[發(fā)明專利]一種注水井無人巡井智能監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610699762.4
• 申請(qǐng)日: 2016-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN106321034B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李麗;劉懷慶;安淑凱;周昕瑞;譚金華;李磊;孫笛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津凡爾赫科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): E21B43/20
• 分類號(hào): E21B43/20;E21B47/06;E21B47/00
• 代理公司: 天津中環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 12105
• 代理人: 胡京生

1.一種注水井無人巡井智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括一體化高壓流量自控儀、無線壓力變送器、注水井智能監(jiān)控柜、3G/4G路由器、計(jì)算機(jī)，所述一體化高壓流量自控儀為流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥、執(zhí)行器及控制器四部分集于一體，所述注水井智能監(jiān)控柜內(nèi)設(shè)有斷路器、DC24V開關(guān)電源、注水井?dāng)?shù)據(jù)采集控制模塊、DTU無線數(shù)據(jù)終端、線槽接線端子，其特征在于：還包括注水井?dāng)?shù)據(jù)采集控制模塊，注水井?dāng)?shù)據(jù)采集控制模塊設(shè)置在注水井智能監(jiān)控柜內(nèi)；所述注水井?dāng)?shù)據(jù)采集控制模塊連接一體化高壓流量自控儀和DTU無線數(shù)據(jù)終端H7710，能夠向這兩個(gè)單元寫入或讀取數(shù)據(jù)，DTU無線數(shù)據(jù)終端H7710與3G/4G路由器為無線連接，通過空中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，3G/4G路由器與用戶計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)線連接，無線壓力變送器獲取讀取指令后，將油管壓力、套管壓力以無線方式傳送給注水井?dāng)?shù)據(jù)采集控制模塊，用戶計(jì)算機(jī)安裝有注水井無人巡井智能監(jiān)控軟件；

所述的注水井?dāng)?shù)據(jù)采集控制模塊包括按鍵輸入單元、溫度傳感輸入單元、天文時(shí)鐘電路 、電源變換單元、信號(hào)過零采集單元、MCU主控單元、LED數(shù)顯單元、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)單元、聲音報(bào)警單元、可控輸出信號(hào)單元、開關(guān)量輸出單元，所述MCU主控單元分別與按鍵輸入單元、溫度傳感輸入單元、天文時(shí)鐘電路 、電源變換單元、信號(hào)過零采集單元、LED數(shù)顯單元、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)單元、聲音報(bào)警單元、可控輸出信號(hào)單元、開關(guān)量輸出單元連接。

2.一種采用權(quán)利要求1所述的注水井無人巡井智能監(jiān)控方法，其特征在于：步驟如下，

第一步，注水井無人巡井智能監(jiān)控軟件在用戶計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，設(shè)定計(jì)數(shù)器使用外部參考信號(hào)，設(shè)定計(jì)數(shù)器采集門限，發(fā)送讀取瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、油管壓力、套管壓力的指令，這些指令通過3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給注水井智能監(jiān)控柜的DTU無線數(shù)據(jù)終端H7710，DTU無線數(shù)據(jù)終端H7710接收到指令，轉(zhuǎn)換成RS232協(xié)議指令發(fā)給注水井?dāng)?shù)據(jù)采集控制模塊，注水井?dāng)?shù)據(jù)采集控制模塊內(nèi)部的RS232接口電路將RS232協(xié)議指令轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)，發(fā)給主控單元PIC16F1937的串口0，主控單元PIC16F1937解析串口0接收的數(shù)據(jù)，得出測量瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、油管壓力、套管壓力的指令，由串口1發(fā)送給RS485接口電路，RS485接口電路與一體化高壓流量自控儀相連，一體化高壓流量自控儀獲取讀取指令后，將現(xiàn)有瞬時(shí)流量、累計(jì)流量實(shí)際數(shù)值通過RS485接口返回給注水井?dāng)?shù)據(jù)采集控制模塊的RS485接口電路, 無線壓力變送器獲取讀取指令后，將油管壓力、套管壓力以無線方式傳送給注水井?dāng)?shù)據(jù)采集控制模塊，RS485接口電路輸出串口數(shù)據(jù)發(fā)給主控單元PIC16F1937的串口1，主控單元PIC16F1937解析串口1接收的數(shù)據(jù)，得到瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、油管壓力、套管壓力的數(shù)據(jù)，主控單元PIC16F1937將這些數(shù)據(jù)由串口0發(fā)給RS232接口電路，DTU無線數(shù)據(jù)終端H7710收到測試數(shù)據(jù)，通過3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給3G/4G路由器，3G/4G路由器將測試數(shù)據(jù)傳回給注水井無人巡井智能監(jiān)控軟件，注水井無人巡井智能監(jiān)控軟件解析上傳上來的數(shù)據(jù)，從而顯示瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、油管壓力、套管壓力實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；

第二步，注水井無人巡井智能監(jiān)控軟件將現(xiàn)場注水井傳回的瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、油管壓力、套管壓力數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫中，繪制曲線圖，制作EXCEL數(shù)據(jù)表格，供以后計(jì)算和用戶通查詢；軟件操作界面包括遠(yuǎn)程控制、配置流量、讀取流量、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、通信狀態(tài)、報(bào)表查詢、曲線查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢，在后臺(tái)形成歷史數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)處理層包括流量計(jì)算、報(bào)表計(jì)算、報(bào)警數(shù)據(jù)處理、RTU指令及數(shù)據(jù)通信；

第三步，注水井無人巡井智能監(jiān)控軟件根據(jù)用戶要完成的日配注量，除以24得出每小時(shí)瞬時(shí)流量，將瞬時(shí)流量數(shù)據(jù)通過3G/4G路由器通過3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送指令給注水井智能監(jiān)控柜的DTU無線數(shù)據(jù)終端H7710，DTU無線數(shù)據(jù)終端H7710把接收到3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)指令轉(zhuǎn)換成RS232協(xié)議指令，然后發(fā)給注水井?dāng)?shù)據(jù)采集控制模塊，注水井?dāng)?shù)據(jù)采集控制模塊內(nèi)部的RS232接口電路將RS232協(xié)議指令轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)，發(fā)給主控單元PIC16F1937的串口0，主控單元PIC16F1937解析串口0接收的數(shù)據(jù)，得出瞬時(shí)流量數(shù)據(jù)，由串口1發(fā)送給RS485接口電路，一體化高壓流量自控儀通過RS485接口獲取瞬時(shí)流量數(shù)據(jù)的控制信息，自動(dòng)控制閥門調(diào)節(jié)，達(dá)到需要控制的瞬時(shí)流量值；

第四步，計(jì)算機(jī)每5分鐘獲取現(xiàn)場瞬時(shí)流量數(shù)據(jù)，根據(jù)傳送上來的瞬時(shí)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如果瞬時(shí)流量一致，保持閥門開啟度，如果不一致，下發(fā)控制命令進(jìn)行調(diào)節(jié)；

軟件計(jì)算流程：用戶在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行讀取、配置操作時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)讀取這些指令，把這些指令送到數(shù)據(jù)處理層，數(shù)據(jù)處理層把這些指令轉(zhuǎn)換成RTU指令，送到通訊層，通訊層把指令送到下端設(shè)備RTU；下端設(shè)備RTU回應(yīng)的指令送到數(shù)據(jù)層，解析出真實(shí)的數(shù)據(jù)送給各個(gè)計(jì)算模塊，同時(shí)把結(jié)果送到用戶界面，計(jì)算模塊進(jìn)行流量計(jì)算、報(bào)表計(jì)算、報(bào)警數(shù)據(jù)處理，計(jì)算每天起始時(shí)間的累計(jì)流量，每次流量值減去累計(jì)流量值即為今日流量值，儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)該值大于用戶設(shè)定值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。