[實用新型]一種用于煤層氣井無線節點通信網絡的監控系統

有效

• 申請號: 201320828713.8
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN203801024U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 裴紅;趙猛;謝加才;趙文學;劉偌伍;李閱明;潘艷華;閆日雄;韓克江;劉帥
• 申請（專利權）人: 中國寰球工程公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明涉及煤層氣生產井監控領域，具體而言，涉及一種用于煤層氣井無線節點通信網絡的監控系統。

背景技術

煤層氣俗稱“瓦斯”，存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體，是煤的伴生礦產資源，屬非常規天然氣，1立方米純煤層氣的熱值相當于1.13kg汽油、1.21kg標準煤，其熱值與天然氣相當，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產生任何廢氣，是上好的工業、化工、發電和居民生活燃料。但其開采、集輸的技術難度大，建設和運營成本較高。

煤層氣具有不同于常規油氣集輸的生產特點：

煤層氣井多、井距小、低壓、低產（不足天然氣井的1/10），經濟效益不高；

煤層氣井場位于偏遠山區，部分區域無無線公網信號的覆蓋，通信困難；

自動化水平不高，采用就地儀表，依靠人工巡井抄表和人工操作；

井場分布廣（井多），地形復雜（山巒重疊、溝壑縱橫），人工巡井工作量巨大，惡劣天氣時無法達到井場；

煤層氣研究和開發在“十一五”取得了豐碩的成果，但實際生產中仍然存在的一定問題：

無信號覆蓋區域成為監控盲區，過分依賴移動運營商；

視頻監控成本居高不下；

工藝參數得不到及時調整，煤層氣集輸效益難以提高；

流程自動切換及突發事件應急處理不及時；

煤層氣不同于常規油氣（如天然氣），其具有低壓、低產、井多并且多處于偏遠山區等生產特點，自動化水平低、經濟效益低、安全水平低嚴重阻礙了煤層氣工業的發展。主要原因之一為井區的通信網絡鏈路問題，即井場工藝數據/視頻數據無法上行至中控室，中控室的控制指令無法下行至井場。

隨著煤層氣規模開發，提高集輸的安全性和經濟效益，這些問題顯得更為突出。

發明內容

本發明提供一種用于煤層氣井無線節點通信網絡的監控系統，用以克服現有技術中存在的上述問題。

為達到上述目的，本發明提供了一種用于煤層氣井無線節點通信網絡的監控系統，其特征在于，包括：現場終端子系統、無線主干網子系統、監控終端子系統以及供電子系統，其中：

現場終端子系統包括多個工藝參數采集設備和多個視頻采集設備，每個工藝參數采集設備和每個視頻采集設備設置在一個煤層氣生產井中，采集該煤層氣生產井中的工藝參數數據和視頻圖像數據；

無線主干網子系統包括多個無線收發節點設備和一個無線收發根節點設備，每個無線收發節點設備設置在一個煤層氣生產井的井口處，與設置在該煤層氣生產井中的工藝參數采集設備和視頻采集設備相連接，并接收其所采集的工藝參數數據和視頻圖像數據，無線收發節點設備和無線收發根節點設備之間無線通信連接，將所接收的工藝參數數據和視頻圖像數據無線發送給無線收發根節點設備；

監控終端子系統與無線收發根節點設備相連接，無線收發根節點設備將所接收的工藝參數數據和視頻圖像數據發送給監控終端子系統，監控終端子系統將控制信號發送給無線收發根節點設備，無線收發根節點設備將控制信號發送給相應的無線收發節點設備，該無線收發節點設備將控制信號發送給與其相連接的執行裝置；

供電子系統分別為現場終端子系統、無線主干網子系統、監控終端子系統供電。

可選的，監控終端子系統包括接口模塊、信息存儲模塊、信息顯示模塊和控制模塊，其中：

接口模塊連接在無線收發根節點設備與信息存儲模塊之間，信息顯示模塊與信息存儲模塊相連接，無線收發根節點設備將所接收的工藝參數數據和視頻圖像數據通過接口模塊發送給信息存儲模塊進行存儲，并進而發送給信息顯示模塊進行顯示；

控制模塊與接口模塊相連接，控制模塊將控制信號通過接口模塊發送給無線收發根節點模塊。

可選的，在每個無線收發節點設備處，供電子系統包括太陽能電池板、太陽能控制器、蓄電池，其中：

太陽能電池板與無線收發節點設備相連接，太陽能控制器連接在太陽能電池板與蓄電池之間。

可選的，供電子系統還包括穩壓模塊和浪涌保護模塊，穩壓模塊連接在太陽能電池板與無線收發節點設備之間，浪涌保護模塊與太陽能電池板相連接。