油井工作参数采集设备及采集方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油田控制技术领域，具体涉及一种油井工作参数采集设备，本发明还 涉及采用上述油井工作参数采集设备采集油井工作参数的方法。
【背景技术】
[0002] 石油资源是国家重要的战略资源，但由于油井大多分布范围广且地处偏远，所以 当前对油井的管理及数据采集处理存在一些问题。如对油井的监测主要以人工为主，油井 出现的异常情况不能及时发现、及时采取措施，从而可能导致原油被盗、原油产量降低、设 备使用寿命减短、能耗增加，有时甚至会造成严重的经济损失，降低了经济效益。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种油井工作参数采集设备，解决现有技术中无法有效监管 油井作业的问题。
[0004] 本发明的另一目的在于提供采用上述油井工作参数采集设备采集油井工作参数 的方法。
[0005] 本发明所采用的技术方案是：油井工作参数采集设备，包括依次通过无线传输链 路连接的前端数据采集装置、路由节点装置、网关节点装置和服务器。
[0006] 本发明的特点还在于：
[0007] 前端数据采集装置包括主控单元a，主控单元a上分别连接有无线收发模块a、传 感元件及显示模块。
[0008] 主控单元a采用ARM S3C2410芯片；无线收发模块a采用CC2430芯片；显示模块 为LCD显示器；传感元件为电流传感器、压力传感器、载荷传感器、位移传感器或温度传感 器中的一种。
[0009] 路由节点装置包括主控单元b，主控单元b上分别连接有无线收发模块b和存储单 JXl ?〇
[0010] 主控单元b采用ARM S3C2410芯片；无线收发模块b采用CC2430芯片。
[0011] 网关节点装置包括主控单元c，主控单元c与无线收发模块c及存储单元b分别相 连。
[0012] 主控单元c采用ARM S3C6410芯片；无线收发模块c采用CC2430芯片。
[0013] 本发明所采用的另一个技术方案是：利用上述油井工作参数采集设备进行油井工 作参数采集的方法，具体按照以下步骤实施：
[0014] 步骤1、前端数据采集装置通过传感元件采集油井工作参数数据，利用显示模块进 行实时显示，同时，前端数据采集装置中的主控单元a将传感元件采集到的数据进行组帧， 然后无线收发模块a通过无线传输链路对帧数据进行发送；
[0015] 步骤2、路由节点装置通过无线收发模块b接收步骤1中前端数据采集装置以帧的 形式发送的数据后，一方面通过存储单元a对数据进行临时存储以缓冲数据，另一方面通 过无线多跳网络将数据通过无线传输链路进行发送；
[0016] 步骤3、网关节点装置通过无线收发模块c接收步骤2中路由节点装置以帧的形式 发送的数据后，一方面通过存储单元b对数据进行临时存储以缓冲数据，另一方面，网关节 点装置作为协调器动态组建无线网络，构建多跳网络，将接收到的数据发送到服务器实现 实时监测。
[0017] 本发明另一个技术方案的特点还在于：
[0018] 上述步骤1中对数据进行组帧的具体步骤如下：
[0019] 步骤1. 1、将比特数据信息按8位进行切割；
[0020] 步骤1. 2、每8位数据位前加1位停止位；
[0021] 步骤1. 3、每8位数据位后加1位奇偶校验位和1位停止位，最终得到的帧的格式 如下：
[0022]
【主权项】
1. 油井工作参数采集设备，其特征在于，包括依次通过无线传输链路（5)连接的前端 数据采集装置（1)、路由节点装置（2)、网关节点装置（3)和服务器（4)。
2. 根据权利要求1所述的油井工作参数采集设备，其特征在于，所述的前端数据采集 装置（1)包括主控单元a,主控单元a上分别连接有无线收发模块a、传感元件及显示模块。
3. 根据权利要求2所述的油井工作参数采集设备，其特征在于，所述的主控单元a采 用ARM S3C2410芯片；所述的无线收发模块a采用CC2430芯片；所述的显示模块为LCD显 示器；所述的传感元件为电流传感器、压力传感器、载荷传感器、位移传感器或温度传感器 中的一种。
4. 根据权利要求1所述的油井工作参数采集设备，其特征在于，所述的路由节点装置 (2) 包括主控单元b，主控单元b上分别连接有无线收发模块b和存储单元a。
5. 根据权利要求4所述的油井工作参数采集设备，其特征在于，所述的主控单元b采用 ARM S3C2410芯片；所述的无线收发模块b采用CC2430芯片。
6. 根据权利要求1所述的油井工作参数采集设备，其特征在于，所述的网关节点装置 (3) 包括主控单元C，主控单元C与无线收发模块C及存储单元b分别相连。
7. 根据权利要求6所述的油井工作参数采集设备，其特征在于，所述主控单元C采用 ARM S3C6410芯片；所述无线收发模块C采用CC2430芯片。
8. 利用权利要求1所述的油井工作参数采集设备进行油井工作参数采集的方法，其特 征在于，具体按照W下步骤实施： 步骤1、前端数据采集装置（1)通过传感元件采集油井工作参数数据，利用显示模块进 行实时显示，同时，前端数据采集装置（1)中的主控单元a将传感元件采集到的数据进行组 峽，然后无线收发模块a通过无线传输链路（5)对峽数据进行发送； 步骤2、路由节点装置（2)通过无线收发模块b接收步骤1中前端数据采集装置（1) W 峽的形式发送的数据后，一方面通过存储单元a对数据进行临时存储W缓冲数据，另一方 面通过无线多跳网络将数据通过无线传输链路（5)进行发送； 步骤3、网关节点装置（3)通过无线收发模块C接收步骤2中路由节点装置（2) W峽的 形式发送的数据后，一方面通过存储单元b对数据进行临时存储W缓冲数据，另一方面，网 关节点装置（3)作为协调器动态组建无线网络，构建多跳网络，将接收到的数据发送到服 务器（4)实现实时监测。
9. 根据权利要求8所述的油井工作参数采集方法，其特征在于，所述步骤1中对数据进 行组峽的具体步骤如下： 步骤1. 1、将比特数据信息按8位进行切割； 步骤1. 2、每8位数据位前加1位停止位； 步骤1. 3、每8位数据位后加1位奇偶校验位和1位停止位，最终得到的峽的格式如下:
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10. 根据权利要求8所述的油井工作参数采集方法，其特征在于，所述步骤3中构建多
跳网络的具体步骤如下： 步骤3. 1、首先前端数据采集装置（1)和路由节点装置（2)每隔一定时间扫描网络； 步骤3. 2、当前端数据采集装置（1)和路由节点装置（2)发现网关节点装置（3)组建的 无线网络时，选择该网络，并向网关节点装置（3)发出加入网络申请； 步骤3. 3、网关节点装置（3)根据接收到的加入网络申请，查看自身的关联表，判断该 网络节点是否已经在其关联表中，如果已经存在，则将获取其网络地址；如果不存在，则将 分配一个唯一的网络地址给该网络节点，如果该网络节点加入得到许可，网关节点装置（3) 在其关联表中创建一个表项，将该网络节点作为其子节点，并告知该网络节点加入网络成 功。
【专利摘要】本发明公开了油井工作参数采集设备，包括依次通过无线传输链路连接的前端数据采集装置、路由节点装置、网关节点装置和服务器。本发明还公开了油井工作参数采集的方法，主要利用前端数据采集装置、路由节点装置和网关节点装置对数据进行发送、组帧及构建多跳网络。通过本发明的油井工作参数采集设备及采集方法，可对油井工作参数远程无线自动采集，解决了现有技术中无法及时发现油井异常情况的问题。
【IPC分类】G08C17-02
【公开号】CN104599472
【申请号】CN201510026402
【发明人】雷文礼, 任新成, 曹新亮
【申请人】延安大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月20日