事故。无法为野外高质量施工提供可靠保证。

发明内容：

本发明的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种能自动测量、记录井深、井的地理位置外部环境并同时进行监控的井深监测方法及其监测装置。其具体方法为：

(1)将数据采集器用三角架固定于井口，主机摆放在井口面。接通主机、数据采集器电源。

(2)设置参数：如队号、井号、工区名称、时间等；

(3)放下测井绳；

(4)开始测量井深和经度、纬度、高程、时间，并同时现场拍照、打印数据并存储、插入U盘存储测量数据；

(5)通过无线电台、商用移动通讯网、互联网、卫星向中心站传送数据。

一种井深监测装置，包括由电源、键盘显示模块、CPU、RAM、打印机、卫星信号收发器模块、卫星信号收发器天线、传输模块、USB模块组成的主机，由键盘显示模块、通信模块、CPU、井深测量模块、井口摄像头模块、摄像头组成的数据采集器、测井绳，7290键盘显示模块的供电电源为12V，7290键盘显示模块通过RS232与CPU1相连，CPU1通过数据线和联络线与CPU2相连，CPU2连接CPU3，并通过数据线经RAM，再经一数据线与CPU3相连，CPU3通过RS2 32连接卫星信号收发器模块，USB模块通过数据线与CPU3相连，卫星信号收发器天线与卫星信号收发器模块相连；RS485通信模块与主机上的CPU1相连，并通过串口与CPU相连，7290键盘显示模块通过RS232与CPU相连，CPU通过并口与井深测量模块相连，井口摄像头模块通过RS232与CPU相连，井口摄像头模块与摄像头相连；测井绳通过导线连接数据采集器的井深测量模块。

为了现场向中心站传送数据可增设一由商用移动通讯网络通信模块、电源显示模块、CPU、RAM、USB模块组成的通讯机。通讯机以9V电源连接商用移动通讯网络通信模块，商用移动通讯网络通信模块通过串口连接一CPU，7290显示模块通过RS232与CPU相连，RAM和USB读写模块通过数据线与CPU相连。

所说的测井绳包括绝缘绳体、锥形重锤、绝缘绳体中等距间隔设有重力开关，重力开关之间串接一电阻，导线经锥形重锤后与重力开关相连，锥形重锤以连接头与绝缘绳体相连。

所说的重力开关由外壳、金属杆组成，外壳为一带凹孔的柱体，凹孔底部呈球状，凹孔开口端紧固一绝缘套，金属杆固定于绝缘套的孔内，凹孔内设有一导电球体。

所说的导电球体为金属球或水银珠或导电橡胶球。

所说的间隔尺寸为0.02-2m。

所说的数据采集器为N个，根据用户的需求而定。

使用本发明监测方式及其监测设备测试井深时，先将数据采集器、以三角架固定于需测的井口，主机摆放于现场，并根据实际需测的井数确定数据采集器的数量，接通电源，设置好队号、井号、工区名称、时间等参数，将测井绳的导线与数据采集器连接后放测井绳入井内，即可在进行井深测量的同时对井口现场进行摄影拍照，并通过卫星信号收发器卫星定位系统将需测的井的经、纬度、海拔高度测量并记录下来，打印输出，还可通过无线电台、商用移动通讯网络、互联网等将数据传给中心站。

从本发明的技术方案可以看出，由于测井绳内安装有重力开关，测量时，测井绳是通过收线盘放在地面，测井绳在井口处发生转折、测井绳井下部分由于处于垂直状态，所有的重力开关未接通，而平放在井口上的测井绳部分则由于重力开关内的导电球发生滚动的作用产生短路，这时从井口到井底所有的重力开关均处于断开状态，于是从井口到井底所串电阻数为已知的。井口内测井绳内电阻的阻值经导线加到数据采集器输出输入端，由于每个电阻间的距离为N厘米，设井口到井底的电阻数为n个，则可计算出井深。由于在测量井深的同时，对井的经度、纬度、高程等参数，进行了测量和记录，并对U盘设置了加密，使其无法对U盘内的数据进行修改，对现场进行了拍照，保证了井深测量时的监控，使测量时施工人员无法对测量过程及测量数据进行干预，事后也无法更改井深数据及井的实际地理位置，完全达到了本发明能自动测量并记录井深、井的地理位置并同时进行监控实现了真实量化钻井参数的目的。

附图说明：

图1是本发明井深监测装置主机的结构框图；

图2是本发明井深监测装置数据采集器的结构框图；

图3是本发明井深监测装置通讯机的结构框图；

图4是本发明井深监测装置测井绳的结构示意图。、

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步描述：

实施例1：一种井深监测装置，包括由电源、键盘显示模块、CPU、RAM、打印机、卫星信号收发器模块、卫星信号收发器天线、USB模块组成的主机，由键盘显示模块、通信模块、CPU、井深测量模块、井口摄像头模块、摄像头组成的数据采集器、测井绳，7290键盘显示模块的供电电源为12V，7290键盘显示模块通过RS232与CPU1相连，CPU1通过数据线和联络线与CPU2相连，CPU2连接CPU3，并通过数据线经RAM，再经一数据线与CPU3相连，CPU3通过RS232连接卫星信号收发器模块，USB模块通过数据线与CPU3相连，卫星信号收发器天线与卫星信号收发器模块相连；RS485通信模块与主机上的CPU1相连，并通过串口与CPU相连，7290键盘显示模块通过RS232与CPU相连，CPU通过并口与井深测量模块相连，井口摄像头模块通过RS232与CPU相连，井口摄像头模块与摄像头相连；测井绳通过导线连接数据采集器的井深测量模块。为了现场向中心站传送数据可增设一由商用移动通讯网络通信模块、电源显示模块、CPU、RAM、USB模块组成的通讯机。通讯机以9V电源连接商用移动通讯网络通信模块，商用移动通讯网络通信模块通过串口连接一CPU，7290显示模块通过RS232与CPU相连，RAM和USB读写模块通过数据线与CPU相连。测井绳包括绝缘绳体3、锥形重锤1、绝缘绳体3中等距间隔设有重力开关，重力开关之间串接一电阻4，导线9经锥形重锤1后与重力开关相连，锥形重锤1以连接头2与绝缘绳体3相连。重力开关由外壳5、金属杆8组成，外壳5为一带凹孔的柱体，凹孔底部呈球状，凹孔开口端紧固一绝缘套7，金属杆8固定于绝缘套7的孔内，凹孔内设有一导电球体6。本实施例商用移动通讯网络通讯模块选用CDMA通讯模块，导电球体选用金属球，重力开关之间间隔为0.02m，数据采集器选用1台。

测量井深时的具体方法如下：

(1)将数据采集器用三角架固定于井口，主机摆放在井口面。接通主机、数据采集器电源。

(2)设置参数：如队号、井号、工区名称、时间等；

(3)放下测井绳；

(4)开始测量井深和经度、纬度、高程、时间，并同时现场拍照、打印数据并存储、插入U盘存储测量数据；

(5)通过无线电台、商用移动通讯网、互联网向中心站传送数据。

实施例2：一种井深监测装置，包括由电源、键盘显示模块、CPU、RAM、打印机、卫星信号收发器模块、卫星信号收发器天线、USB模块组成的主机，由键盘显示模块、通信模块、CPU、井深测量模块、井口摄像头模块、摄像头组成的数据采集器、测井绳，7290键盘显示模块的供电电源为12V，7290键盘显示模块通过RS232与CPU1相连，CPU1通过数据线和联络线与CPU2相连，CPU2连接CPU3，并通过数据线经RAM，再经一数据线与CPU3相连，CPU3通过RS232连接卫星信号收发器模块，USB模块通过数据线与CPU3相连，卫星信号收发器天线与卫星信号收发器模块相连；RS485通信模块与主机上的CPU1相连，并通过串口与CPU相连，7290键盘显示模块通过RS232与CPU相连，CPU通过并口与井深测量模块相连，井口摄像头模块通过RS232与CPU相连，井口摄像头模块与摄像头相连；测井绳通过导线连接数据采集器的井深测量模块。为了现场向中心站传送数据可增设一由商用移动通讯网络通信模块、电源显示模块、CPU、RAM、USB模块组成的通讯机。通讯机以9V电源连接商用移动通讯网络通信模块，商用移动通讯网络通信模块通过串口连接一CPU，7290显示模块通过RS232与CPU相连，RAM和USB读写模块通过数据线与CPU相连。测井绳包括绝缘绳体3、锥形重锤1、绝缘绳体3中等距间隔设有重力开关，重力开关之间串接一电阻4，导线9经锥形重锤1后与重力开关相连，锥形重锤1以连接头2与绝缘绳体3相连。重力开关由外壳5、金属杆8组成，外壳5为一带凹孔的柱体，凹孔底部呈球状，凹孔开口端紧固一绝缘套7，金属杆8固定于绝缘套7的孔内，凹孔内设有一导电球体6。本实施例商用移动通讯网络通讯模块选用GMS通讯模块，导电球体选用水银珠，重力开关之间间隔为0.5m，数据采集器选用3台。

具体测量方法同实施例1。

实施例3：一种井深监测装置，包括由电源、键盘显示模块、CPU、RAM、打印机、卫星信号收发器模块、卫星信号收发器天线、USB模块组成的主机，由键盘显示模块、通信模块、CPU、井深测量模块、井口摄像头模块、摄像头组成的数据采集器、测井绳，7290键盘显示模块的供电电源为12V，7290键盘显示模块通过RS232与CPU1相连，CPU1通过数据线和联络线与CPU2相连，CPU2连接CPU3，并通过数据线经RAM，再经一数据线与CPU3相连，CPU3通过RS232连接卫星信号收发器模块，USB模块通过数据线与CPU3相连，卫星信号收发器天线与卫星信号收发器模块相连；RS485通信模块与主机上的CPU1相连，并通过串口与CPU相连，7290键盘显示模块通过RS232与CPU相连，CPU通过并口与井深测量模块相连，井口摄像头模块通过RS232与CPU相连，井口摄像头模块与摄像头相连；测井绳通过导线连接数据采集器的井深测量模块。为了现场向中心站传送数据可增设一由商用移动通讯网络通信模块、电源显示模块、CPU、RAM、USB模块组成的通讯机。通讯机以9V电源连接商用移动通讯网络通信模块，商用移动通讯网络通信模块通过串口连接一CPU，7290显示模块通过RS232与CPU相连，RAM和USB读写模块通过数据线与CPU相连。测井绳包括绝缘绳体3、锥形重锤1、绝缘绳体3中等距间隔设有重力开关，重力开关之间串接一电阻4，导线9经锥形重锤1后与重力开关相连，锥形重锤1以连接头2与绝缘绳体3相连。重力开关由外壳5、金属杆8组成，外壳5为一带凹孔的柱体，凹孔底部呈球状，凹孔开口端紧固一绝缘套7，金属杆8固定于绝缘套7的孔内，凹孔内设有一导电球体6。本实施例商用移动通讯网络通讯模块选用3G通讯模块，导电球体选用导电橡胶球，重力开关之间间隔为2m，数据采集器选用8台。

具体测量方法同实施例1。

Claims (7)

1.一种井深监测装置，包括由电源、7290键盘显示模块A1、CPU1、CPU2、CPU3、RAM、打印机、卫星信号收发器模块、卫星信号收发器天线、传输模块、USB模块组成的主机，由7290键盘显示模块A2、RS485通信模块、CPU4、井深测量模块、井口摄像头模块、摄像头组成的数据采集器、测井绳，其特征在于：7290键盘显示模块A1的供电电源为12V，7290键盘显示模块A1通过RS232与CPU1相连，CPU1通过数据线和联络线与CPU2相连，CPU2连接CPU3，并通过数据线经RAM，再经一数据线与CPU3相连，CPU3通过RS232连接卫星信号收发器模块，USB模块通过数据线与CPU3相连，卫星信号收发器天线与卫星信号收发器模块相连；RS485通信模块与主机上的CPU1相连，并通过串口与CPU4相连，7290键盘显示模块A2通过RS232与CPU4相连，CPU4通过并口与井深测量模块相连，井口摄像头模块通过RS232与CPU4相连，井口摄像头模块与摄像头相连；测井绳通过导线连接数据采集器的井深测量模块。

2.根据权利要求1所述的一种井深监测装置，所说的测井绳由绝缘绳体(3)、锥形重锤(1)组成，其特征在于：绝缘绳体(3)中等距间隔设有重力开关，重力开关之间串接一电阻(4)，导线(9)经锥形重锤(1)后与重力开关相连，锥形重锤(1)以连接头(2)与绝缘绳体(3)相连。

3.根据权利要求2所述的一种井深监测装置，所说的重力开关由外壳(5)、金属杆(8)组成，其特征在于：外壳(5)为一带凹孔的柱体，凹孔底部呈球状，凹孔开口端紧固一绝缘套(7)，金属杆(8)固定于绝缘套(7)的孔内，凹孔内设有一导电球体(6)。

4.根据权利要求3所述的一种井深监测装置，其特征在于：所说的导电球体为金属球或水银珠或导电橡胶球。

5.根据权利要求3所述的一种井深监测装置，其特征在于：重力开关之间的间隔尺寸为0.02-2m。

6.根据权利要求1所述的一种井深监测装置，其特征在于：数据采集器为N个。

7.一种利用权利要求1所述的井深监测装置进行井深监测的方法，其具体方法为：

(1)将数据采集器用三角架固定于井口，主机摆放在井口面，接通主机、数据采集器电源；

(2)设置参数：队号、井号、工区名称、时间；

(3)放下测井绳；

(4)开始测量井深和经度、纬度、高程、时间，并同时现场拍照、打印数据并存储、插入U盘存储测量数据；

(5)通过无线电台、商用移动通讯网、互联网、卫星向中心站传送数据。

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