[发明专利]一种基于无线传感器网络的压裂裂缝监测系统及其工作方法

权利要求书

1.一种基于无线传感器网络的压裂裂缝监测系统，其特征在于，包括本地监测中心、汇聚节点和多个无线传感器节点；无线传感器节点部署在监测区域内构成自组织网络；无线传感器节点与汇聚节点通过多跳网络无线连接；汇聚节点通过外部网络与本地监测中心连接。

2.根据权利要求1所述的种基于无线传感器网络的压裂裂缝监测系统，其特征在于，所述汇聚节点是连接无线传感器节点构成的自组织网络与外部网络的网关。

3.根据权利要求1所述的种基于无线传感器网络的压裂裂缝监测系统，其特征在于，汇聚节点通过与串口连接；串口与本地监测中心通过外部网络连接。

4.根据权利要求1所述的种基于无线传感器网络的压裂裂缝监测系统，其特征在于，所述无线传感器节点包括，依次连接的传感器模块、处理器模块和无线通信模块；所述传感器模块包括定位传感器和信号调理电路；所述处理器模块包括依次连接的A/D转换器、CPU和存储器；定位传感器通过信号调理电路与A/D转换器连接。

5.一种如权利要求1-4任意一项所述压裂裂缝监测系统的工作方法，其特征在于，包括步骤如下：

1)将无线传感器节点与携砂液均匀混合得到压裂液体；

2)进行压裂操作；

将所述压裂液体泵入压裂裂缝；无线传感器节点随着压裂液体进入压裂裂缝中，无线传感器节点通过所述定位传感器记录自身的位置信息和轨迹信息，并将所述位置信息和的轨迹信息传输给汇聚节点；

3)汇聚节点将收集到的无线传感器节点自身的位置信息和的轨迹信息经过串口转发至本地监测中心；本地监测中心进行数据存储、图形化显示。

6.根据权利要求5所述压裂裂缝监测系统的工作方法，其特征在于，所述压裂液体还包括支撑剂。

7.根据权利要求5所述压裂裂缝监测系统的工作方法，其特征在于，所述携砂液包括固体组分，所述固体组分为英砂粒、核桃壳、椰子壳、玻璃球或烧结瓷球。

8.根据权利要求7所述压裂裂缝监测系统的工作方法，其特征在于，所述携砂液中的固体组分与无线传感器节点的混合质量比大于等于20：1。

9.根据权利要求5所述压裂裂缝监测系统的工作方法，其特征在于，本地监测中心进行数据存储、图形化显示的具体步骤为，待裂缝形成后，无线传感器节点将记录的自身的位置信息和轨迹信息传输至本地监测中心进行储存，利用matlab plot3语句绘制无线传感器节点的运动轨迹，将所有无线传感器节点的运动轨迹进行叠加绘制，最终得到裂缝的形状。

10.根据权利要求9所述压裂裂缝监测系统的工作方法，其特征在于，无线传感器节点通过地层压力变化判断裂缝的形成。