CN202771245U - 天然气井口数据采集及远程传输系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种天然气井口数据采集及远程传输系统，包括信号采集单元、远程终端控制单元和数据远程传输单元，信号采集单元包括流量计、管线压力变送器、油压压力变送器和套压压力变送器；远程终端控制单元包括处理器模块以及与处理器模块相接的数据存储模块、RS-232总线通信模块、RS-485总线通信模块、模拟量输入接口电路模块、数字量输入接口电路模块、时钟模块和数字量输出接口电路模块；流量计、油压压力变送器和套压压力变送器均与RS-485总线通信模块相接，管线压力变送器与模拟量输入接口电路模块相接，数据远程传输单元与RS-232总线通信模块相接。本实用新型操作便捷，功耗低，运行安全可靠，便于推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及天然气开采技术领域，尤其是涉及一种天然气井口数据采集及远程传输系统。
背景技术
目前我国的天然气资源不是非常丰富，且地区分布储量非常不均匀，近年来随着全球经济的快速发展，以及地球环境保护意识的增强，作为最清洁能源天然气的需求量日益增加，天然气的开采工作愈加紧迫，在我国一些低渗透地区，天然气的开采工作也是如火如荼进行。在这些地区如果进行天然气开采则需要高密度的天然气井的数量来获取较高的天然气产量，所以在一个县级行政区上要分布几万口天然气井，由于井口数量非常多，且可能分布在沙漠戈壁，巡检非常不方便，必须对气田进行数字网络化管理，因此，必须要有配套的天然气井口数据采集及远程传输系统。现有技术中的天然气井口数据采集系统，远程终端控制单元RTU（Remote Terminal Unit）是通过模拟量输入通道采集井口油压、套压以及天然气外输管线中天然气流量数据的，由于受到模拟量输入通道的限制，对于四丛井组以上设备无法完成数据采集，而且，现有技术中的天然气井口数据采集系统还存在在功耗大、安全性能差、出现故障后维修成本高等缺陷和不足。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种天然气井口数据采集及远程传输系统，其结构简单，设计合理，实现方便，智能化程度高，使用操作便捷，功耗低，运行安全可靠性高，实现成本低，使用效果好，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：包括信号采集单元、远程终端控制单元和数据远程传输单元，所述信号采集单元包括连接在天然气外输管线上且用于对天然气外输管线中天然气流量进行检测的流量计、连接在天然气外输管线上且用于对天然气外输管线中气压进行检测的管线压力变送器、连接在井口油管上且用于对井口油压进行检测的油压压力变送器和连接在井口套管上且用于对井口套压进行检测的套压压力变送器；所述远程终端控制单元包括处理器模块以及与处理器模块相接的数据存储模块、RS-232总线通信模块和RS-485总线通信模块，所述处理器模块的输入端接有模拟量输入接口电路模块、数字量输入接口电路模块和用于为远程终端控制单元提供实时时钟信号的时钟模块，所述处理器模块的输出端接有数字量输出接口电路模块；所述流量计、油压压力变送器和套压压力变送器均通过RS-485总线与RS-485总线通信模块相接，所述管线压力变送器与模拟量输入接口电路模块相接，所述数据远程传输单元与所述RS-232总线通信模块相接。
上述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述信号采集单元包括均安装在天然气井口处且用于对接近天然气井口的入侵者进行探测的红外探测器和用于对接近天然气井口的入侵者进行拍照的摄像头，所述红外探测器与所述数字量输入接口电路模块相接，所述摄像头通过RS-485总线与所述RS-485总线通信模块相接。
上述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述数字量输出接口电路模块的输出端接有用于在入侵者出现时发出报警信号的报警器。
上述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：包括安装在天然气外输管线上的天然气输送控制阀门，所述天然气输送控制阀门与所述数字量输出接口电路模块相接或通过RS-485总线与所述RS-485总线通信模块相接。
上述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述天然气输送控制阀门为电磁阀，所述电磁阀与所述数字量输出接口电路模块相接。
上述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述天然气输送控制阀门为气动阀，所述气动阀通过RS-485总线与所述RS-485总线通信模块相接。
上述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述处理器模块为单片机MSP430F149。
上述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述数据存储模块为铁电存储器。
上述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述数据远程传输单元为无线数传电台。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型结构简单，设计合理，实现方便。
2、本实用新型的智能化程度高，使用操作便捷，只需简单远程操作就能够实现天然气井口数据自动采集及远程传输。
3、本实用新型处理器模块为单片机MSP430F149，数据处理速度快且整体功耗大大降低，最小空载功耗可降低至4MA之下（目前普通为200MA）。
4、本实用新型的运行安全可靠性高，不易出现故障，无需经常维护维修，而且，通过设置红外探测器、摄像头和报警器，还实现了红外联动报警拍照功能，有效地保证了井场的安全。
5、本实用新型的实现成本低，使用效果好，便于推广使用。
综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便，智能化程度高，使用操作便捷，功耗低，运行安全可靠性高，实现成本低，使用效果好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的结构示意图。
图2为本实用新型实施例2的结构示意图。
附图标记说明:
1—远程终端控制单元；1-1—处理器模块； 1-2—数据存储模块；
1-3—RS-232总线通信模块； 1-4—RS-485总线通信模块；
1-5—模拟量输入接口电路模块； 1-6—数字量输入接口电路模块；
1-7—时钟模块； 1-8—数字量输出接口电路模块；
2—数据远程传输单元；3—流量计； 4—管线压力变送器；
5—油压压力变送器； 6—套压压力变送器； 7—红外探测器；
8—摄像头； 9—报警器； 10—电磁阀；
11—气动阀。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实用新型包括信号采集单元、远程终端控制单元1和数据远程传输单元2，所述信号采集单元包括连接在天然气外输管线上且用于对天然气外输管线中天然气流量进行检测的流量计3、连接在天然气外输管线上且用于对天然气外输管线中气压进行检测的管线压力变送器4、连接在井口油管上且用于对井口油压进行检测的油压压力变送器5和连接在井口套管上且用于对井口套压进行检测的套压压力变送器6；所述远程终端控制单元1包括处理器模块1-1以及与处理器模块1-1相接的数据存储模块1-2、RS-232总线通信模块1-3和RS-485总线通信模块1-4，所述处理器模块1-1的输入端接有模拟量输入接口电路模块1-5、数字量输入接口电路模块1-6和用于为远程终端控制单元1提供实时时钟信号的时钟模块1-7，所述处理器模块1-1的输出端接有数字量输出接口电路模块1-8；所述流量计3、油压压力变送器5和套压压力变送器6均通过RS-485总线与RS-485总线通信模块1-4相接，所述管线压力变送器4与模拟量输入接口电路模块1-5相接，所述数据远程传输单元2与所述RS-232总线通信模块1-3相接。
本实施例中，本实用新型还包括安装在天然气外输管线上的天然气输送控制阀门，所述天然气输送控制阀门与所述数字量输出接口电路模块1-8相接或通过RS-485总线与所述RS-485总线通信模块1-4相接。具体地，所述天然气输送控制阀门为电磁阀10，所述电磁阀10与所述数字量输出接口电路模块1-8相接。所述处理器模块1-1为单片机MSP430F149。所述数据存储模块1-2为铁电存储器。所述数据远程传输单元2为无线数传电台。
本实施例中，本实用新型的工作原理及工作过程是：流量计3对天然气外输管线中的天然气流量进行实时检测并将所检测到的信号通过RS-485总线传输给RS-485总线通信模块1-4，油压压力变送器5对井口油压进行实时检测并将所检测到的信号通过RS-485总线传输给RS-485总线通信模块1-4，套压压力变送器6对井口套压进行实时检测并将所检测到的信号通过RS-485总线传输给RS-485总线通信模块1-4，管线压力变送器4对天然气外输管线中的气压进行实时检测并将所检测到的信号输出给模拟量输入接口电路模块1-5，处理器模块1-1通过RS-485总线通信模块1-4接收流量计3、油压压力变送器5和套压压力变送器6所检测到的信号，并通过模拟量输入接口电路模块1-5接收管线压力变送器4所检测到的信号，对其接收到的信号进行分析处理后通过RS-232总线通信模块1-3和数据远程传输单元2远程传输到上位机上，供工作人员观察并做进一步的分析处理判断，同时，处理器模块1-1将管线压力变送器4实时所检测到的气压值与预先通过上位机设置的气压阈值进行比较，当实时所检测到的气压值超过气压上限值时，处理器模块1-1通过数字量输出接口电路模块1-8输出相应的控制信号给电磁阀10，控制电磁阀10关闭，停止天然气输送，防止发生意外事故；当需要再次进行天然气输送时，工作人员通过上位机发送控制指令，控制指令通过数据远程传输单元2和RS-232总线通信模块1-3传输给处理器模块1-1，处理器模块1-1通过数字量输出接口电路模块1-8输出相应的控制信号给电磁阀10，控制电磁阀10开启，开始天然气输送。
以上工作过程中，时钟模块1-7用于为远程终端控制单元1提供实时时钟信号，数据存储模块1-2用于数据存储。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1不同的是：所述信号采集单元还包括均安装在天然气井口处且用于对接近天然气井口的入侵者进行探测的红外探测器7和用于对接近天然气井口的入侵者进行拍照的摄像头8，所述红外探测器7与所述数字量输入接口电路模块1-6相接，所述摄像头8通过RS-485总线与所述RS-485总线通信模块1-4相接。所述数字量输出接口电路模块1-8的输出端接有用于在入侵者出现时发出报警信号的报警器9。所述天然气输送控制阀门为气动阀11，所述气动阀11通过RS-485总线与所述RS-485总线通信模块1-4相接。其余结构均与实施例1相同。
本实施例中，本实用新型的工作原理及工作过程与实施例1不同的是：当管线压力变送器4实时所检测到的气压值超过气压上限值时，处理器模块1-1通过RS-485总线通信模块1-4和RS-485总线输出相应的控制信号给气动阀11，控制电磁阀11关闭，停止天然气输送，防止发生意外事故；当需要再次进行天然气输送时，处理器模块1-1通过RS-485总线通信模块1-4和RS-485总线输出相应的控制信号给气动阀11，控制气动阀11开启，开始天然气输送。另外，红外探测器7对接近天然气井口的入侵者进行实施探测并将所探测的信号通过数字量输入接口电路模块1-6输出给处理器模块1-1，处理器模块1-1接收红外探测器7探测到的信号并进行分析处理，当探测到有入侵者时，处理器模块1-1通过RS-485总线通信模块1-4和RS-485总线启动摄像头8对接近天然气井口的入侵者进行拍照，摄像头8将其拍摄到的图像通过RS-485总线和RS-485总线通信模块1-4传输给处理器模块1-1，处理器模块1-1将其接收到的图像存储在数据存储模块1-2中，等待上位机读取，同时，处理器模块1-1通过数字量输出接口电路模块1-8输出相应的控制信号给报警器9，报警器9发出报警信号，提醒工作人员有入侵者出现了。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：包括信号采集单元、远程终端控制单元（1）和数据远程传输单元（2），所述信号采集单元包括连接在天然气外输管线上且用于对天然气外输管线中天然气流量进行检测的流量计（3）、连接在天然气外输管线上且用于对天然气外输管线中气压进行检测的管线压力变送器（4）、连接在井口油管上且用于对井口油压进行检测的油压压力变送器（5）和连接在井口套管上且用于对井口套压进行检测的套压压力变送器（6）；所述远程终端控制单元（1）包括处理器模块（1-1）以及与处理器模块（1-1）相接的数据存储模块（1-2）、RS-232总线通信模块（1-3）和RS-485总线通信模块（1-4），所述处理器模块（1-1）的输入端接有模拟量输入接口电路模块（1-5）、数字量输入接口电路模块（1-6）和用于为远程终端控制单元（1）提供实时时钟信号的时钟模块（1-7），所述处理器模块（1-1）的输出端接有数字量输出接口电路模块（1-8）；所述流量计（3）、油压压力变送器（5）和套压压力变送器（6）均通过RS-485总线与RS-485总线通信模块（1-4）相接，所述管线压力变送器（4）与模拟量输入接口电路模块（1-5）相接，所述数据远程传输单元（2）与所述RS-232总线通信模块（1-3）相接。
2.按照权利要求1所述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述信号采集单元包括均安装在天然气井口处且用于对接近天然气井口的入侵者进行探测的红外探测器（7）和用于对接近天然气井口的入侵者进行拍照的摄像头（8），所述红外探测器（7）与所述数字量输入接口电路模块（1-6）相接，所述摄像头（8）通过RS-485总线与所述RS-485总线通信模块（1-4）相接。
3.按照权利要求2所述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述数字量输出接口电路模块（1-8）的输出端接有用于在入侵者出现时发出报警信号的报警器（9）。
4.按照权利要求1、2或3所述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：包括安装在天然气外输管线上的天然气输送控制阀门，所述天然气输送控制阀门与所述数字量输出接口电路模块（1-8）相接或通过RS-485总线与所述RS-485总线通信模块（1-4）相接。
5.按照权利要求4所述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述天然气输送控制阀门为电磁阀（10），所述电磁阀（10）与所述数字量输出接口电路模块（1-8）相接。
6.按照权利要求4所述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述天然气输送控制阀门为气动阀（11），所述气动阀（11）通过RS-485总线与所述RS-485总线通信模块（1-4）相接。
7.按照权利要求1、2或3所述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述处理器模块（1-1）为单片机MSP430F149。
8.按照权利要求1、2或3所述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述数据存储模块（1-2）为铁电存储器。
9.按照权利要求1、2或3所述的天然气井口数据采集及远程传输系统，其特征在于：所述数据远程传输单元（2）为无线数传电台。
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Assignee: XI'AN BOZHONG SOFTWARE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Assignor: Xi'an Aoyida Petroleum Technology Co.,Ltd. Contract record no.: 2014610000026 Denomination of utility model: Natural gas wellhead data acquisition and remote transmission system Granted publication date: 20130306 License type: Exclusive License Record date: 20140327 |
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