[實用新型]適用于頁巖氣與致密氣井場的數據采集及監控系統

有效

• 申請號: 201420467539.3
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN204013909U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 李爽;呂澤鋒;王熒光;劉文偉;周誼;張琦;秦芳晨;吳剛;易良英;徐東旭
• 申請（專利權）人: 中油遼河工程有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04L29/08
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 郭海彬;范曉斌

技術領域

本實用新型涉及頁巖氣與致密氣井場的設備，特別是涉及一種適用于頁巖氣與致密氣井場的數據采集及監控系統。

背景技術

目前頁巖氣與致密氣工業所采用的數據采集及監控系統都是借用石油、天然氣行業的成果，難以滿足頁巖氣與致密氣工業對數據采集及監控系統的客觀需求，突出的問題主要體現在數據采集及監控系統的數據傳輸網絡環節，具體體現在以下幾個方面：

1.基于有線介質的監控網絡系統，要求架設有線網絡，將會導致野外線路架設困難(尤其是在偏遠山區)、有線介質線路材料和敷設的建設成本非常高，而且在某些地方無法敷設有線介質而造成無法通訊。

2.基于有線介質的監控網絡系統，建設周期長，有線介質線路容易遭到破壞，因此生產運營期線路維護成本較高，而且在開采地點轉移時有線介質無法再次使用造成巨大浪費。

3.巖氣與致密氣的井場大部分處于偏遠山區，往往沒有無線公網信號覆蓋，無法完全依靠通訊運營商的無線公網。并且，無線公網數據傳輸的時延、傳輸路徑、可靠性、網絡擁堵狀況以及網絡管理、維修等過分依賴通訊運營商，都不是主動可控的，因此無法用于遠程控制指令的傳輸。再者，無線公網的運行費用較高，這個問題在視頻信號傳輸時尤為突出。

4.GPRS傳輸模式的帶寬較窄(40～100Kbps)，只能用于少量的工藝數據傳輸，而無法滿足視頻監控的海量數據流的實時傳輸。

總之，由于線路架設困難、受信號覆蓋限制、帶寬窄、成本高、網絡非主動可控等弊端，應用于石油、天然氣行業的數據采集及監控系統，難以直接應用于頁巖氣及致密氣工業。

實用新型內容

本實用新型目的是要提供一種能直接適用于頁巖氣與致密氣井場的數據采集及監控系統來克服現有技術線路架設困難、成本高的問題。

特別地，本實用新型提供了一種適用于頁巖氣與致密氣井場的數據采集及監控系統，包括：

井場終端子系統，布置于所述井場；

無線主干網絡子系統，與所述井場終端子系統有線連接并通訊；所述無線主干網絡子系統由無線公網和無線節點網絡組成，其中所述無線節點布置于井場中所述無線公網未覆蓋的區域；

監控終端子系統，與所述無線主干網絡子系統有線連接并通訊；

無線網絡管理子系統，連接所述無線主干網絡子系統。

進一步地，所述井場終端子系統包括：視頻圖像采集模塊、視頻圖像壓縮模塊、工藝數據采集模塊、編碼模塊、信息發送模塊和信息接收模塊。

進一步地，所述視頻圖像采集模塊為攝像機，所述視頻圖像壓縮模塊及編碼模塊為數字視頻DSP壓縮編碼卡。

進一步地，所述無線主干網絡子系統由多個無線節點組成，所述多個無線節點分為葉節點、枝節點和根節點；

其中，所述葉節點與所述井場終端子系統相連；

其中，所述根節點與所述監控終端子系統相連；

其中，所述枝節點布置于相距較遠的葉節點與根節點之間。

進一步地，所述多個無線節點間通過無線連接；

所述根節點與所述監控終端子系統通過有線連接；

所述葉節點與所述井場終端子系統通過有線連接。

進一步地，所述監控終端子系統由接口模塊、顯示模塊、存儲模塊、控制模塊組成；

其中，所述無線主干網絡子系統通過所述接口模塊與所述監控終端子系統連接。

進一步地，所述接口模塊為以太網接口，所述顯示模塊為顯示器，所述存儲模塊為硬盤存儲器，所述控制模塊為CPU；

所述監控終端子系統與所述無線主干網絡子系統通過冗余的方式進行有線連接。

進一步地，所述無線網絡管理子系統由無線網絡設備監控模塊和安全管理模塊組成。

本實用新型具有如下優點：

本實用新型的無線主干網絡子系統，由無線公網和無線節點網絡組成，其中所述無線節點布置于井場中所述無線公網未覆蓋的區域，從而實現了頁巖氣與致密氣井場的無線高覆蓋，克服了鋪設線纜的困難，降低了建設、維護、運營成本。

本實用新型實現了井場的集中監控，大大削減了人工巡井的工作量，有效提高了井場的可靠性和安全性。

由于井場地處偏遠，無線信號的相互干擾較少，通過無線公網和無線節點網絡的相互融合和互為補充，提高數據傳輸的可靠性，從而使本實用新型實現了由單一工藝數據的監視到集工藝數據和視頻圖像數據的監視與控制。