CN219416295U - 一种基于5g通信的盐矿区卤井无人值守计量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，包括：井口计量装置、5G远端传输装置以及DCS控制平台；井口计量装置用于采集卤井井口的产量相关数据；5G远端传输装置分别与井口计量装置和DCS控制平台连接；DCS控制平台用于通过5G远端传输装置与DCS控制平台交互。本实用新型通过对现有生产井的井口进行增加井口计量装置的改造，并通过5G远端传输装置传输至DCS控制平台，在改造成本不高的情况下解决了现有井口装置无法准确计量的难题。同时借助于5G信号延迟少和抗干扰能力强的特点，本实用新型能够实时掌握各个卤井的压力和流量状态，进而及时准确判断井组的健康状况，实现生产智能化和调控自动化。

Description

一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统

技术领域

本实用新型涉及盐矿开采监控技术领域，尤其涉及一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统。

背景技术

盐矿开采大部分位于埋深超过1000m的岩盐矿床上，通常采用水平对接井生产工艺，钻出注水井和采卤井，设置注水泵房，每个泵房通过管网控制多个注水井，采用群井注水溶解盐矿层生产卤水。

受到矿区内无电力供应、计量手段落后等生产条件所限，大部分井矿盐生产企业未对单个井口的注水量、注水压力、出卤量、出卤压力进行计量，无法了解每个卤井的产量，导致卤井生产过程中出现漏失、失压等异常后，无法及时准确查找。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，其解决了现有技术难以对卤井井口相关参数进行监测的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

第一方面，本实用新型实施例提供一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，包括：井口计量装置、5G远端传输装置以及DCS控制平台；

所述井口计量装置用于采集卤井井口的产量相关数据；

所述5G远端传输装置分别与所述井口计量装置和所述DCS控制平台连接；

所述DCS控制平台用于通过所述5G远端传输装置与DCS控制平台进行交互。

可选地，所述井口计量装置包括：均设置在卤井井口管道上的电磁流量计、压力变送器以及蓄电池；

所述电磁流量计用于采集井口的注水量和出卤量；

所述压力变送器用于采集井口的注水压力和出卤压力；

所述蓄电池分别连接所述电磁流量计和所述压力变送器，用于给所述电磁流量计和所述压力变送器供能；

相应地，所述产量相关数据包括注水量、出卤量、注水压力以及出卤压力。

可选地，所述井口计量装置还包括：覆盖于所述电磁流量计、所述压力变送器以及所述蓄电池的保护罩，且所述保护罩上开设有用于展示所述电磁流量计和所述压力变送器的可视视窗。

可选地，所述远端传输装置包括：设备架、5G远传通信设备；

所述设备架架设在卤井井口的预设范围内；

所述5G远传通信设备设置在所述设备架远离地面的一端，所述5G远传通信设备与所述井口计量装置的输出信号线连接，以及通过5G通信网络与所述DCS控制平台连接。

可选地，所述远端传输装置包括：5G视频监控设备；

所述5G视频监控设备设置在所述设备架远离地面的一端，所述5G视频监控设备用于将采集的视频数据通过5G通信网传输至所述DCS控制平台；

其中，所述5G视频监控设备的监控范围至少覆盖其监控的卤井井口以及以井口为中心半径为30米的区域。

可选地，所述远端传输装置包括：太阳能供电设备；

所述太阳能供电设备包括：呈一定倾角设置在所述设备架远离地面的一端的太阳能光伏板，所述太阳能光伏板用于通过所述太阳能供电设备的输出电源线给所述5G远传通信设备、所述5G视频监控设备、所述电磁流量计、所述压力变送器供电，同时也用于给所述蓄电池充电。

可选地，所述太阳能供电设备的输出电源线和所述井口计量装置的输出信号线均设置在所述设备架上。

可选地，所述远端传输装置包括：避雷针，所述避雷针设置在所述设备架远离地面的一端。

可选地，所述DCS控制平台包括：5G信号接收装置、计量处理器、控制中心操作主机以及矿区值班计算机；

所述5G信号接收装置通过5G通信网络与所述5G远端传输装置连接；

所述计量处理器与所述5G信号接收装置连接；

所述控制中心操作主机与所述计量处理器连接。

可选地，所述DCS控制平台还包括：矿区值班计算机，所述矿区值班计算机与所述控制中心操作主机连接。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过对现有生产井的井口进行部分改造，增加井口计量装置，并通过5G远端传输装置传输至DCS控制平台，在改造成本不高的情况下解决了现有井口装置无法准确计量的难题。同时借助于5G信号延迟少和抗干扰能力强的特点，本实用新型的DCS控制平台能够实时掌握各个卤井的压力和流量状态，进而及时准确判断井组的健康状况，助力企业实现生产智能化和调控自动化。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统的组成示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统的DCS控制平台的信息传输示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统的井口计量装置和5G远端传输装置的具体结构示意图。

【附图标记说明】

1：电磁流量计；2：压力变送器；3：蓄电池；4：保护罩；5：可视视窗；6：输出信号线；7：输出电源线；8：设备架；9：5G远传通信设备；10：太阳能光伏板；11：5G视频监控设备；12：避雷针；13：DCS控制平台；14：5G信号接收装置；15：计量处理器；16：控制中心操作主机；17：矿区值班计算机。

具体实施方式

为了更好地解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提出的一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，包括：井口计量装置、5G远端传输装置以及DCS控制平台13；井口计量装置用于采集卤井井口的产量相关数据；5G远端传输装置分别与井口计量装置和DCS控制平台13连接；DCS控制平台13用于通过5G远端传输装置与DCS控制平台13进行交互。

本实用新型通过对现有生产井的井口进行部分改造，增加井口计量装置，并通过5G远端传输装置传输至DCS控制平台13，在改造成本不高的情况下解决了现有井口装置无法准确计量的难题。同时借助于5G信号延迟少和抗干扰能力强的特点，本实用新型的DCS控制平台13能够实时掌握各个卤井的压力和流量状态，进而及时准确判断井组的健康状况，助力企业实现生产智能化和调控自动化。

为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

其中，井口计量装置包括：均设置在卤井井口管道上的电磁流量计1、压力变送器2以及蓄电池3；电磁流量计1用于采集井口的注水量和出卤量；压力变送器2用于采集井口的注水压力和出卤压力；蓄电池3分别连接电磁流量计1和压力变送器2，用于给电磁流量计1和压力变送器2供能。相应地，产量相关数据包括注水量、出卤量、注水压力以及出卤压力。

其次，井口计量装置还包括：覆盖于电磁流量计1、压力变送器2以及蓄电池3的保护罩4，且所述保护罩4上开设有提供展示所述电磁流量计1和所述压力变送器2的可视视窗5。该保护罩4是一种采用铁质或胶质的防水防破坏保护罩4，能极大保护电磁流量计1、压力变送器2以及蓄电池3免收外界环境和恶劣环境侵蚀，延长保护寿命。

接着，如图2所示，远端传输装置包括：设备架8、5G远传通信设备9；设备架8架设在卤井井口的预设范围内；5G远传通信设备9设置在设备架8远离地面的一端，5G远传通信设备9与井口计量装置的输出信号线6连接，以及通过5G通信网络与DCS控制平台13连接。

再者，远端传输装置包括：5G视频监控设备11；5G视频监控设备11设置在设备架8远离地面的一端，5G视频监控设备11用于将采集的视频数据通过5G通信网传输至DCS控制平台13。其中，5G视频监控设备11的监控范围至少覆盖其监控的卤井井口以及以井口为中心半径为30米的区域。

同时，DCS控制平台13和5G信号接收装置预留5G视频监控设备11接口，该5G视频监控设备11仅在卤井异常时架设，通过5G信号传输视频画面。正常开采时井口现场不安装视频监控设备。应急视频监控设备至少覆盖其监控的现场井口及周边30米范围，5G应急视频监控设备与5G信号接收装置通过5G信号连接，现场画面实时传输到DCS控制平台13。

然后，远端传输装置包括：太阳能供电设备；太阳能供电设备包括：呈一定倾角设置在设备架8远离地面的一端的太阳能光伏板10。进一步地，太阳能光伏板10的倾角是基于当地的地理位置、日照量以及最大光照角度所确定的，可以是安装的固定角度，也可以通过设置用于承载太阳能光伏板10的转动平台，时刻调整光伏板的高度角和方位角以达到实时入射光照量最大。太阳能光伏板10用于通过太阳能供电设备的输出电源线7给5G远传通信设备9、5G视频监控设备11、电磁流量计1、压力变送器2供电，同时也用于给蓄电池3充电。太阳能供电设备与电磁流量计1、压力变送器2、5G远端传输装置连接，5G视频监控设备11连接，可以确保现场井口无外接电源的情况下，卤井无人值守设备也能正常运行。

值得一提的是，太阳能供电设备的输出电源线7和井口计量装置的输出信号线6均设置在设备架上。

以及，远端传输装置包括：避雷针12，避雷针12设置在设备架远离地面的一端。

进一步地，如图3所示，DCS控制平台13包括：5G信号接收装置14、计量处理器15、控制中心操作主机16。

5G信号接收装置14通过5G通信网络与5G远端传输装置连接，用于对矿区井口流量、压力全面显示、查询。

计量处理器15与5G信号接收装置连接，该计量处理器15为单片机、FPGA、CPLD以及DSP之中的任意一种，其上设置有相应的计量处理软件，计量处理器15也可以是集成于DCS系统软件中的一个子模块，通过可视化人机界面实现对矿区井口的全面显示、查询、预警管理；实时显示各个井位的具体流量、压力参数数据。

控制中心操作主机16与计量处理器15连接，控制中心操作主机16将获得的信息进行存储、监测、统计、分析、查询、转发、输出等操作。

更进一步地，DCS控制平台13还包括：矿区值班计算机17，矿区值班计算机17与控制中心操作主机16连接。

综上所述，本实用新型提供一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，本实用新型在每个现场卤井新增：电磁流量计1、压力变送器2、5G远端传输装置、5G视频监控设备11及太阳能供电设备；5G远端传输装置用于采集卤井井口的压力、流量参数信息，经5G信号传输至5G信号接收装置。

接着，本实用新型在远端控制端设置：通过5G信号连接若干个卤井5G远端传输装置的DCS控制平台13，DCS控制平台13包括控制中心操作主机16、矿区值班计算机17、计量处理模块和5G信号接收装置。

控制中心操作主机16用于处理采集到的卤井井口压力、流量数据。控制中心操作主机16连接计量处理器15或安装有系计量处理软件；DCS控制平台13还包括显示屏，显示屏和控制中心操作主机16连接，能够实现存储、监测、统计、分析、查询、报警等多项功能。

总之，本实用新型能够时刻监测卤井的运行状况，提高矿区的数据采集水平，优化生产参数，提升矿区安全开采系数。

由于本实用新型上述实施例所描述的系统/装置，为实施本实用新型上述实施例的方法所采用的系统/装置，故而基于本实用新型上述实施例所描述的方法，本领域所属技术人员能够了解该系统/装置的具体结构及变形，因而在此不再赘述。凡是本实用新型上述实施例的方法所采用的系统/装置都属于本实用新型所欲保护的范围。

本领域内的技术人员应明白，本实用新型的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本实用新型可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本实用新型可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本实用新型是参照根据本实用新型实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本实用新型可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件来具体体现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。

此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种修改和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也应该包含这些修改和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，其特征在于，包括：井口计量装置、5G远端传输装置以及DCS控制平台；

所述井口计量装置用于采集卤井井口的产量相关数据；

所述5G远端传输装置分别与所述井口计量装置和所述DCS控制平台连接；

所述DCS控制平台用于通过所述5G远端传输装置与DCS控制平台进行交互。

2.如权利要求1所述的一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，其特征在于，所述井口计量装置包括：均设置在卤井井口管道上的电磁流量计、压力变送器以及蓄电池；

所述电磁流量计用于采集井口的注水量和出卤量；

所述压力变送器用于采集井口的注水压力和出卤压力；

所述蓄电池分别连接所述电磁流量计和所述压力变送器，用于给所述电磁流量计和所述压力变送器供能；

相应地，所述产量相关数据包括注水量、出卤量、注水压力以及出卤压力。

3.如权利要求2所述的一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，其特征在于，所述井口计量装置还包括：覆盖于所述电磁流量计、所述压力变送器以及所述蓄电池的保护罩，且所述保护罩上开设有用于展示所述电磁流量计和所述压力变送器的可视视窗。

4.如权利要求2所述的一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，其特征在于，所述远端传输装置包括：设备架、5G远传通信设备；

所述设备架架设在卤井井口的预设范围内；

所述5G远传通信设备设置在所述设备架远离地面的一端，所述5G远传通信设备与所述井口计量装置的输出信号线连接，以及通过5G通信网络与所述DCS控制平台连接。

5.如权利要求4所述的一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，其特征在于，所述远端传输装置包括：5G视频监控设备；

所述5G视频监控设备设置在所述设备架远离地面的一端，所述5G视频监控设备用于将采集的视频数据通过5G通信网传输至所述DCS控制平台；

其中，所述5G视频监控设备的监控范围至少覆盖其监控的卤井井口以及以井口为中心半径为30米的区域。

6.如权利要求5所述的一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，其特征在于，所述远端传输装置包括：太阳能供电设备；

所述太阳能供电设备包括：呈一定倾角设置在所述设备架远离地面的一端的太阳能光伏板，所述太阳能光伏板用于通过所述太阳能供电设备的输出电源线给所述5G远传通信设备、所述5G视频监控设备、所述电磁流量计、所述压力变送器供电，同时也用于给所述蓄电池充电。

7.如权利要求6所述的一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，其特征在于，所述太阳能供电设备的输出电源线和所述井口计量装置的输出信号线均设置在所述设备架上。

8.如权利要求4所述的一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，其特征在于，所述远端传输装置包括：避雷针，所述避雷针设置在所述设备架远离地面的一端。

9.如权利要求1-8任一项所述的一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，其特征在于，所述DCS控制平台包括：5G信号接收装置、计量处理器以及控制中心操作主机；

所述5G信号接收装置通过5G通信网络与所述5G远端传输装置连接；

所述计量处理器与所述5G信号接收装置连接；

所述控制中心操作主机与所述计量处理器连接。

10.如权利要求9所述的一种基于5G通信的盐矿区卤井无人值守计量系统，其特征在于，所述DCS控制平台还包括：矿区值班计算机，所述矿区值班计算机与所述控制中心操作主机连接。