一种交井、完井试压监测装置的制作方法

本实用新型属于井压监测技术领域，具体涉及一种交井、完井试压监测装置。

背景技术：

试压作业是完井后必不可少的环节，目前交完井试压作业多采用人工试压检测记录的方式，工作效率低，劳动强度大。交井数目越多，试压的工作量相应的越大，在试压作业过程中非常希望有一个自动试压系统能够更方便，更准确，更安全的协助试压作业工作人员来完成试压过程中的工作。

因此如何应用先进的通讯、信息技术，开发一种针对性强、应用范围广、数据准确性高、作业更安全的试压作业实时监测系统，以提高生产效率，保证试压检测工序的完整性及准确性，确保过程优质、高效、安全的进行，成为各油田需要解决的一个紧迫问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种交井、完井试压监测装置，为了交井、完井试压工作实现自动监测做好基础。

为此，本实用新型提供了一种交井、完井试压监测装置，包括主体，所述主体上方设置有连接块，所述连接块上方设置有天线接口、充电接口、电源开关，所述主体的一侧设置有压力传感器；所述主体内设置有集成电路模块和锂电池，该集成电路模块包括MCU、数传模块；所述压力传感器与MCU电连接，用于将压力传感器采集压力信号转换为电信号，然后传输到MCU；MCU与数传模块电连接，MCU用于定时采集压力信号转换的电信号，再传输到数传模块，由数传模块与设置于天线接口的通信天线电连接，将压力信息进行无线传输；所述锂电池分别与MCU、数传模块电连接，提供工作所需的电能；并且锂电池与充电接口电连接，用于对锂电池进行充电；所述电源开关串接于锂电池与MCU、数传模块电连接的电路中，用于控制电路的开关。

数传模块采用Zigbee协议或433Mhz无线数据传输模块。

压力传感器的信号感应端设置于采油或者采气树上。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种交井、完井试压监测装置，能够实现了交井、完井试压过程中压力信息的自动检测、采集、处理，以及发送功能，不仅工作效率高，而且使得试压的工作量大大减少，能够减少试压劳动强度，减少人员成本，减少试压的风险。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1交井、完井试压监测装置结构示意图。

图2交井、完井试压监测装置模块示意图。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

为了实现交井、完井试压工作实现自动监测做好基础，本实用新型提供了一种如图1、图2所示的交井、完井试压监测装置，包括主体1，主体1上方设置有连接块2，连接块2上方设置有天线接口3、充电接口4、电源开关5，主体1的一侧设置有压力传感器6；主体1内设置有集成电路模块和锂电池，该集成电路模块包括MCU、数传模块；压力传感器6与MCU电连接，用于将压力传感器6采集压力信号转换为电信号，然后传输到MCU；MCU与数传模块电连接，MCU用于定时采集压力信号转换的电信号，再传输到数传模块，由数传模块与设置于天线接口3的通信天线电连接，将压力信息进行无线传输；锂电池分别与MCU、数传模块电连接，提供工作所需的电能；并且锂电池与充电接口4电连接，用于对锂电池进行充电；电源开关5串接于锂电池与MCU、数传模块电连接的电路中，用于控制电路的开关。

数传模块采用Zigbee协议或433Mhz无线数据传输模块。

压力传感器6）的信号感应端设置于采油或者采气树上。

数传模块功耗低，确保试压监测装置使用时间。数据采样发送周期可以设置，范围100ms-2s。

交井、完井试压监测装置自带锂电池供电，与现场数据接收终端之间采用无线数据链接，不需要电缆连接，安装、拆卸方便；提供标定维护接口，可以使用信号采集及展示系统终端直接进行标定与维护，操作方便；预留充电接口，方便使用。

无线数传模块、MCU均采用低功耗产品设计，确保在传感器使用时间大于100小时。交井、完井试压监测装置带有标定接口，可通过接收终端或标定软件进行标定，操作方便。

上述与交井、完井试压监测装置配合的信号采集展示系统终端（现场数据接收终端）包括无线数传组件、3G数据交换组件、安卓组件、锂电池电源组件；无线数传组件包括顺次电连接的无线数传终端、第二MCU、多路数据接收模块，无线数传终端与多路数据接收模块配合接收无线压力变送器发送的数据信号，然后传输到第二MCU，由第二MCU通过设置的以太网口接口传输数据到安卓组件。

具体的说，该组件完成传感器压力数据在现场的实时接收，并将数据通过工业以太网传输至android组件进行处理分析，可以根据客户需求定制2.4G（Zigbee）协议或433Mhz等无线数据传输模块，主要包含无线数传终端、MCU、多路数据接收等模块。

1）无线数传终端：终端采用TI工业级数传芯片。可根据用户需求分别实现2.4G协议、433Mhz无线数据传输。对信号进行调制放大处理，保证传输距离在100米以上。通过与交井、完井试压监测装置组网，采用分时复用技术，可以实现一台终端完成8个压力表数据采集功能。

2）MCU：采用ARM Cortex-M3系列工业级芯片，具有以太网口，可以将压力数据传输至android组件。

3）多路数据接收模块：主要解决对多个压力传感器同时并发数据的接收。

3G数据交换组件包括顺次电连接工业以太网交换芯片、路由模块、3G模块，用于完成数据的交换、远程传输、现场数据共享功能；

1）工业以太网交换芯片：采用英飞凌100M高性能工业级交换芯片，提供5口交换功能，配备pulse工业级隔离变压器，保证网络信号稳定。

2）路由模块：采用Ralink集成芯片组，完成路由与3G模块管理功能，完成数据传输，通过与工业以太网交换芯片实现路由功能。

3）3G模块：兼容WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA制式，根据现场情况更换3G模块即可。

4）电源管理：采用进口电源管理芯片，具有效率高、可休眠等功能，保证低功耗与电源稳定。

安卓组件设置有工业以太网接口，通过工业以太网络完成现场压力数据的处理、存储、展示功能，并将数据通过3G数据交换组件传输至基地服务器；

采用AML8726-MX双核ARM CORTEX-A9核心处理器。

采用ARM MAIL-400图形处理器（GPU），集成高清视频引擎和先进的安全技术。集成1G DDR3内存、4GNANDFLASH闪存。

配备7寸高分屏，分辨率高达1024*600，满足展示需求。

采用40nm工艺，在高性能的同时保证低功耗。

锂电池电源组件分别与无线数传组件、3G数据交换组件、安卓组件电连接，提供工作所需的电能，并且锂电池电源组件还设置有充电接口，用于补充电能。

1）保护板（PCM）：主要是对可充电电池组（一般指锂电池）进行设计的保护线路，由于锂电池本身的化学特性，需要提供过充、过放、短路、过流等及过温等保护功能。以避免引起的燃烧、爆炸等危险。

2）保护IC（Protection IC）：设计方案的主要保护功能芯片，对电芯进行过充、过放、过流、短流等功能的在线时时监测。使电芯在安全稳定高效的范围内工作。

3）过流保护片（PTC）：主要针对二次保护功能设计。PTC可恢复保险丝具有过流保护，自动复原双重功能。电池产品里PTC可以防止电池高温放电和不安全的大电流的发生。

4）锂电池电芯：根据实际使用情况进行配置，保证终端连续工作10小时。

5）场效应管（MOSFET）：MOSFET管，在保护电路中起开关作用，永远使负载两端的电压不会升高也不会降低，保证电压稳定。

6）电量管理模块：微处理器负责执行电量检测并提供剩余电量状态(Remaining State of Capacity)等信息到android组件。

7）单锂电升压模块：将锂电池电压升压至5V，输出电流2A，模块转换效率超过90%，同时可以进行低功耗休眠状态，休眠电流仅为40ua，满足系统供电需求。

实施例2

上述交井、完井试压监测装置的工作环境要求如下：

工作温度：-40℃~+125℃ ；

工作湿度：20%-94%RH；

电池供电：连续工作100小时；

平均无故障时间：>50000hr ；

防护等级：IP65。

上述现场数据接收终端的工作环境如下：

工作温度：-40℃~+125℃ ；

工作湿度：20%-94%RH；

电池供电：14AH；

平均无故障时间：>50000hr ；

防护等级：IP65。

现场试压作业中，采气采油树的无线压力仪表采集的压力变化数值通过433Mhz频率发送至数据接收终端底层硬件接口，接口将实时的压力数据提供给Android系统的应用程序和内部存储器，接收处理终端显示组件以图文并茂的方式展示压力表盘和实时曲线的变化，同时经3G网络传输模块发送数据包到基地服务器进行缓存、入库；采集的数据在Android系统上保存成文本文件。

本实施例具体电路的搭建很容易实现，可以结合各个电子集成模块的说明书与现有技术以及现场使用的条件进行搭建，本实施例不进行详细说明。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。