[实用新型]基于无线传感器网络的钻井工程监控系统

说明书

技术领域

本实用新型属于石油天然气钻井工程的生产安全监控技术领域，特别是一种基于无线传感器网络的钻井工程监控系统。

背景技术

钻井过程中的安全问题一直是石油天然气开采的面临的重要课题。此外由于钻井作业每打完一口井就需要更换地方，钻井设施搬迁较为频繁，有线方式的钻井监测报警系统，安装时需要重新布线，这不仅成本较高，而且经常可能由于井场复杂的环境使得传感器信号线损坏，是一件非常繁琐的事情。此外，钻井起钻灌浆的控制对钻井安全也有重要的意义，操作不当极易诱发钻井安全事故的发生。针对钻井作业的安全问题，市场上已有一些以有线方式(485/CAN总线)进行数据传输的钻井监测与起钻自动灌浆系统，且都是基于有线的信号传输方式实现监测与控制的。现有的一项专利技术“对钻井现场起下钻过程进行监测与自动灌浆控制的方法”(申请号：200710172833.6)采用CAN总线结合其他钻井仪表实现起下钻的井漏溢流监测与自动灌浆控制。该系统也是采用的有线方式，其监测的效果和作用有限。在现有的钻井监测系统及相关的专利技术中尚没有一个系统使用无线传感器网络(WirelessSensor Network，WSN)技术获取钻井监测参数，建立完善的钻井事故模型与工况模型，它们对溢流井漏的监测也没有考虑到高压泵启停和补充胶液等所引起的泥浆罐内泥浆的扰动量。

因此，采用无线方式实现钻井工程参数的数据采集和传输，对于建立完善的钻井事故监测模型、实现起钻自动灌浆对钻井工程的安全作业具有重要的现实意义。

发明内容

本实用新型旨在提供一种采用无线方式进行数据采集和传输、减少布线施工及重复施工成本的基于无线传感器网络的钻井工程监控系统。

本实用新型的技术方案是：基于无线传感器网络的钻井工程监控系统，其不同之处在于：包括现场监控计算机、无线传感器网络、传感器、输出装置，无线传感器网络包括一个协调器节点和若干终端节点，每个节点均配置有无线收发模块，协调器节点与计算机连接，传感器、输出装置分别连接到终端节点上，所述输出装置包括报警装置。

基于无线传感器网络的钻井工程监控系统，其不同之处在于：包括远程监控计算机、现场监控计算机、无线传感器网络、传感器、输出装置，无线传感器网络包括一个协调器节点和若干终端节点，每个节点均配置有无线收发模块，协调器节点与计算机连接，传感器、输出装置分别连接到终端节点上，所述输出装置包括报警装置，所述远程监控计算机通过有线或无线网络与现场监控计算机通信。

按以上方案，所述协调器节点自动组建和维护无线传感器网络，并通过串口和现场监控计算机通讯，下达现场监控计算机的指令并上传终端节点采集的数据给现场监控计算机。

按以上方案，所述无线传感器网络节点间的无线通讯采用ZigBee协议。

按以上方案，还包括现场监控控制柜，所述现场监控计算机安装在现场监控控制柜中。

按以上方案，所述终端节点连接的传感器包括超声波液位传感器、泵冲传感器、绞车传感器、压力传感器、流量传感器、硫化氢浓度传感器。

按以上方案，所述现场监控计算机通过RS232串口从无线传感器网络获取钻井工程参数、处理保存数据及以图形界面显示参数。

按以上方案，所述报警装置包括防爆声光报警灯。

按以上方案，所述无线网络数据采集传输网络节点包括电源模块、带AD转换功能的嵌入式无线收发模块、IO口、串口。

对比现有技术，本实用新型的有益效果如下：

1、基于无线传感器网络的钻井工程监控系统，其不同之处在于：包括现场监控计算机、无线传感器网络、传感器、输出装置，无线传感器网络包括一个协调器节点和若干终端节点，每个节点均配置有无线收发模块，协调器节点与计算机连接，传感器、输出装置分别连接到终端节点上，所述输出装置包括报警装置。