[实用新型]一种无线传输钻井参数仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及钻井监测装置领域，具体是一种无线传输钻井参数仪。

背景技术

目前钻井参数仪数据传输数据大多是靠有线通信，而有线传输受地理环境影响较大，不能任意铺设，且可扩充性差，在钻井搬迁过程中拆卸和安装工作量大；相比较而言，无线通信却具有高移动性、通信范围不受环境条件的限制、传输范围能得到较大地拓宽等优点。在这种情况下，研制开发了无线传输钻井参数仪。无线钻井参数仪在钻井过程中，具有实时采集、无线传输、实时监控以及计算机分析与打印等功能，从而提高了钻井现场参数采集与记录分析的准确性、可靠性，使钻井参数仪器仪表更具实用性，实现了更新换代。如名称为：体化钻井泥浆参数监测系统（申请号：200920246845.3），名称为：钻井综合参数无线传输装置（申请号：201120575580.9）等技术方案虽然采用了无线传输技术方案，但功能比较单一，无法满足钻井作业综合化需求。

发明内容

本实用新型由钻井指挥观测室和钻井现场两部分组成，所述钻井指挥观测室部分由通信接口、系统观测工控机和打印机组成，所述钻井现场部分由井台实时监测管理站和智能分站组成。其中，通信接口是钻井现场的井台实时监测管理站、智能分站与系统观测工控机数据交换的电气通道，同时还具有现场参数超限时的报警功能；系统观测工控机可以增加、删除系统挂接的智能分站，各类监测参数的类型定义，报警上下限的设置与修改以及正常工作时显示现场的各个参数信息，并将数据实时显示在工作界面上，同时对历史数据进行分类管理，包括定时存储、显示实时曲线、生成各类报表并可以输出等；打印机可以将各类参数、图标记录在纸质介质上；井台实时监测管理站能够采集和存储智能分站监测的数据信息，并将智能分站监测的信息上传给钻井指挥观测室，井台实时监测管理站还可以井台上作业的人员能实时地观察到智能分站监测的各类信息参数，并且对各类参数一旦超限时提供声光报警，及时提醒工作人员现场参数的异常情况，以最快的速度采取应急措施，避免事故的发生和扩大化。智能分站能够监测钻井过程中各类物理参数，并能将各类物理参数转换成电信号，智能分站将各类传感器信息经采集、处理后存放在自己的内存中供井台实时监测管理站和钻井指挥观测室实时调用。

作为改进， 所述通信接口包括无线模块、声光报警装置、通信接口变换驱动和工控机串行口，其中无线模块采用透明式数据传输，内装E²PROM及看门狗电路，而且掉电后可记忆设置参数，具有组网通信模式；工业级产品设计，工作温度范围宽，可适合野外工作；传输距离较远，便于点对多点的通信；通信接口变换驱动将工控机串行口RS-232信号电平转换为TTL电平，实现与无线模块间的电平信号对接。

作为改进，所述智能分站包括液位智能分站、泵压智能分站、悬重智能分站和H₂S浓度智能分站。其中，液位智能分站用于监测泥浆池液位，泵压智能分站用于监测泥浆泵出口压力，悬重智能分站用于监测井台钻具悬重，H₂S浓度智能分站用于监测泥浆出口处的H₂S浓度的。所述智能分站包括无线模块、传感器、A/D转换器、单片机、电源及电源变换/检测报警电路、存储器、看门狗电路。传感器能将检测的4～20mA的输出信号转变为电压信号，并通过A/D转换器，将模拟量转变成线性的数字量，并通过工程量变换达到现场测试范围的要求。在设计直流电池供电和交直流供电时，我们考虑到电池的工作时效的问题，在整个电路设计中，增加了电源及电源变换、检测报警电路，监测单片机工作用的12V直流电源和传感器用的24V直流电源，以保证电路正常工作及测量数据的准确性，并将电源报警信息及时上传至监测工控机。为实现数据存储和提高系统运行的抗干扰能力，在单片机系统中扩充了存储器和增加了看门狗电路。

作为改进，所述液位智能分站的传感器为THE PROBE一体化超声波液位传感器，所述泵压智能分站和悬重智能分站传感器为防爆型JYB-KB-PAG型压力传感器，所述H₂S浓度智能分站选用的传感器为MF420C型气体浓度传感器。上述传感器满足系统体积、功耗的要求。A/D转换器采用12位的串行A/D转换器TLC2543。无线模块选取的是北京捷麦公司的D21DL型无线数传模块，适合野外工作，传输距离较远，便于点对点通信。