CN203376851U - 井场无线传输装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种井场无线传输装置，涉及工业现场无线传输技术领域，包括发射端和接收端，所述发射端主要包括箱体、总线转换模块、无线收发模块，防雷模块和天线，总线转换模块和无线收发模块通过电连接且安装在所述箱体内，防雷模块安装在箱体外侧，天线通过同轴电缆与箱体内的无线收发模块连接，在箱体上还预留有与总线转换模块连接电缆接头。本实用新型尤其适用于电磁环境恶劣的石油钻井现场，既能防爆，又能保证设备稳定可靠地运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业现场无线传输技术领域，尤其适用于石油天然气钻井现场各种监测参数的无线传输。
背景技术
在石油钻井中，随着钻井技术和工艺的不断改进，钻井的速度越来越快，钻机搬家的频率也越来越高。新型钻井采用丛式钻井技术，钻机在井场会有40米左右的移动空间，连线越少，移动起来就越方便。采用有线连接的钻井参数监测仪、地质录井仪、柴油机集中监控系统、钻井队柴油计量系统等，由于安装和拆卸工作量大，越来越不适应快速钻井的需求。仪器监测的参数越多，投入使用的仪器越多，电缆设置和连接的工作量就越大，给钻井队增加了显著的工作量。同时，电缆反复敷设，其使用寿命会显著降低，工作中又容易因砸、挂等造成短路、断路故障，给仪器的稳定工作造成较大难题。因此井场参数传输的无线化是仪表的发展方向。
随着电子和通讯技术的迅猛发展，无线传感技术也发展迅速。有采用无线局域网的，有采用ZigBee技术和公共通讯协议的，也有采用点对点技术和自编协议的。这些通讯方式在民用环境工作可靠，一般均能完成相关的功能。
公告号为CN2775298授权公告日为 2006年4月26日的中国专利文献公开了一种用于石油钻井工程的井场钻井参数无线数据传输系统，它由一组或多组电源、变送器、接口线、单片机、A/D数模转换器、接口线、发射数字电台和一组接收数字电台、接口线和上位机组成。该数据传输系统设计新颖，工作可靠，利用该系统可以在钻井施工井场钻井参数采集与监控接收点之间实现无线数据传输，从而克服电缆传输信号存在的种种弊端，使得采集仪表安装方便，安全性好，有利于提高钻井施工生产效率，宜于广泛采用。
以上述专利文献为代表的现有技术，在石油钻井现场使用时仍然存在以下问题：
作为石油钻井现场来讲，大型机械设备和发电设备较多，很多钻机还有电功率变频器，电磁环境恶劣且干扰严重。多数无线设备均不能稳定而可靠地工作。且钻井现场由于有可燃气体的存在，还有严格的防爆要求。由于很多无线装置均没有通过防爆认证，所以大大限制了其在石油天然气钻井现场的推广使用。
发明内容
本实用新型旨在针对上述现有技术所存在的缺陷，提供了一种井场无线传输装置，本实用新型尤其适用于电磁环境恶劣的石油钻井现场，既能防爆，又能保证设备稳定可靠地运行。
本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：
一种井场无线传输装置，包括发射端和接收端，其特征在于：所述发射端主要包括箱体、总线转换模块、无线收发模块，防雷模块和天线，总线转换模块和无线收发模块通过电连接且安装在所述箱体内，防雷模块安装在箱体外侧，天线通过同轴电缆与箱体内的无线收发模块连接，在箱体上还预留有与总线转换模块连接电缆接头。信号及电源综合电缆连接在电缆接头上。
所述接收端主要包括箱体、电源模块、总线转换模块、无线收发模块，防雷模块和天线，总线转换模块和无线收发模块通过电连接且安装在所述箱体内，电源模块安装在箱体内，总线转换模块和无线收发模块均与电源模块连接，防雷模块安装在箱体外侧，天线通过同轴电缆与箱体内的无线收发模块连接，在箱体上还预留有电缆接头。信号电缆通过电缆接头与总线转换模块连接，电源电缆通过电缆接头与电源模块连接。
所述箱体为防爆控制箱。
所述箱体和天线为全密封不锈钢结构。
所述天线通过抱箍固定在立柱上，立柱通过磁性吸附底座固定。
所述总线转换模块采用石油井场数据通讯用的常见总线转换模块，例如：RS232/485转CAN总线模块。
所述无线收发模块采用石油井场数据通讯用的常见无线收发模块。
所述防雷模块是防雷器的一种，卡在同轴电缆上。
所述电缆接头为防爆电缆接头。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在：
1、本实用新型中，采用箱体、总线转换模块、无线收发模块，防雷模块和天线形成的无线传输装置，无线收发模块和天线均采用具有防爆认证的产品，具有自动跳频功能。当模块监测到环境的干扰频率接近自身的传输频率时，会自动跳离此频段，重新选择远离干扰频率的频段进行数据传输。模块等部件安装在防爆处理箱内，天线采用磁铁吸附结构安装在较高位置。箱体和天线等均采用全密封不锈钢结构，抗腐蚀能力强，可直接安装在室外使用。模块具有多种信号输入接口，能与模拟信号、总线信号、电阻信号方便地对接。既可单参数无线传输，也可采用总线形式多参数集中传输，灵活方便，适应性强。无论是发射端还是接收端，体积均很小巧，安装十分方便。非常适用于石油天然气钻井现场的使用，可为石油钻井各种监测仪表的数据传输提供有力的保证。
2、本实用新型应用于钻井现场时，可将各种钻井监测仪器或其它设备采集的参数实时传输到数字化营房或值班房处。实现了钻井平台与数字化营房的无线通讯。发射端可接入的信号种类齐全，包括模拟信号、温度信号和总线信号等。各种钻井监测仪器所普遍采用的CAN总线和485总线均可方便接入。接收端可将无线信号还原为CAN总线和485总线，接入计算机上的原总线扩展卡即可。由于使用十分方便，对于经常搬家的钻井作业，以及应丛式钻井而需移动钻台和井架的钻井作业，可大大减少铺设电缆的人力和物力，以及购买电缆的投入，并提升设备的档次，取得显著的经济效果。
3、本实用新型中，箱体采用防爆控制箱，箱体和天线为全密封不锈钢结构，电缆接头为防爆电缆接头，这样既能防爆，又能保证设备稳定可靠地运行，特别适用于电磁环境恶劣的石油钻井现场。
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：
附图1为发射端结构图；
附图2为接收端结构图。
图1中标记：1—箱体，2—总线转换模块，3—无线收发模块，4—防雷模块，5—同轴电缆，6—天线，7—抱箍，8—立柱，9—磁性吸附底座，10—电源模块,11-—电缆接头，12—信号及电源综合电缆，13—电源电缆，14—信号电缆。
具体实施方式
实施例1
参照说明书附图1和2，本实用新型的最佳实施方式如下：
全套井场无线传输装置包括无线发射装置和无线接收装置两部分。
无线发射装置包括发射端防爆箱、天线、天线基座、同轴电缆等。防爆箱由箱体1、总线转换模块2、发射模块3、防雷模块4组成，箱体内模块所需的电源由各种钻井监测仪器或相关仪器提供。天线6通过抱箍7固定在立柱8上，并通过磁性吸附底座9固定在合适的安装位置如直接吸附在钻机偏房顶部。各种钻井监测仪器的总线信号和直流电源通过防爆电缆接头进入箱体后，电源直接给各模块供电。总线信号首先接入总线转换模块，转换成发射标准信号后接入发射模块，发射模块将信号调制后，采用一定的频率通过同轴电缆到天线发送出去。
无线接收装置包括接收端防爆箱、接收天线、天线基座、同轴电缆等。防爆箱由箱体1、电源模块10、总线转换模块2、接收模块3、防雷模块4组成，有电源输入接口，用于输入220V交流电。天线结构与发射端相同，可直接吸附在数字化营房或值班房处顶部。接收天线6接收到信号后，通过同轴电缆5进入接收端防爆箱。首先进入防雷模块4进行防雷隔离，然后进入无线接收模块3解调成标准信号，再将标准信号接入总线转换模块2还原成标准总线信号，并通过防爆电缆接头将信号接入各种钻井监测仪器的板卡后接入计算机，从而完成无线传输的全过程。
实施例2
作为本实用新型的一较佳实施方式，其包括发射端和接收端，发射端主要包括箱体1、总线转换模块2、无线收发模块3，防雷模块4和天线6，总线转换模块2和无线收发模块3通过电连接且安装在箱体1内，防雷模块4安装在箱体1外侧，天线6通过同轴电缆5与箱体1内的无线收发模块3连接，在箱体1上还预留有与总线转换模块2连接电缆接头，信号及电源综合电缆连接在电缆接头上。接收端采用现有的设备即可。箱体1为防爆控制箱。箱体1和天线6为全密封不锈钢结构。天线6通过抱箍7固定在立柱8上，立柱8通过磁性吸附底座9固定。总线转换模块2采用石油井场数据通讯用的常见总线转换模块2，例如：RS232/485转CAN总线模块。无线收发模块3采用石油井场数据通讯用的常见无线收发模块3。防雷模块4是防雷器的一种，卡在同轴电缆5上。
Claims (7)
1.一种井场无线传输装置，包括发射端和接收端，其特征在于：所述发射端主要包括箱体（1）、总线转换模块（2）、无线收发模块（3），防雷模块（4）和天线（6），总线转换模块（2）和无线收发模块（3）通过电连接且安装在所述箱体（1）内，防雷模块（4）安装在箱体（1）外侧，天线（6）通过同轴电缆（5）与箱体（1）内的无线收发模块（3）连接，在箱体（1）上还预留有与总线转换模块（2）连接电缆接头。
2.根据权利要求1所述的井场无线传输装置，其特征在于：所述接收端主要包括箱体（1）、电源模块（10）、总线转换模块（2）、无线收发模块（3），防雷模块（4）和天线（6），总线转换模块（2）和无线收发模块（3）通过电连接且安装在所述箱体（1）内，电源模块（10）安装在箱体（1）内，总线转换模块（2）和无线收发模块（3）均与电源模块（10）连接，防雷模块（4）安装在箱体（1）外侧，天线（6）通过同轴电缆（5）与箱体（1）内的无线收发模块（3）连接，在箱体（1）上还预留有电缆接头。
3.根据权利要求1或2所述的井场无线传输装置，其特征在于：所述箱体（1）为防爆控制箱。
4.根据权利要求3所述的井场无线传输装置，其特征在于：所述箱体（1）和天线（6）为全密封不锈钢结构。
5.根据权利要求3所述的井场无线传输装置，其特征在于：所述天线（6）通过抱箍（7）固定在立柱（8）上，立柱（8）通过磁性吸附底座（9）固定。
6.根据权利要求3所述的井场无线传输装置，其特征在于：所述防雷模块（4）是防雷器的一种，卡在同轴电缆（5）上。
7.根据权利要求1所述的井场无线传输装置，其特征在于：所述电缆接头为防爆电缆接头。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104318744A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-01-28 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 石油试采高安全无线通信总线控制装置 |
| CN105005239A (zh) * | 2015-07-05 | 2015-10-28 | 中国石油大学(华东) | 一种石油试采高安全无线通信总线控制装置 |
| CN108566754A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-09-21 | 中冶北方（大连）工程技术有限公司 | 一种工业现场信号采集总线控制箱 |
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