一種自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、司鉆顯示器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)，所述無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)置在鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)區(qū)域和井口設(shè)備上，用于采集鉆井參數(shù)；所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)用于管理無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)包括USB接口，所述USB接口插接在司鉆顯示器上，并用于將所述鉆井參數(shù)傳輸給司鉆顯示器；所述司鉆顯示器用于顯示鉆井參數(shù)，所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)用于對(duì)鉆井參數(shù)進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。本申請(qǐng)的鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，能夠靈活快速進(jìn)行安裝，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)采用USB接口形式，即插即用，且攜帶方便，司鉆顯示器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)wifi無(wú)線(xiàn)傳輸方式，更大程度地節(jié)約空間。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是一個(gè)油氣儲(chǔ)藏量非常豐富的大國(guó)，有著數(shù)量眾多的油氣田及油氣生產(chǎn)企業(yè)。在油氣田的生產(chǎn)活動(dòng)中，對(duì)鉆井井場(chǎng)及其所屬井口及設(shè)備的工作狀況進(jìn)行緊密監(jiān)測(cè)是油氣田生產(chǎn)自動(dòng)化的一個(gè)重要研究方向，也是實(shí)現(xiàn)油氣田產(chǎn)能升級(jí)及保障安全生產(chǎn)的主要因素之一。目前鉆井井場(chǎng)利用各種傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集工作，并廣泛使用有線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸方式來(lái)構(gòu)造鉆井井場(chǎng)的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，例如采用光纜通訊方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與圖像的傳輸，通過(guò)在每口單井安裝遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集控制器(RTU)，用光纜連接使其與上位機(jī)通訊，這些電纜線(xiàn)不僅使得本來(lái)就狹小的井場(chǎng)顯得更加凌亂，而且易受到施工過(guò)程中人員的無(wú)意破壞，而鋪設(shè)或架空線(xiàn)纜又受到設(shè)備、設(shè)施的制約，整個(gè)安裝布線(xiàn)過(guò)程非常緊張和復(fù)雜，直接影響鉆井作業(yè)，給后期維護(hù)帶來(lái)不便。具體地，現(xiàn)有技術(shù)方案具有如下的局限性及缺點(diǎn):
[0003](— )井場(chǎng)工作范圍過(guò)大或較復(fù)雜地形，會(huì)面臨有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)工程施工上的困難和各種突發(fā)情況；
[0004](二)長(zhǎng)距離纜線(xiàn)鋪設(shè)和用來(lái)架空線(xiàn)路的支架會(huì)造成一定的電磁污染和環(huán)境破壞，提尚工程造價(jià)；
[0005](三)井場(chǎng)工作環(huán)境比較復(fù)雜，容易對(duì)固定纜線(xiàn)，設(shè)備及工作人員造成意外損害；
[0006](四)井場(chǎng)的生產(chǎn)活動(dòng)中，各種工程設(shè)備及人員狀況不斷變化，固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)施后期維護(hù)非常困難。
[0007]由于上述局限性的存在，現(xiàn)有鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)解決方案不利于推進(jìn)井場(chǎng)生產(chǎn)自動(dòng)化及促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升。
[0008]目前，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)屬于新一代的分布式隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它是由一定數(shù)量的具有無(wú)線(xiàn)通信功能，搭載微型傳感器，并具有較強(qiáng)計(jì)算能力的節(jié)點(diǎn)所組成的無(wú)定型的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融和了微電子技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等先進(jìn)技術(shù)。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、車(chē)輛監(jiān)控等領(lǐng)域有了一定的應(yīng)用成果，但是對(duì)于電磁干擾和遮擋干擾相當(dāng)嚴(yán)重的鉆井井場(chǎng)還沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用，因此，將無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在鉆井信息化技術(shù)領(lǐng)域是相關(guān)研究人員的研究熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于如何克服現(xiàn)有的鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用電纜線(xiàn)造成井場(chǎng)布線(xiàn)凌亂、易受到破壞、后期維護(hù)不便等的缺陷。
[0010]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、司鉆顯示器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)，所述無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有一個(gè)或多個(gè)，且設(shè)置在鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)區(qū)域和井口設(shè)備上，用于采集鉆井參數(shù)，并將所述鉆井參數(shù)通過(guò)短距離無(wú)線(xiàn)通信方式傳輸給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，其中，所述鉆井參數(shù)的數(shù)據(jù)為數(shù)字信號(hào)；
[0011]所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)用于管理無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)包括USB接口和USB轉(zhuǎn)串口模塊，所述USB接口插接在司鉆顯示器上，并用于將所述鉆井參數(shù)傳輸給司鉆顯示器；所述司鉆顯示器用于顯示鉆井參數(shù)，并將鉆井參數(shù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式傳輸給監(jiān)控計(jì)算機(jī)，所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)用于對(duì)鉆井參數(shù)進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
[0012]進(jìn)一步地，所述無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括傳感器模塊和電源模塊，所述傳感器模塊用于采集鉆井參數(shù)，所述電源模塊用于為傳感器模塊供電；
[0013]所述電源模塊包括殼體、雙電源、芯片和傳感器接口，所述雙電源和芯片設(shè)置在殼體內(nèi)，所述傳感器接口設(shè)置在殼體外壁上；
[0014]所述芯片包括電源管理元件、第一微處理器、第一 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊和第一外圍電路模塊，所述電源管理元件用于控制雙電源自動(dòng)切換，所述第一微處理器用于對(duì)所述鉆井參數(shù)進(jìn)行處理，將處理后的鉆井參數(shù)通過(guò)第一 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊傳輸給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，并用于設(shè)置所述第一 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊的工作模式、冬眠模式及夢(mèng)狀態(tài)模式，所述短距離無(wú)線(xiàn)通信方式為Zigbee無(wú)線(xiàn)通信方式，所述第一外圍電路模塊用于顯示所述第一Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊的網(wǎng)絡(luò)指示狀態(tài)及接收數(shù)據(jù)包指示狀態(tài)。
[0015]進(jìn)一步地，所述傳感器模塊包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述傳感器的種類(lèi)根據(jù)監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行選擇。
[0016]進(jìn)一步地，所述傳感器為壓力傳感器、鉤載傳感器、絞車(chē)傳感器、栗壓傳感器、鉆井液液位和流量傳感器、氣體傳感器中的一種或多種。
[0017]進(jìn)一步地，所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)還包括第二微處理器、第二Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊和電源，所述第二微處理器用于控制所述傳感器節(jié)點(diǎn)中的設(shè)備的睡眠與喚醒，將所述鉆井參數(shù)傳輸給司鉆顯示器，并用于設(shè)置所述第二 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊的工作模式、冬眠模式及夢(mèng)狀態(tài)模式，所述第二 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊用于接收所述第一 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊傳輸?shù)你@井參數(shù)。
[0018]進(jìn)一步地，所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)還包括第二外圍電路模塊，所述第二外圍電路模塊用于顯示所述第二 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊的網(wǎng)絡(luò)指示狀態(tài)及接收數(shù)據(jù)包指示狀態(tài)。
[0019]進(jìn)一步地，所述第二Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊與第二微處理器之間通過(guò)第一通用異步收發(fā)傳輸器連接。
[0020]進(jìn)一步地，所述第二微處理器與USB轉(zhuǎn)串口模塊通過(guò)第二通用異步收發(fā)傳輸器連接。
[0021]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)路由器，所述路由器設(shè)置在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)之間，用于接收傳感器模塊采集的鉆井參數(shù)，并將所述鉆井參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)至協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。
[0022]進(jìn)一步地，所述司鉆顯示器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的無(wú)線(xiàn)通信方式為wifi無(wú)線(xiàn)通信方式。
[0023]本發(fā)明的自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有如下有益效果:
[0024]1、本申請(qǐng)的鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，能夠靈活快速進(jìn)行安裝，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)采用USB接口形式，即插即用，且攜帶方便，司鉆顯示器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)wifi無(wú)線(xiàn)傳輸方式，更大程度地節(jié)約空間，后期維護(hù)便利，且極大降低了工程造價(jià)，提高了工作效果。
[0025]2、本申請(qǐng)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用雙電源供電模式，電池的續(xù)航能力極大提升，且傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備中耗電量最大的就是Zigbee無(wú)線(xiàn)通信，本申請(qǐng)中Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊在工作模式、冬眠模式和夢(mèng)狀態(tài)模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，遵循低功耗的原則，耗電量少。
[0026]3、本申請(qǐng)的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)采用航空接頭作為數(shù)據(jù)傳輸口，具備傳輸傳感器信號(hào)、代碼下載等功能，接口簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大。
[0027]4、本申請(qǐng)系統(tǒng)中多有元器件和硬件設(shè)備均滿(mǎn)足_40°C?80°C的工作溫度，且具備一定的防爆、防塵、防水、防震設(shè)計(jì)，適合環(huán)境較為惡劣的野外使用。
【附圖說(shuō)明】
[0028]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。
[0029]圖1是本申請(qǐng)的自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0030]圖2是本申請(qǐng)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0031]圖3是本申請(qǐng)的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0032]圖4是本申請(qǐng)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的。
[0033]圖中:1_無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，11-雙電源，111-電池，1111-導(dǎo)電觸頭，1112-凸塊，112-電源倉(cāng)，113-天線(xiàn)，114-指示燈，12-芯片，121-電源管理元件，122-第一微處理器，123-第一 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊，124-第一外圍電路模塊，13-傳感器接口，14-殼體，2_協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，21-電源，22-第二Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊，23-第二外圍電路模塊，24-第二微處理器，25-USB轉(zhuǎn)串口模塊，3-司鉆顯示器，4-監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)2、司鉆顯示器3和監(jiān)控計(jì)算機(jī)4，所述無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)I具有一個(gè)或多個(gè)，且設(shè)置在鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)區(qū)域和井口設(shè)備上，用于采集鉆井參數(shù)，并將所述鉆井參數(shù)通過(guò)短距離無(wú)線(xiàn)通信方式傳輸給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)2，其中，所述鉆井參數(shù)的數(shù)據(jù)為數(shù)字信號(hào)；
[0036]當(dāng)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)具有多個(gè)時(shí)，其對(duì)應(yīng)的傳感器種類(lèi)不同，并由傳感器節(jié)點(diǎn)1、傳感器節(jié)點(diǎn)2等等組成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)；
[0037]所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)2用于管理無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)2包括USB接口和USB轉(zhuǎn)串口模塊25，所述USB接口插接在司鉆顯示器3上，并用于將所述鉆井參數(shù)傳輸給司鉆顯示器3;所述司鉆顯示器3用于顯示鉆井參數(shù)，并將鉆井參數(shù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式傳輸給監(jiān)控計(jì)算機(jī)4，所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)4用于對(duì)鉆井參數(shù)進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
[0038]如圖2所示，所述無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)I包括傳感器模塊和電源模塊，所述傳感器模塊用于采集鉆井參數(shù)，所述電源模塊用于為傳感器模塊供電；
[0039]所述電源模塊包括殼體14、雙電源11、芯片12和傳感器接口 13，所述雙電源11和芯片12設(shè)置在殼體14內(nèi)，所述傳感器接口 13設(shè)置在殼體14外壁上；
[0040]所述芯片12包括電源管理元件121、第一微處理器122、第一 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊123和第一外圍電路模塊124，所述電源管理元件121用于控制雙電源11自動(dòng)切換，所述第一微處理器122用于對(duì)所述鉆井參數(shù)進(jìn)行處理，將處理后的鉆井參數(shù)通過(guò)第一 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊123傳輸給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)2，并用于設(shè)置所述第一 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊123的工作模式、冬眠模式及夢(mèng)狀態(tài)模式，所述短距離無(wú)線(xiàn)通信方式為Zigbee無(wú)線(xiàn)通信方式，所述第一外圍電路模塊124用于顯示所述第一 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊123的網(wǎng)絡(luò)指示狀態(tài)及接收數(shù)據(jù)包指示狀態(tài)。
[0041]其中，如圖4所示，雙電源11由兩塊電池111組成，電池111設(shè)計(jì)有充電接口和供電接口，充電接口采用的2pin接頭，即插即拔，方便使用，供電接口為彈簧觸點(diǎn)設(shè)計(jì)，方便使用。所述外殼具有用于容納所述電池111的電源倉(cāng)112，所述電源倉(cāng)112具有倉(cāng)體和倉(cāng)蓋，所述倉(cāng)體的內(nèi)設(shè)有導(dǎo)電觸頭1111和凸塊1112，所述雙電源11具有供電接口和開(kāi)關(guān)按鈕，所述電池111安裝在電源倉(cāng)112內(nèi)時(shí)，所述供電接口與所述導(dǎo)電觸頭1111相接觸，所述凸塊1112擠壓并開(kāi)啟所述開(kāi)關(guān)按鈕。所述開(kāi)關(guān)按鈕為船型開(kāi)關(guān)按鈕，所述船型開(kāi)關(guān)按鈕具有OFF端和ON端，所述電池111安裝在電源倉(cāng)112內(nèi)時(shí)，所述所述凸塊1112擠壓船型開(kāi)關(guān)按鈕的ON端，所述開(kāi)關(guān)按鈕還可以為輕觸開(kāi)關(guān)按鈕，所述電池111安裝在電源倉(cāng)112內(nèi)時(shí)，所述凸塊1112擠壓所述輕觸開(kāi)關(guān)按鈕，所述外殼上設(shè)有天線(xiàn)113和用于指示電池111電量的指示燈114，所述指示燈114與所述電源管理模塊連接。
[0042]所述傳感器模塊包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述傳感器的種類(lèi)根據(jù)監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行選擇。
[0043]所述傳感器為壓力傳感器、鉤載傳感器、絞車(chē)傳感器、栗壓傳感器、鉆井液液位和流量傳感器、氣體傳感器中的一種或多種，或者其他傳感器，本發(fā)明不限于實(shí)施例中的這幾種傳感器，可以根據(jù)監(jiān)測(cè)需要進(jìn)行選擇。
[0044]如圖3所示，所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)2還包括第二微處理器24、第二Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊22和電源21，所述第二微處理器24用于控制所述傳感器節(jié)點(diǎn)中的設(shè)備的睡眠與喚醒，將所述鉆井參數(shù)傳輸給司鉆顯示器3，并用于設(shè)置所述第二 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊22的工作模式、冬眠模式及夢(mèng)狀態(tài)模式，所述第二 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊22用于接收所述第一 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊123傳輸?shù)你@井參數(shù)。
[0045]所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)2還包括第二外圍電路模塊23，所述第二外圍電路模塊23用于顯示所述第二 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊22的網(wǎng)絡(luò)指示狀態(tài)及接收數(shù)據(jù)包指示狀態(tài)。
[0046]所述第二Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊22與第二微處理器24之間通過(guò)第一通用異步收發(fā)傳輸器連接。
[0047]所述第二微處理器24與USB轉(zhuǎn)串口模塊25通過(guò)第二通用異步收發(fā)傳輸器連接。
[0048]所述系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)路由器，所述路由器設(shè)置在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)I和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)2之間，用于接收傳感器模塊采集的鉆井參數(shù)，并將所述鉆井參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)至協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)2。
[0049]所述司鉆顯示器3和監(jiān)控計(jì)算機(jī)4之間的無(wú)線(xiàn)通信方式為wifi無(wú)線(xiàn)通信方式。
[0050]本發(fā)明的自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有如下有益效果:
[0051]1、本申請(qǐng)的鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，能夠靈活快速進(jìn)行安裝，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)采用USB接口形式，即插即用，且攜帶方便，司鉆顯示器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)wifi無(wú)線(xiàn)傳輸方式，更大程度地節(jié)約空間，后期維護(hù)便利，且極大降低了工程造價(jià)，提高了工作效果。
[0052]2、本申請(qǐng)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用雙電源供電模式，電池的續(xù)航能力極大提升，且傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備中耗電量最大的就是Zigbee無(wú)線(xiàn)通信，本申請(qǐng)中Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊在工作模式、冬眠模式和夢(mèng)狀態(tài)模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，遵循低功耗的原則，耗電量少。
[0053]3、本申請(qǐng)的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)采用航空接頭作為數(shù)據(jù)傳輸口，具備傳輸傳感器信號(hào)、代碼下載等功能，接口簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大。
[0054]4、本申請(qǐng)系統(tǒng)中多有元器件和硬件設(shè)備均滿(mǎn)足-40°C?80°C的工作溫度，且具備一定的防爆、防塵、防水、防震設(shè)計(jì)，適合環(huán)境較為惡劣的野外使用。
[0055]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(I)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)(2)、司鉆顯示器(3)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)(4)， 所述無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(I)具有一個(gè)或多個(gè)，且設(shè)置在鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)區(qū)域和井口設(shè)備上，用于采集鉆井參數(shù)，并將所述鉆井參數(shù)通過(guò)短距離無(wú)線(xiàn)通信方式傳輸給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)(2)，其中，所述鉆井參數(shù)的數(shù)據(jù)為數(shù)字信號(hào)； 所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)(2)用于管理無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)(2)包括USB接口和USB轉(zhuǎn)串口模塊(25)，所述USB接口插接在司鉆顯示器(3)上，并用于將所述鉆井參數(shù)傳輸給司鉆顯示器(3); 所述司鉆顯示器(3)用于顯示鉆井參數(shù)，并將鉆井參數(shù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式傳輸給監(jiān)控計(jì)算機(jī)(4)； 所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)(4)用于對(duì)鉆井參數(shù)進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(I)包括傳感器模塊和電源模塊，所述傳感器模塊用于采集鉆井參數(shù)，所述電源模塊用于為傳感器模塊供電； 所述電源模塊包括殼體(14)、雙電源(11)、芯片(12)和傳感器接口(13)，所述雙電源(11)和芯片(12)設(shè)置在殼體(14)內(nèi)，所述傳感器接口(13)設(shè)置在殼體(14)外壁上； 所述芯片(12)包括電源管理元件(121)、第一微處理器(122)、第一 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊(123)和第一外圍電路模塊(124)，所述電源管理元件(121)用于控制雙電源(11)自動(dòng)切換，所述第一微處理器(122)用于對(duì)所述鉆井參數(shù)進(jìn)行處理，將處理后的鉆井參數(shù)通過(guò)第一Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊(123)傳輸給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)(2)，并用于設(shè)置所述第一Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊(123)的工作模式、冬眠模式及夢(mèng)狀態(tài)模式，所述短距離無(wú)線(xiàn)通信方式為Zi gbee無(wú)線(xiàn)通信方式，所述第一外圍電路模塊(124)用于顯示所述第一 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊(123)的網(wǎng)絡(luò)指示狀態(tài)及接收數(shù)據(jù)包指示狀態(tài)； 所述傳感器接口( 13)用于與傳感器模塊相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器模塊包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述傳感器的種類(lèi)根據(jù)監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行選擇。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器為壓力傳感器、鉤載傳感器、絞車(chē)傳感器、栗壓傳感器、鉆井液液位和流量傳感器、氣體傳感器中的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項(xiàng)所述的自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)(2)還包括第二微處理器(24)、第二 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊(22)和電源(21)，所述第二微處理器(24)用于控制所述傳感器節(jié)點(diǎn)中的設(shè)備的睡眠與喚醒，將所述鉆井參數(shù)傳輸給司鉆顯示器(3)，并用于設(shè)置所述第二 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊(22)的工作模式、冬眠模式及夢(mèng)狀態(tài)模式，所述第二 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊(22)用于接收所述第一 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊(123)傳輸?shù)你@井參數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)(2)還包括第二外圍電路模塊(23)，所述第二外圍電路模塊(23)用于顯示所述第二 Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊(22)的網(wǎng)絡(luò)指示狀態(tài)及接收數(shù)據(jù)包指示狀態(tài)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊(22)與第二微處理器(24)之間通過(guò)第一通用異步收發(fā)傳輸器連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二微處理器(24)與USB轉(zhuǎn)串口模塊(25)通過(guò)第二通用異步收發(fā)傳輸器連接。9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任意一項(xiàng)所述的自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)路由器，所述路由器設(shè)置在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(I)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)(2)之間，用于接收傳感器模塊采集的鉆井參數(shù)，并將所述鉆井參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)至協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)(2)。10.根據(jù)權(quán)利要求6-8任意一項(xiàng)所述的自動(dòng)化鉆井井場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述司鉆顯示器(3)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)(4)之間的無(wú)線(xiàn)通信方式為wifi無(wú)線(xiàn)通信方式。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK106060151SQ201610486454
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】劉策, 于慶棟, 仇春松, 郝永杰, 梁任岳
【申請(qǐng)人】貝茲維儀器(蘇州)有限公司