CN202031579U - 气体钻井现场检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种气体钻井现场检测系统，涉及气体钻井现场设备无线监测技术领域，该系统包括：数据采集处理器、无线发射器和无线接收器及上位机，数据采集处理器和无线发射器安装在现场设备上，无线接收器和上位机安装在监控室内，所述数据采集处理器将采集的现场设备运行参数数据进行处理后，通过串口数据线传送给无线发射器，并由无线发射器通过ZIGBEE无线通讯网络发送给无线接收器，无线接收器将接收到的数据调制解调后通过串口数据线上传上位机，从而实现对现场设备运行状态的实时无线监测，本实用新型的系统具有传输稳定可靠、抗干扰能力强、功耗低、安装便捷、易于扩展等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体钻井现场设备无线监测技术领域，特别涉及一种利用无线网络的气体钻井现场设备运行参数无线监测系统。
背景技术
目前，气体钻井技术在国内广泛开展应用，在气体钻井作业现场，设备较多且为移动式设备。为保障设备的正常运行和气体钻井的正常进行，需要对现场设备的压力、温度、液位、转速等运行参数进行实时监测，以便对设备可靠性随时做出判断，及早发现潜伏故障，因此对设备运行状态实施有效的实时监测显得非常重要。传统方法是依靠现场操作人员就地对设备进行观察监测，但人工监测可能出现失误，同时由于设备复杂程度越来越高，人工监测判断故障的方法也远不能适应当今的技术进步，且操作人员长时间处于设备周围的高温、高压、高噪音环境，有较高人身安全风险。
有线监测虽然优于人工，但监测模块的购置、安装费用较高，现场通信线缆布置困难，对于移动式现场设备非常不便。因此需要一种气体钻井现场设备无线监测系统，可以在无人值守情况下，实现对现场设备的实时监测。
公开号为CN101725327A，公开日为2010年6月9日的中国专利文献公开了一种针对钻井溢流与井漏的智能监控方法，属于钻井监控技术。在已有硬件设备的基础上，综合利用现场的多个传感器信息，模仿专家的经验提出合理的溢流与井漏等事故判断和报警控制的规则，并通过计算机实现自动监测与报警控制。利用本方法，可以充分发挥计算机能够处理多种信息的能力，实现无人监管情况下的自动监控工作，使事故报警更及时、准确，误报警的可能性更低，很好的解决了油田钻井生产中的难题。
但上述系统比较复杂，成本较高，并且同样不能实现对移动式现场设备的实时监测。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种可以对气体钻井现场设备运行参数进行实时监测的无线监测系统，本实用新型结构简单，成本低廉，并且能实现对移动式现场设备的实时无线监测。
本实用新型是通过采用下述技术方案实现的；
一种气体钻井现场检测系统，其特征在于：包括数据采集处理器、无线发射器、无线接收器和上位机，其中数据采集处理器和无线发射器安装在现场设备上，无线接收器和上位机安装在监控室内，所述数据采集处理器通过串口数据线与无线发射器连接，无线发射器通过ZIGBEE无线网络与无线接收器数据通信，无线接收器将接收到的数据调制解调后通过串口数据线与上位机连接。
所述的数据采集处理器为现有设备，包括有主处理器（CPU）单元、电源转换单元和通讯接口（CAN总线、RS485、RS232、USB）单元，所述的数据采集处理器是采用抗振设计且具有增安型防爆结构，符合API一级2类区域防爆要求。
所述的无线发射器为现有设备，包括处理器模块、天线模块、电源模块、功率放大模块、LED指示灯、时钟模块和串口模块。
所述的无线接收器为现有设备，包括电源模块、电压转换模块、按键模块、串口模块、LED指示灯、时钟模块、处理器模块和天线模块。
所述的ZIGBEE无线网络是现有技术，基于IEEE802.15.4的无线通信协议上自定义各层帧格式，采用网状网络结构，无需ZIGBEE中继器，传输范围10~150 m。
所述的上位机是工业控制计算机，安装有监控软件，配有人机界面和声光报警器。
所述现场设备是指空压机或增压机。
与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果如下：
1、本实用新型的气体钻井现场设备无线监测系统，提高了气体钻井现场设备监测的自动化水平，减少了现场操作人员的安全风险和劳动强度，实现了对现场设备压力、温度、液位、转速等运行参数的实时监测、联锁报警、数据分析、历时曲线等功能。本实用新型的系统具有传输稳定可靠、抗干扰能力强、功耗低、安装便捷、易于扩展等特点。
2、与现有技术相比，本实用新型仅具有数据采集处理器、无线发射器、无线接收器和上位机四种设备，因而形成的系统结构简单，成本低廉，数据采集处理器和无线发射器安装在现场设备上，而无线发射器和无线接收器只通过ZIGBEE无线网络通信，实现了对移动式现场设备的实时无线监测。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：
图1是本实用新型气体钻井现场设备无线监测系统的原理框图
图2是本实用新型气体钻井现场设备无线监测系统实施例的示意框图
图中标记：
1、数据采集处理器，2、无线发射器，3、无线接收器，4、上位机。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的气体钻井现场设备无线监测系统包括：数据采集处理器、无线发射器和无线接收器及上位机，数据采集处理器将采集的现场设备运行参数数据进行处理后，通过串口数据线传送给无线发射器，并由无线发射器通过ZIGBEE无线网络发送给无线接收器，无线接收器将接收到的数据调制解调后通过串口数据线上传上位机，从而实现对现场设备运行状态的实时无线监测。
如图2所示，本实用新型的气体钻井现场设备无线监测系统在上述实施基础上的一个实施例，将具有抗振防爆结构的数据采集处理器和无线发射器安装在现场设备（空压机、增压机）的控制器上，同时将无线接收器和上位机安装在现场监控室内，所述数据采集处理器通过现场总线（CAN、LONWORKS、PROFIBUS）从现场设备控制器上采集的温度、压力、液位、转速等运行参数数据进行处理后，通过RS232串口数据线传送给无线发射器，并由无线发射器通过ZIGBEE无线网络利用免许可2.4GHz ISM频段将数据发送给无线接收器，无线接收器将接收到的数据通过其内部的处理器模块调制解调后由RS232串口数据线上传上位机。
工作人员可通过上位机的人机界面同时对多台现场设备的各个运行参数实时监视，并可进行数据分析，查看历史曲线；当现场设备出现异常或故障，运行参数超过预先设定的报警值时，上位机就会发出声光报警信号及时提醒操作人员采取相应措施。
上述参照实施例对本实用新型气体钻井现场设备监测系统进行详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此凡是利用本实用新型说明书及附图作的等效结构或等效流程变换，或直接运用在其他相关技术领域，均属本实用新型专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种气体钻井现场检测系统，其特征在于：包括数据采集处理器、无线发射器、无线接收器和上位机，其中数据采集处理器和无线发射器安装在现场设备上，无线接收器和上位机安装在监控室内，所述数据采集处理器通过串口数据线与无线发射器连接，无线发射器通过ZIGBEE无线网络与无线接收器数据通信，无线接收器将接收到的数据调制解调后通过串口数据线与上位机连接。
2.根据权利要求1所述的气体钻井现场检测系统，其特征在于：所述的数据采集处理器符合API一级2类区域防爆要求。
3.根据权利要求1所述的气体钻井现场检测系统，其特征在于：所述现场设备是指空压机或增压机。
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| CN2011200488394U CN202031579U (zh) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | 气体钻井现场检测系统 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103531004A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-01-22 | 航天科工惯性技术有限公司 | 用于司显和地面主机之间的通信方法和司显 |
| CN103531005A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-01-22 | 航天科工惯性技术有限公司 | 用于司显和地面主机之间的通信方法和地面主机 |
| CN106444563A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-02-22 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 适用于气体钻井的安全保障系统 |
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2011
- 2011-02-28 CN CN2011200488394U patent/CN202031579U/zh not_active Expired - Lifetime
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