CN206376864U - 煤层气录井仪数据采集系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种煤层气录井仪数据采集系统，该煤层气录井仪数据采集系统包括多个传感器，防爆接口箱，RS485/RS232转换模块和录井工作站，所述多个传感器采集钻井过程中的工程参数，并将采集的信号传输给防爆接口箱，该防爆接口箱连接于所述多个传感器，读取所述多个传感器传输过来的信号，该RS485/RS232转换模块连接于该防爆接口箱，将该防爆接口箱读取的信号从RS485数据模式转换成RS232数据模式，并传输给该录井工作站，该录井工作站连接于该RS485/RS232转换模块，进行录井数据的参数监测。该煤层气录井仪数据采集系统具有低成本、高可靠性，具备一定的扩展功能，具备接收第三方数据功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种煤层气录井仪数据采集系统。
背景技术
煤层气是一种新型洁净能源，对于改善我国能源结构具有重要意义。我国煤层气储量丰富，与陆上常规天然气资源量相当，但是普遍单井产量低，严重制约了煤层气产业的发展。我国煤层气藏具有“低渗、低压、低孔”的地质特征，多分支水平井可以规避常规直井的地质局限性，目前已成为我国煤层气开发的主要模式。
煤层气勘探开发大多部署在偏僻的山区，仪器房的搬迁困难；煤层气勘探开发的钻机比较简陋。综合录井仪功能强大，但是维护成本高、操作复杂、体积庞大，不适用于煤层气大规模山区勘探。目前国内生产的的PLS小型录井仪，虽然设备精简、操作维护简单，但是其功能是针对石油开发录井，具有专用性特点，在功能上无法满足煤层气勘探开发录井的需求。
我国煤层气录井还处于起步阶段，录井方法和录井设备不成熟。为了满足煤层气勘探开发的录井需求，有必要对煤层气录井设备进行研制，这对煤层气录井规范化、标准化起到有力的推动作用。
国内煤层气录井仪调研情况：上海神开研制的SK-CLS煤层气录井仪。采用定录一体化功能设计，录取CH4(红外检测)、CO2、井深、泵冲参数；渤海钻探第二录井公司研制的“煤层气红外录导一体化录井仪”。采用红外检测系统、内嵌地质导向软件；中国煤炭行业标准《煤层气地质录井作业规程》是中联煤起草的，“9气测录井”、”11工程录井”条款内容是依据综合录井仪制定的。
印尼煤层气勘探开发市场，甲方在录井设备配置和参数录取的要求上，与综合录井仪相同。在可调研范围内，当前煤层气录井主要以综合录井仪为主，煤层气录井仪投产型号少，应用范围较小，仍处于起步阶段。因此，有必要针对煤层气勘探开发的特点，研制专用煤层气录井仪。为此我们发明了一种新的煤层气录井仪数据采集系统，解决了以上技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种针对国内煤层气勘探开发的特点，在充分利用当前信息化技术的基础上研制小型化、低成本、定录一体化的专用煤层气录井仪数据采集系统，满足煤层气录井的需求的煤层气录井仪数据采集系统。
本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：煤层气录井仪数据采集系统，该煤层气录井仪数据采集系统包括多个传感器，防爆接口箱，RS485/RS232转换模块和录井工作站，所述多个传感器采集钻井过程中的工程参数，并将采集的信号传输给防爆接口箱，该防爆接口箱连接于所述多个传感器，读取所述多个传感器传输过来的信号，该RS485/RS232转换模块连接于该防爆接口箱，将该防爆接口箱读取的信号从RS485数据模式转换成RS232数据模式，并传输给该录井工作站，该录井工作站连接于该RS485/RS232转换模块，进行录井数据的参数监测。
本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：
该煤层气录井仪数据采集系统还包括气体分析单元，脱气器，干燥净化单元和放空单元，该脱气器将钻井液进行搅拌，使钻井液中的气体充分脱出，该干燥净化单元连接于该脱气器，将该脱气器传输过来的气体进行干燥净化，该气体分析单元连接于该干燥净化单元和该RS485/RS232转换模块，检测经过该干燥净化单元后的气体中的甲烷和CO2含量，并将气体检测数据传输给该RS485/RS232转换模块，该RS485/RS232转换模块将接收到的RS485格式的气体检测数据转换为RS232格式，并传输给该录井工作站，进行录井数据的参数监测，该放空单元连接于该气体分析单元，将经过检测后的气体放空。
该气体分析单元包括电源模块，抽气泵，甲烷检测模块和CO2检测模块，该电源模块为该气体分析单元供电，该脱气器脱出的气体在该抽气泵的抽吸下进入该干燥净化单元，该甲烷检测模块检测烃类气体的含量，该CO2检测模块检测二氧化碳的含量。
该煤层气录井仪数据采集系统还包括H2S传感器，该H2S传感器连接于该RS485/RS232转换模块，检测样气管线中H2S的含量，并将采集的电流信号传输给该RS485/RS232转换模块。
该RS485/RS232转换模块包括ADAM-4117数据模块、ADAM-4520模块和开关电源,该开关电源给该ADAM-4117数据模块和该ADAM-4520数据模块以及该防爆接口箱供应24V直流电源，该ADAM-4117模块采集该H2S传感器的信号，该ADAM-4520模块将所述多个传感器和该气体分析单元采集的RS485数据转换为RS232数据
该煤层气录井仪数据采集系统还包括远传/导向工作站和数据交换单元，该数据交换单元连接于该录井工作站，该远传/导向工作站连接于该数据交换单元，该远传/导向工作站与该录井工作站通过该数据交换单元进行实时数据交换。
该煤层气录井仪数据采集系统还包括随钻测井/随钻测量地质导向单元，该随钻测井 /随钻测量地质导向单元连接于该远传/导向工作站，该远传/导向工作站接收该随钻测井/随钻测量地质导向单元传输的数据，并与该录井工作站通过该数据交换单元进行远程数据的实时发送。
该防爆接口箱包括I/O模拟量数据模块、脉冲量模块和一个数据接口板，该I/O模拟量数据模块读取所述多个传感器中模拟量传感器的信号，该脉冲量模块读取所述多个传感器中脉冲传感器的信号，该数据接口板起到连接所述多个传感器与该I/O模拟量数据模块、该脉冲量模块的桥梁作用。
所述多个传感器包括绞车传感器，悬重传感器，泵冲传感器和扩展传感器，该绞车传感器采集大钩高度计数脉冲信号，该泵冲传感器采集泵转速的脉冲信号，该悬重传感器采集悬重压力的电流信号，该扩展传感器采集钻井液体积、密度、温度的电流信号。
本实用新型中的煤层气录井仪数据采集系统，涉及煤层气勘探开发、钻井液所含的气体录井领域，煤层气属非常规天然气，潜在储量巨大，作为一种洁净能源开发利用前景广阔，日益引起人们的重视。国家规定开采煤炭前,必须先开采煤层气,这样既保证了煤炭开采的安全,又达到了能源综合利用的目的。调研煤层气钻井过程中在气体及工程监测等方面的具体需求，确定录取的参数。该煤层气录井仪数据采集系统针对煤层气钻井设备相对简陋的现状，研究传感器安装方式与主流煤层气钻机(井下作业公司车载钻机)的技术配套，其中主要考虑绞车、悬重传感器的安装设计。针对煤层气勘探开发的实际需求，开发满足煤层气录井常规要求的气体分析系统。数据采集系统研究。确定数据采集方式和传感器的类型、数量及型号，设计配套安装装置，实现传感器安装方法与现有主流煤层气钻机技术配套。开发煤层气录井软件。内嵌地质导向软件，轨迹跟踪、监控，输出定向数据到录井软件；开发传输软件，利用传输网络实现井场综合信息的远程发送；开发基地端数据库管理系统，为随钻技术支持中心提供实时数据；利用现有三维可视化综合地质导向系统，实现实时井眼轨迹调整，有效提高水平井中靶率和储层钻遇率。
附图说明
图1为本实用新型的煤层气录井仪数据采集系统的一具体实施例的结构图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本实用新型的煤层气录井仪数据采集系统的结构图。该煤层气录 井仪数据采集系统由气体分析单元(1)；RS485/RS232转换模块(2)；录井工作站(3)；远传/导向工作站(4)；数据交换(5)；防爆接口箱(6)组成。
各种传感器(9)通过信号电缆连接于防爆接口箱(6)，传感器采集工程中物理量对应的4-20mA电流或者脉冲信号，传感器将电流信号传输给防爆接口箱(6)内的ADAM-4117的数据模块，脉冲信号传输给ADAM-4510的数据模块。传感器(9)包括绞车传感器，悬重传感器，泵冲传感器和扩展传感器，该绞车传感器采集大钩高度计数脉冲信号，该泵冲传感器采集泵转速的脉冲信号，该悬重传感器采集悬重压力的电流信号，该扩展传感器采集钻井液体积、密度、温度的电流信号。
防爆接口箱(6)通过四芯数据总线(24V电源、0V电源、信号A、信号B)连接于RS485/RS232转换模块(2)中的ADAM-4520模块，其将RS485数据模式转换成RS232数据模式，并将信号传输给计算机录井工作站(3)，实现传感器到录井工作站3的数据监测。所述防爆接口箱(6)，包括16路I/O模拟量数据模块、5路脉冲量模块和一个数据接口板组成，I/O模拟量数据模块采用型号为ADAM-4117的数据模块读取外部模拟量传感器的信号，脉冲量模块采用ADAM-4510的数据模块来读取脉冲传感器的信号。
本实施例中，所述气体分析单元(1)，包括电源模块，抽气泵，检测甲烷模块和CO2模块，其中电源模块型号为T-40B的开关电源，抽气泵为N86KTE的抽气泵，检测甲烷模块为红外线扫描波长的原理，检测烃类气体的含量，检测CO2模块为红外线扫描波长原理，检测二氧化碳的含量，甲烷模块和CO2模块输出的信号为RS485数据模式，脱气器7脱出的气体在抽气泵的抽吸下经过8干燥净化，进入到检测甲烷模块和CO2模块，最后由(10)放空。
本实施例中，所述RS485/RS232转换模块(2)，包括一个ADAM-4117数据模块、一个ADAM-4520模块和一个型号为QW100-2XJ的开关电源,开关电源给ADAM-4117和ADAM-4520以及防爆接口箱供应24V直流电源，ADAM-4117模块采集H2S传感器(11)的信号，ADAM-4520模块负责把ADAM-4117接收的所有模拟信号数据和ADAM-4510接收的脉冲信号数据以及甲烷模块和CO2模块的RS485数据转换为RS232数据与计算机录井工作站(3)进行通讯，从而实现了录井数据的采集和参数监测。
远程/导向工作站(4)通过数据交换系统(5)与录井工作站进行实时数据交换，同时接收MWD/LWD(随钻测井/随钻测量)地质导向(12)的数据，对他们进行远程数据的实时发送。
本实用新型中的煤层气录井仪数据采集系统，常规参数：甲烷、H2S、CO2、井深、悬重、泵冲、体积；预留参数：CO、H2、立压、出口流量等。软件具备数据采集、处理、显 示、打印等功能，操作便捷；具备井场综合信息平台的功能，通过WITS协议实现MWD/LWD地质导向等数据的接入。煤层气录井仪数据采集系统的主机采用3U标准机箱，选用基于红外光学检测原理的气体检测模块，检测CH4和CO2气体。集成数据采集室内单元，采用RS485总线采集模式，配置1个简易版防爆室外箱(6)；设计5路脉冲通道和16路模拟量通道，完成数据采集并发往上位机。集成样气抽取、干燥过滤等功能。预留3个模拟量通道，便于扩展测量H2S、CO和H2气体。
本实用新型中的煤层气录井仪数据采集系统，针对国内煤层气勘探开发的特点，在充分利用当前信息化技术的基础上研制小型化、低成本、定录一体化的专用煤层气录井仪，满足煤层气录井的需求。煤层气录井仪功能定位：(1)低成本、高可靠性设计，具有气体检测、工程录井、远程传输基本功能；(2)具备一定的扩展功能，软硬件设计预留接收气相色谱仪及特殊传感器数据；(3)具备接收MWD/LWD 12等第三方数据功能。
Claims (9)
1.煤层气录井仪数据采集系统，其特征在于，该煤层气录井仪数据采集系统包括多个传感器，防爆接口箱，RS485/RS232转换模块和录井工作站，所述多个传感器采集钻井过程中的工程参数，并将采集的信号传输给防爆接口箱，该防爆接口箱连接于所述多个传感器，读取所述多个传感器传输过来的信号，该RS485/RS232转换模块连接于该防爆接口箱，将该防爆接口箱读取的信号从RS485数据模式转换成RS232数据模式，并传输给该录井工作站，该录井工作站连接于该RS485/RS232转换模块，进行录井数据的参数监测。
2.根据权利要求1所述的煤层气录井仪数据采集系统，其特征在于，该煤层气录井仪数据采集系统还包括气体分析单元，脱气器，干燥净化单元和放空单元，该脱气器将钻井液进行搅拌，使钻井液中的气体充分脱出，该干燥净化单元连接于该脱气器，将该脱气器传输过来的气体进行干燥净化，该气体分析单元连接于该干燥净化单元和该RS485/RS232转换模块，检测经过该干燥净化单元后的气体中的甲烷和CO2含量，并将气体检测数据传输给该RS485/RS232转换模块，该RS485/RS232转换模块将接收到的RS485格式的气体检测数据转换为RS232格式，并传输给该录井工作站，进行录井数据的参数监测，该放空单元连接于该气体分析单元，将经过检测后的气体放空。
3.根据权利要求2所述的煤层气录井仪数据采集系统，其特征在于，该气体分析单元包括电源模块，抽气泵，甲烷检测模块和CO2检测模块，该电源模块为该气体分析单元供电，该脱气器脱出的气体在该抽气泵的抽吸下进入该干燥净化单元，该甲烷检测模块检测烃类气体的含量，该CO2检测模块检测二氧化碳的含量。
4.根据权利要求2所述的煤层气录井仪数据采集系统，其特征在于，该煤层气录井仪数据采集系统还包括H2S传感器，该H2S传感器连接于该RS485/RS232转换模块，检测样气管线中H2S的含量，并将采集的电流信号传输给该RS485/RS232转换模块。
5.根据权利要求4所述的煤层气录井仪数据采集系统，其特征在于，该RS485/RS232转换模块包括ADAM-4117数据模块、ADAM-4520模块和开关电源,该开关电源给该ADAM-4117数据模块和该ADAM-4520数据模块以及该防爆接口箱供应24V直流电源，该ADAM-4117模块采集该H2S传感器的信号，该ADAM-4520模块将所述多个传感器和该气体分析单元采集的RS485数据转换为RS232数据。
6.根据权利要求1所述的煤层气录井仪数据采集系统，其特征在于，该煤层气录井仪数据采集系统还包括远传/导向工作站和数据交换单元，该数据交换单元连接于该录井工作站，该远传/导向工作站连接于该数据交换单元，该远传/导向工作站与该录井工作站通过该数据交换单元进行实时数据交换。
7.根据权利要求6所述的煤层气录井仪数据采集系统，其特征在于，该煤层气录井仪数据采集系统还包括随钻测井/随钻测量地质导向单元，该随钻测井/随钻测量地质导向单元连接于该远传/导向工作站，该远传/导向工作站接收该随钻测井/随钻测量地质导向单元传输的数据，并与该录井工作站通过该数据交换单元进行远程数据的实时发送。
8.根据权利要求1所述的煤层气录井仪数据采集系统，其特征在于，该防爆接口箱包括I/O模拟量数据模块、脉冲量模块和一个数据接口板，该I/O模拟量数据模块读取所述多个传感器中模拟量传感器的信号，该脉冲量模块读取所述多个传感器中脉冲传感器的信号，该数据接口板起到连接所述多个传感器与该I/O模拟量数据模块、该脉冲量模块的桥梁作用。
9.根据权利要求1所述的煤层气录井仪数据采集系统，其特征在于，所述多个传感器包括绞车传感器，悬重传感器，泵冲传感器和扩展传感器，该绞车传感器采集大钩高度计数脉冲信号，该泵冲传感器采集泵转速的脉冲信号，该悬重传感器采集悬重压力的电流信号，该扩展传感器采集钻井液体积、密度、温度的电流信号。
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| CN201720050175.2U CN206376864U (zh) | 2017-01-16 | 2017-01-16 | 煤层气录井仪数据采集系统 |
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| CN (1) | CN206376864U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111710146A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-09-25 | 中惠宇航(广东)科技股份公司 | 一种多传感器数据集合系统及方法 |
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