[發明專利]一種基于無線傳感器網絡的壓裂裂縫監測系統及其工作方法

在審

• 申請號: 201710019109.3
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106851564A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 王建忠;孫雨豪;于欣暢;劉熙遠;王浩瑄;孫致學;劉均榮
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W84/18;G08C17/02;G01L5/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 葉亞林

1.一種基于無線傳感器網絡的壓裂裂縫監測系統，其特征在于，包括本地監測中心、匯聚節點和多個無線傳感器節點；無線傳感器節點部署在監測區域內構成自組織網絡；無線傳感器節點與匯聚節點通過多跳網絡無線連接；匯聚節點通過外部網絡與本地監測中心連接。

2.根據權利要求1所述的種基于無線傳感器網絡的壓裂裂縫監測系統，其特征在于，所述匯聚節點是連接無線傳感器節點構成的自組織網絡與外部網絡的網關。

3.根據權利要求1所述的種基于無線傳感器網絡的壓裂裂縫監測系統，其特征在于，匯聚節點通過與串口連接；串口與本地監測中心通過外部網絡連接。

4.根據權利要求1所述的種基于無線傳感器網絡的壓裂裂縫監測系統，其特征在于，所述無線傳感器節點包括，依次連接的傳感器模塊、處理器模塊和無線通信模塊；所述傳感器模塊包括定位傳感器和信號調理電路；所述處理器模塊包括依次連接的A/D轉換器、CPU和存儲器；定位傳感器通過信號調理電路與A/D轉換器連接。

5.一種如權利要求1-4任意一項所述壓裂裂縫監測系統的工作方法，其特征在于，包括步驟如下：

1)將無線傳感器節點與攜砂液均勻混合得到壓裂液體；

2)進行壓裂操作；

將所述壓裂液體泵入壓裂裂縫；無線傳感器節點隨著壓裂液體進入壓裂裂縫中，無線傳感器節點通過所述定位傳感器記錄自身的位置信息和軌跡信息，并將所述位置信息和的軌跡信息傳輸給匯聚節點；

3)匯聚節點將收集到的無線傳感器節點自身的位置信息和的軌跡信息經過串口轉發至本地監測中心；本地監測中心進行數據存儲、圖形化顯示。

6.根據權利要求5所述壓裂裂縫監測系統的工作方法，其特征在于，所述壓裂液體還包括支撐劑。

7.根據權利要求5所述壓裂裂縫監測系統的工作方法，其特征在于，所述攜砂液包括固體組分，所述固體組分為英砂粒、核桃殼、椰子殼、玻璃球或燒結瓷球。

8.根據權利要求7所述壓裂裂縫監測系統的工作方法，其特征在于，所述攜砂液中的固體組分與無線傳感器節點的混合質量比大于等于20：1。

9.根據權利要求5所述壓裂裂縫監測系統的工作方法，其特征在于，本地監測中心進行數據存儲、圖形化顯示的具體步驟為，待裂縫形成后，無線傳感器節點將記錄的自身的位置信息和軌跡信息傳輸至本地監測中心進行儲存，利用matlab plot3語句繪制無線傳感器節點的運動軌跡，將所有無線傳感器節點的運動軌跡進行疊加繪制，最終得到裂縫的形狀。

10.根據權利要求9所述壓裂裂縫監測系統的工作方法，其特征在于，無線傳感器節點通過地層壓力變化判斷裂縫的形成。