CN205078262U - 一种油气井数据采集与远程监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种油气井数据采集与远程监控系统，包括数据采集终端、电源模块和数据传输模块，数据传输模块包括第一光耦隔离模块和Zigbee无线通信模块；数据采集终端包括CAN收发器和与第一光耦隔离模块相接的微控制器，CAN收发器与微控制器之间依次接有第二光耦隔离模块和CAN控制器，CAN收发器的接收端接有流量传感器、套压压力传感器、油压压力传感器、温度传感器、硫化氢气体传感器、甲烷气体传感器和液位传感器；微控制器的输入端接有按键操作电路，微控制器的输出端接有声光报警模块。本实用新型实现了地面监控中心对油气气井各参数信息的实时监控，能够对大量油气井参数进行采集，传输的可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气开采技术领域，特别涉及一种油气井数据采集与远程监控系统。
背景技术
在油气的开采过程中，油气井口套管的套压、油压以及油气井下温度等参数是必不可少的测量参数，准确的套压、油压及温度等参数对有效开采油气起着至关重要的作用。现有技术中的油气井数据采集系统通常包括微控制器，微控制器的输入端接有用于检测套压、油压和温度等参数的各种传感器，微控制器的输出端接有液晶显示模块，微控制器将接收到的套压、油压和温度等参数信息通过液晶显示模块进行显示。但是上述油气井数据采集系统采用微控制器的输入/输出口接收各参数信息，而微控制器的输入/输出接口有限，仅能对少量的油气井参数进行采集，且无法对油气井参数进行远程实时监控。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种油气井数据采集与远程监控系统，其结构简单，设计合理，成本低，实现了地面监控中心对油气井各参数信息的实时监控，能够对大量油气井参数进行采集，且数据信号传输的可靠性高，解决了以往油气井数据采集系统只能对少量的油气井参数进行采集，且无法对油气井参数进行远程实时监控等问题。
本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：
本实用新型的油气井数据采集与远程监控系统，包括数据采集终端、为各用电模块供电的电源模块、以及用于将数据采集终端采集的数据信号传输至地面监控中心的数据传输模块，所述数据传输模块包括第一光耦隔离模块和与第一光耦隔离模块相接的Zigbee无线通信模块；所述数据采集终端包括CAN收发器和与所述第一光耦隔离模块相接的微控制器，所述CAN收发器与所述微控制器之间依次接有第二光耦隔离模块和CAN控制器，所述CAN收发器的接收端接有用于对油气外输管线中的流体流量进行检测的流量传感器、用于对油气井口套管的套压进行检测的套压压力传感器、用于对油气井口油管内的油压进行检测的油压压力传感器、用于对油气井内温度进行检测的温度传感器、用于对油气井内硫化氢气体浓度进行检测的硫化氢气体传感器、用于对油气井内甲烷气体浓度进行检测的甲烷气体传感器和用于对油气井的液位进行检测的液位传感器；所述微控制器的输入端接有按键操作电路，所述微控制器的输出端接有声光报警模块；所述电源模块为所述硫化氢气体传感器供电的线路上串联有第一开关，所述电源模块为所述甲烷气体传感器供电的线路上串联有第二开关。
进一步，所述微控制器包括型号为S3C2440A的ARM微处理器。
进一步，所述Zigbee无线通信模块包括基于芯片CC2530的ZigBee无线通信模块。
进一步，所述CAN收发器的型号为PCA82C250，所述CAN控制器的型号为SJA1000。
进一步，所述第一光耦隔离模块的型号为TLP521-1。
进一步，所述第二光耦隔离模块的型号为ECANG-F。
本实用新型的油气井数据采集与远程监控系统具有以下有益效果：
1.本实用新型的油气井数据采集与远程监控系统结构简单，设计合理且成本低。
2.本实用新型的油气井数据采集与远程监控系统能够对油气井内天然气流量、套压、油压、温度、硫化氢气体浓度、甲烷气体浓度以及井下液位等参数进行实时采集，并将采集的信息通过无线通信模块传输至地面监控中心，实现了地面监控中心对油气井各参数信息的实时监控。
3.本实用新型的油气井数据采集与远程监控系统采用CAN收发器接收各参数信息，能够对大量油气井参数进行采集。
4.本实用新型的油气井数据采集与远程监控系统对接收到的各参数信息采用光耦隔离模块进行抗电磁干扰处理，数据信号传输的可靠性高。
综上所述，本实用新型的油气井数据采集与远程监控系统的结构简单，设计合理，成本低，实现了地面监控中心对气井各参数信息的实时监控，能够对大量气井参数进行采集，且数据信号传输的可靠性高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型的电路原理框图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型进行详细说明，如图1所示：包括数据采集终端、为各用电模块供电的电源模块1、以及用于将数据采集终端采集的数据信号传输至地面监控中心的数据传输模块，所述数据传输模块包括第一光耦隔离模块2和与第一光耦隔离模块2相接的Zigbee无线通信模块3；所述数据采集终端包括CAN收发器4和与所述第一光耦隔离模块2相接的微控制器5，所述CAN收发器4与所述微控制器5之间依次接有第二光耦隔离模块6和CAN控制器7，所述CAN收发器4的接收端接有用于对油气外输管线中的流体流量进行检测的流量传感器8、用于对油气井口套管的套压进行检测的套压压力传感器9、用于对油气井口油管内的油压进行检测的油压压力传感器10、用于对油气井内温度进行检测的温度传感器11、用于对油气井内硫化氢气体浓度进行检测的硫化氢气体传感器12、用于对油气井内甲烷气体浓度进行检测的甲烷气体传感器13和用于对油气井的液位进行检测的液位传感器14；所述微控制器4的输入端接有按键操作电路15，所述微控制器4的输出端接有声光报警模块16；所述电源模块1为所述硫化氢气体传感器12供电的线路上串联有第一开关17，所述电源模块1为所述甲烷气体传感器13供电的线路上串联有第二开关18。
作为上述技术方案的进一步改进，所述CAN收发器4的接收端还接有布设在井口且用于对井口周围环境进行拍摄的摄像头模块。
具体的，摄像头模块将采集到的视频信息最终通过Zigbee无线通信模块3传输至地面监控中心，以便工作人员通过视频信息对井口周围环境进行观察，以防不法分子盗窃天然气。
本实施例中，所述微控制器5包括型号为S3C2440A的ARM微处理器。
需要说明的是，微控制器5还可以为STC单片机或者DSP处理器等，对此不作限制。
本实施例中，所述Zigbee无线通信模块3包括基于芯片CC2530的ZigBee无线通信模块。
本实施例中，所述CAN收发器4的型号为PCA82C250，所述CAN控制器7的型号为SJA1000。
本实施例中，所述第一光耦隔离模块2的型号为TLP521-1。
本实施例中，所述第二光耦隔离模块6的型号为ECANG-F。
其中，第一光耦隔离模块2和第二光耦隔离模块6的作用均为对数据信号进行抗电磁干扰处理。
实际使用时，按键操作电路15包括4*4键盘。
需要说明的是，图1中仅示出了电源模块1给微控制器5、硫化氢气体传感器12和甲烷气体传感器13供电的连接关系，对于其他用电模块供电的连接关系在此不再赘述。
本实用新型的工作过程为：工作人员通过按键操作电路15分别设定预设流量、预设套压、预设油压、预设温度、预设硫化氢气体浓度、预设甲烷浓度和预设液位等值，流量传感器8对油气外输管线中的流体流量进行实时检测，并将检测到的流量信号通过CAN接收器4发送至CAN控制器7，经CAN控制器7进行处理后发送至微控制器5，微控制器5将接收到的流量信号与预设流量进行比较，若确定接收到的流量信号大于预设流量时，通过声光报警模块16进行报警，用于提醒工作人员采取相应措施；另外，微控制器5还可以将接收到的流量信号通过Zigbee无线通信模块3发送至地面监控中心，以使得工作人员通过地面监控中心实时观察流体的流量。
套压压力传感器9对油气井口套压进行实时检测，并将检测到的套压信号通过CAN接收器4发送至CAN控制器7，经CAN控制器7进行处理后发送至微控制器5，微控制器5将接收到的套压信号与预设套压进行比较，若确定接收到的套压信号大于预设套压时，通过声光报警模块16进行报警，用于提醒工作人员采取相应措施；另外，微控制器5还可以将接收到的套压信号通过Zigbee无线通信模块3发送至地面监控中心，以使得工作人员通过地面监控中心实时观察油气井口套压。
油压压力传感器10对油气井口油管内的油压进行实时检测，并将检测到的油压信号通过CAN接收器4发送至CAN控制器7，经CAN控制器7进行处理后发送至微控制器5，微控制器5将接收到的油压信号与预设油压进行比较，若确定接收到的油压信号大于预设油压时，通过声光报警模块16进行报警，用于提醒工作人员采取相应措施；另外，微控制器5还可以将接收到的油压信号通过Zigbee无线通信模块3发送至地面监控中心，以使得工作人员通过地面监控中心实时观察油气井口油管内的油压。
温度传感器11对油气井内温度进行实时检测，并将检测到的温度信号通过CAN接收器4发送至CAN控制器7，经CAN控制器7进行处理后发送至微控制器5，微控制器5将接收到的温度信号与预设温度进行比较，若确定接收到的温度信号大于预设温度时，通过声光报警模块16进行报警，用于提醒工作人员采取相应措施；另外，微控制器5还可以将接收到的温度信号通过Zigbee无线通信模块3发送至地面监控中心，以使得工作人员通过地面监控中心实时观察油气井内温度。
硫化氢气体传感器12对油气井内硫化氢的浓度进行实时检测，并将检测到的硫化氢气体浓度信号通过CAN接收器4发送至CAN控制器7，经CAN控制器7进行处理后发送至微控制器5，微控制器5将接收到的硫化氢气体浓度信号与预设硫化氢气体浓度进行比较，若确定接收到的硫化氢气体浓度信号大于预设硫化氢气体浓度时，通过声光报警模块16进行报警，用于提醒工作人员采取相应措施；另外，微控制器5还可以将接收到的硫化氢气体浓度信号通过Zigbee无线通信模块3发送至地面监控中心，以使得工作人员通过地面监控中心实时观察油气井内硫化氢气体的浓度。
甲烷气体传感器13对油气井内甲烷气体的浓度进行实时检测，并将检测到的甲烷浓度信号通过CAN接收器4发送至CAN控制器7，经CAN控制器7进行处理后发送至微控制器5，微控制器5将接收到的甲烷浓度信号与预设甲烷浓度进行比较，若确定接收到的甲烷浓度信号大于预设甲烷浓度时，通过声光报警模块16进行报警，用于提醒工作人员采取相应措施；另外，微控制器5还可以将接收到的甲烷浓度信号通过Zigbee无线通信模块3发送至地面监控中心，以使得工作人员通过地面监控中心实时观察油气井内甲烷气体的浓度。
液位传感器14对油气井的液位进行实时检测，并将检测到的液位信号通过CAN接收器4发送至CAN控制器7，经CAN控制器7进行处理后发送至微控制器5，微控制器5将接收到的液位信号与预设液位进行比较，若确定接收到的液位信号小于液位温度时，通过声光报警模块16进行报警，用于提醒工作人员采取相应措施；另外，微控制器5还可以将接收到的液位信号通过Zigbee无线通信模块3发送至地面监控中心，以使得工作人员通过地面监控中心实时观察油气井下液位。
另外，当不需要检测硫化氢气体的浓度时，工作人员可以断开第一开关17，以使得硫化氢气体传感器12停止工作；当不需要检测甲烷气体的浓度时，工作人员还可以断开第二开关18，以使得甲烷气体传感器13停止工作，从而起到节约用电的作用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种油气井数据采集与远程监控系统，其特征在于：包括数据采集终端、为各用电模块供电的电源模块(1)、以及用于将数据采集终端采集的数据信号传输至地面监控中心的数据传输模块，所述数据传输模块包括第一光耦隔离模块(2)和与第一光耦隔离模块(2)相接的Zigbee无线通信模块(3)；所述数据采集终端包括CAN收发器(4)和与所述第一光耦隔离模块(2)相接的微控制器(5)，所述CAN收发器(4)与所述微控制器(5)之间依次接有第二光耦隔离模块(6)和CAN控制器(7)，所述CAN收发器(4)的接收端接有用于对油气外输管线中的流体流量进行检测的流量传感器(8)、用于对油气井口套管的套压进行检测的套压压力传感器(9)、用于对油气井口油管内的油压进行检测的油压压力传感器(10)、用于对油气井内温度进行检测的温度传感器(11)、用于对油气井内硫化氢气体浓度进行检测的硫化氢气体传感器(12)、用于对油气井内甲烷气体浓度进行检测的甲烷气体传感器(13)和用于对油气井的液位进行检测的液位传感器(14)；所述微控制器(4)的输入端接有按键操作电路(15)，所述微控制器(4)的输出端接有声光报警模块(16)；所述电源模块(1)为所述硫化氢气体传感器(12)供电的线路上串联有第一开关(17)，所述电源模块(1)为所述甲烷气体传感器(13)供电的线路上串联有第二开关(18)。
2.根据权利要求1所述的油气井数据采集与远程监控系统，其特征在于：所述微控制器(5)包括型号为S3C2440A的ARM微处理器。
3.根据权利要求1所述的油气井数据采集与远程监控系统，其特征在于：所述Zigbee无线通信模块(3)包括基于芯片CC2530的ZigBee无线通信模块。
4.根据权利要求1所述的油气井数据采集与远程监控系统，其特征在于：所述CAN收发器(4)的型号为PCA82C250，所述CAN控制器(6)的型号为SJA1000。
5.根据权利要求1所述的油气井数据采集与远程监控系统，其特征在于：所述第一光耦隔离模块(2)的型号为TLP521-1。
6.根据权利要求1所述的油气井数据采集与远程监控系统，其特征在于：所述第二光耦隔离模块(6)的型号为ECANG-F。
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