具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)，包括：井下數(shù)據(jù)采集裝置、地面數(shù)據(jù)處理分析裝置和通信裝置，井下數(shù)據(jù)采集裝置通過壓力傳感器、溫度傳感器和三維加速度傳感器測試壓力值、溫度值和三維加速值，發(fā)送給地面數(shù)據(jù)處理分析裝置，地面數(shù)據(jù)處理分析裝置接收數(shù)據(jù)，通過高性能處理器電路單元將參數(shù)還原為井下數(shù)據(jù)采集裝置的振動軌跡及幅度，建立工況數(shù)據(jù)模型，識別井下異常工況，并將采集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果、報(bào)警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至后臺服務(wù)器。通過上述方式，本實(shí)用新型具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)及其測量方法，能夠?qū)崟r(shí)采集井下實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)，通過算法處理，實(shí)時(shí)還原井下工況，針對異常工況及時(shí)上報(bào)。
【專利說明】具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤層氣排采領(lǐng)域，特別是涉及一種具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)。

【背景技術(shù)】
[0002]智能井下壓力計(jì)是煤層氣智慧排采控制系統(tǒng)的核心儀表，其優(yōu)劣直接影響到整個煤層氣排采控制的可靠運(yùn)行。煤層氣排采過程中，壓力計(jì)可以測量出井下多個參數(shù)值，比如井下的壓力和溫度值，根據(jù)這些測量值可以更好的判斷井下有無異?，F(xiàn)象，對煤層順利氣排采具有非常重要的意義。
[0003]然而井下工況復(fù)雜且變化多端，一些異常的劇烈振動可能會造成井下設(shè)備損壞甚至破壞井下煤層結(jié)構(gòu)，從而造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。通過給智能井下壓力計(jì)增加振動傳感功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測井下振動情況，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)預(yù)警，以便客戶及時(shí)采取防范措施，處理異常狀況，避免損失。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)，能夠?qū)崟r(shí)采集井下實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)，通過算法處理，實(shí)時(shí)還原井下工況，針對異常工況及時(shí)上報(bào)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的一個技術(shù)方案是:提供一種具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)，包括:井下數(shù)據(jù)采集裝置、地面數(shù)據(jù)處理分析裝置和通信裝置，井下數(shù)據(jù)采集裝置和地面數(shù)據(jù)處理分析裝置通過通信裝置相連接，所述井下數(shù)據(jù)采集裝置包括至少一組檢測裝置，檢測裝置通過通信裝置上傳實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述檢測裝置包括三維加速度傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，所述地面數(shù)據(jù)處理分析裝置接收井下數(shù)據(jù)采集裝置上傳的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)并向井下數(shù)據(jù)采集裝置供電。
[0006]在本實(shí)用新型一個較佳實(shí)施例中，所述通信裝置為通信電纜，所述井下數(shù)據(jù)采集裝置還包括管體，所述檢測裝置設(shè)置在管體內(nèi)，所述通信電纜一端與管體相連接，另一端與地面數(shù)據(jù)處理分析裝置相連接。
[0007]在本實(shí)用新型一個較佳實(shí)施例中，所述井下數(shù)據(jù)采集裝置還包括微處理器電路單元和地面通信單元，所述微處理器電路單元分別與三維加速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和地面通信單元相連接，所述地面通信單元與地面數(shù)據(jù)處理分析裝置進(jìn)行通信。
[0008]在本實(shí)用新型一個較佳實(shí)施例中，所述檢測裝置還包括三維角速度傳感器和地磁傳感器。
[0009]在本實(shí)用新型一個較佳實(shí)施例中，所述地面數(shù)據(jù)處理分析裝置包括井下通信單元、高性能處理器電路單元和無線通信單元，所述井下通信單元、高性能處理器電路單元和無線通信單元依次連通，所述井下通信單元與井下數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行通信。
[0010]在本實(shí)用新型一個較佳實(shí)施例中，所述地面數(shù)據(jù)處理分析裝置通過無線網(wǎng)絡(luò)與后臺服務(wù)器相連通。
[0011 ] 在本實(shí)用新型一個較佳實(shí)施例中，所述無線網(wǎng)絡(luò)包括GSM/GPRS、WCDMA、LTE、Wifi和Zigbee0
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)，能夠?qū)崟r(shí)采集井下實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)，通過算法處理，實(shí)時(shí)還原井下工況，針對異常工況及時(shí)上報(bào)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0014]圖1是本實(shí)用新型具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是圖1所示的井下數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是圖1所示的地面數(shù)據(jù)處理分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4是圖3所示的處理算法結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]附圖中各部件的標(biāo)記如下:1、井下數(shù)據(jù)采集裝置，2、地面數(shù)據(jù)處理分析裝置，3、通信裝置，4、三維加速度傳感器，5、溫度傳感器，6、壓力傳感器，7、無線網(wǎng)絡(luò)，8、后臺服務(wù)器，
11、微處理器電路單元，12、地面通信單元，21，井下通信單元，22、高性能處理器電路單元，
23、無線通信單元。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將對本實(shí)用新型實(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)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0020]請參閱圖1和圖4，一種具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)，包括:井下數(shù)據(jù)采集裝置1、地面數(shù)據(jù)處理分析裝置2和通信裝置3，井下數(shù)據(jù)采集裝置I和地面數(shù)據(jù)處理分析裝2置通過通信裝置3相連接，井下數(shù)據(jù)采集裝置I包括至少一組檢測裝置，檢測裝置通過通信裝置上傳實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，檢測裝置包括三維加速度傳感器4、溫度傳感器5和壓力傳感器6，地面數(shù)據(jù)處理分析裝置2接收井下數(shù)據(jù)采集裝置I上傳的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)并向井下數(shù)據(jù)采集裝置I供電，三維加速度傳感4采樣速率、精度及檢測加速度閾值可設(shè)置，并可以采集超過設(shè)置閾值瞬間的至少16組三維加速度值，以更精確地捕捉異常振動瞬間井下裝置的振動軌跡及幅度。
[0021]另外，所述通信裝置2為通信電纜，所述井下數(shù)據(jù)采集裝置I還包括管體，所述檢測裝置設(shè)置在管體內(nèi)，所述通信電纜一端與管體相連接，另一端與地面數(shù)據(jù)處理分析裝置2相連接，地面數(shù)據(jù)處理分析裝置3給井下數(shù)據(jù)采集裝置I供電，并接收井下數(shù)據(jù)采集裝置I上傳的實(shí)時(shí)壓力值、溫度值以及三維加速度值。
[0022]另外，井下數(shù)據(jù)采集裝置I還包括微處理器電路單元11和地面通信單元12，微處理器電路單元11分別與三維加速度傳感器4、溫度傳感器5、壓力傳感器6和地面通信單元相12連接，地面通信單元12與地面數(shù)據(jù)處理分析裝置2進(jìn)行通信。
[0023]另外，檢測裝置還包括三維角速度傳感器和地磁傳感器，以進(jìn)一步提升井下裝置的振動檢測精度。
[0024]另外，地面數(shù)據(jù)處理分析裝置2包括井下通信單元21、高性能處理器電路單元22和無線通信單元23，井下通信單元21、高性能處理器電路單元22和無線通信單元23依次連通，井下通信單元21與井下數(shù)據(jù)采集裝置I進(jìn)行通信，地面數(shù)據(jù)處理分析裝置2運(yùn)行數(shù)據(jù)處理及分析算法，將獲取的三維加速度值還原為井下數(shù)據(jù)采集裝置I的振動軌跡及幅度，并結(jié)合壓力、溫度等參數(shù)，建立工況數(shù)據(jù)模型，及時(shí)識別并上報(bào)井下異常工況，提前預(yù)
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目O
[0025]另外，所述地面數(shù)據(jù)處理分析裝置2通過無線網(wǎng)絡(luò)7與后臺服務(wù)器8相連通，地面數(shù)據(jù)處理分析裝置2具有無線遠(yuǎn)傳功能，可將現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果、告警等信息通過無線網(wǎng)絡(luò)7傳送至后臺服務(wù)器8，以便運(yùn)營維護(hù)人員及時(shí)獲知、分析、判斷及處理異常情況。
[0026]一種具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)的測量方法，包括以下步驟:
[0027]a.井下數(shù)據(jù)采集裝置I通過壓力傳感器6、溫度傳感器5和三維加速度傳感器4分別測試壓力值、溫度值和三維加速值，并通過地面通信單元12發(fā)送給地面數(shù)據(jù)處理分析裝置3，三維加速度傳感器4的采樣速率、精度及檢測加速度閾值可設(shè)置，并可以采集超過設(shè)置閾值瞬間的至少16組三維加速度值，以更精確地捕捉異常振動瞬間井下裝置的振動軌跡及幅度。此外，井下數(shù)據(jù)采集裝置I可擴(kuò)展增加三維角速度傳感器和地磁傳感器，以進(jìn)一步提升井下裝置的振動檢測精度；
[0028]b.地面數(shù)據(jù)處理分析裝置2通過井下通信單元21接收井下數(shù)據(jù)采集裝置I發(fā)送的數(shù)據(jù)，并且通過高性能處理器電路單元22運(yùn)行數(shù)據(jù)處理及分析算法將獲取的三維加速度值還原為井下數(shù)據(jù)采集裝置的振動軌跡以及幅度，并結(jié)合壓力、溫度，建立工況數(shù)據(jù)模型，及時(shí)識別井下異常工況，提前預(yù)警，并將采集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果、報(bào)警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)7發(fā)送至后臺服務(wù)器8。以便運(yùn)營維護(hù)人員及時(shí)獲知、分析、判斷及處理異常情況。無線網(wǎng)絡(luò)包括 GSM/GPRS、WCDMA, LTE、Wifi 和 Zigbee。
[0029]另外，所述分析算法包括以下步驟:接收及存儲井下實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；對數(shù)據(jù)濾波預(yù)處理；計(jì)算振動軌跡以及振幅；煤氣井下實(shí)時(shí)工況分析；最終分析結(jié)果數(shù)據(jù)及異常警告通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器用于后續(xù)分析、判讀和處理。
[0030]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)及其測量方法，能夠?qū)崟r(shí)采集井下實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)，通過算法處理，實(shí)時(shí)還原井下工況，針對異常工況及時(shí)上報(bào)。
[0031]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)，其特征在于，包括:井下數(shù)據(jù)采集裝置、地面數(shù)據(jù)處理分析裝置和通信裝置，井下數(shù)據(jù)采集裝置和地面數(shù)據(jù)處理分析裝置通過通信裝置相連接，所述井下數(shù)據(jù)采集裝置包括至少一組檢測裝置，檢測裝置通過通信裝置上傳實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述檢測裝置包括三維加速度傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，所述地面數(shù)據(jù)處理分析裝置接收井下數(shù)據(jù)采集裝置上傳的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)并向井下數(shù)據(jù)采集裝置供電，所述地面數(shù)據(jù)處理分析裝置包括井下通信單元、高性能處理器電路單元和無線通信單元，所述井下通信單元、高性能處理器電路單元和無線通信單元依次連通，所述井下通信單元與井下數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)，其特征在于，所述通信裝置為通信電纜，所述井下數(shù)據(jù)采集裝置還包括管體，所述檢測裝置設(shè)置在管體內(nèi)，所述通信電纜一端與管體相連接，另一端與地面數(shù)據(jù)處理分析裝置相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)，其特征在于，所述井下數(shù)據(jù)采集裝置還包括微處理器電路單元和地面通信單元，所述微處理器電路單元分別與三維加速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和地面通信單元相連接，所述地面通信單元與地面數(shù)據(jù)處理分析裝置進(jìn)行通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)，其特征在于，所述檢測裝置還包括三維角速度傳感器和地磁傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)，其特征在于，所述地面數(shù)據(jù)處理分析裝置通過無線網(wǎng)絡(luò)與后臺服務(wù)器相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有振動傳感功能的煤層氣井下壓力計(jì)，其特征在于，所述無線網(wǎng)絡(luò)包括 GSM/GPRS、WCDMA、LTE, Wifi 和 Zigbee。
【文檔編號】E21B47/06GK204002767SQ201420082700
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】李瑾, 臧偉 申請人:常州凱銳自動化控制設(shè)備有限公司