一种智能井丛场通信系统的制作方法

本实用新型涉及采油设备技术领域，尤其是一种智能井丛场通信系统。

背景技术：

近年来根据油田建设需求，出现“井丛场生产管理模式”，这是一种新模式，一个井场有几口井至几十口井不等。

目前油水井数字化建设已经实现了一机多井(1台rtu采集5口油井数据)功能，但由于井场的油水井总数多达几十口，所以一般会在井丛场布置至少2套数据采集控制装置(控制柜)，如果井场数量达到30口，由于每个数据采集装置采用单一的通信方式，为综合数据传输的距离，所传输的数据量等因素，一般至少需要布置6套数据采集控制装置。

多个数据采集控制装置分布在井场内的不同区域，不但不美观，其在设备管理和运维方面工作量也很大。另外，针对每个数据采集控制装置的安装，均需要大量布线并安装相应设备，因此其基建工作量也很大。除此之外，由于每个数据采集控制装置采用的通信方式单一，在数据传输过程中还容易出现丢包现象。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种集成式，便于布设安装，结合各种通信方式的优点，即可满足长距离传输的要求，又可保证信号稳定的一种智能井丛场通信系统。

本实用新型采取的技术方案是：

一种智能井丛场通信系统，包括多个井组，每个井组内安装有不多于5个油水井，其特征在于：包括一数据采集控制总成，该数据采集控制内安装有多个smartrtu、至少一个minirtu和网络交换机，smartrtu的数量和井组数量相对应，相应的井组和smartrtu双向互通采用zigbee通信；minirtu和每个井组均实现双向互通采用loro通信；每个smartrtu和minirtu通过网络交换机形成数据交换，网络交换机通过外部的服务器相连接，服务器通过外部网络与下位机形成双向互通。

进一步的，所述的每个井组内包括5个油水井，每个油水井的信号输出端均分别与相应的smartrtu和minirtu相连接。

进一步的，所述的每个井组内包括多台油井和至少一台注水井，所述的注水井均安装有无线压力控制模块和无线温度模块；每口油井均安装有无线示功仪、无线电参模块、无线压力模块和无线温度模块；所述油井的无线示功仪和无线电参模块均与smartrtu相连接，所述注水井，油井的无线压力模块和无线温度模块均与minirtu相连接。

进一步的，所述油井的无线示功仪和油井无线电参模块均通过zigbee通信方式与smartrtu进行通信，其中油井无线示功仪用于向smartrtu上传功图数据，油井无线电参模块用于向smartrtu上传电参数据，smartrtu向油井无线电参模块和无线示功仪输出控制指令。

进一步的，所述的每口注水井和油井的无线压力模块以及无线温度模块均通过lora通信方式与minirtu进行通信；其中无线压力模块用于向minirtu上传压力数据和报警数据，无线温度模块用于向minirtu上传温度和报警数据。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型中，采用集成式的数据采集控制总成作为数据采集和指令输出装置，其内部包括多台smartrtu和至少一台minirtu来实现对不同井丛场，以及不同数据的采集，相较于现有一机多井的技术，其可实现一个集成机柜对于整个井丛场的覆盖，以15个油水井的井丛场为例，原有技术需要3套控制柜，而通过本技术只需在一个控制柜内安装3台smartrtu和1台minirtu即可实现对15个油水井的控制。

本实用新型中，一台数据采集控制总成内包括两种rtu。其中smartrtu具有很强的数据处理功能，其采用zigbee通信方式与油井无线示功仪和油井无线电参模块实现通信，作为路由设备使用可以实现自组网，即可增强通信效果，又可满足多井场距离要求。minirtu则用于对每口井的温度数据和压力数据这种数据量较低的数据进行采集，通过lora通信方式与minirtu进行通信，minirtu只需辨别相应数据是否超过设定的报警阈值即可，如未超过则对于接受到的周期数据进行存储，根据数据间隔向服务器提交数据；如超过则视为报警数据，即时上传至服务器。

本实用新型中，集成式的数据采集控制总成，通过其内部的双rtu针对不同的数据分别采用不同的通信方式，分担不同的数据采集和设备管理工作，即简化了rtu的工作机制，降低了工作负荷，与此同时也减少了数据碰撞现象，确保数据采集可靠性。另外，由于实现数据分类采集，使rtu功能更为“专业化”，也降低了因rtu软件导致故障的几率。

附图说明

图1为本实用新型的模块示意图；

图2为一个井组与数据采集控制总成进行连接的模块示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。

一种智能井丛场通信系统，包括多个井组，每个井组内安装有不多于5口油井和2口注水井，其特征在于：包括数据采集控制总成，该数据采集控制总成内安装有多个smartrtu、至少一个minirtu和网络交换机，smartrtu的数量和井组数量相对应，相应的井组和smartrtu双向互通采用zigbee通信；minirtu和每个井组均实现双向互通采用loro通信；每个smartrtu和minirtu通过网络交换机形成数据交换，网络交换机通过外部的服务器相连接，服务器通过外部网络与下位机形成双向互通。

本实施例中，以三个井组，每个井组内包括5口油井和1口注水井为例，每个油井的信号输出端均分别与相应的smartrtu和minirtu相连接。

本实施例中，所述的每个井组内还包括至少一台注水井，所述的注水井均安装有无线压力控制模块和无线温度模块；每口油井均安装有无线示功仪、无线电参模块、无线压力模块和无线温度模块；所述油井的无线示功仪和无线电参模块均与smartrtu相连接，所述注水井，油井的无线压力模块和无线温度模块均与minirtu相连接。

本实施例中，所述油井的无线示功仪和油井无线电参模块均通过zigbee通信方式与smartrtu进行通信，其中油井无线示功仪用于向smartrtu上传功图数据，油井无线电参模块用于向smartrtu上传电参数据，smartrtu向油井无线电参模块和无线示功仪输出控制指令。

本实施例中，所述的每口注水井和油井的无线压力模块以及无线温度模块均通过lora通信方式与minirtu进行通信；其中无线压力模块用于向minirtu上传压力数据和报警数据，无线温度模块用于向minirtu上传温度和报警数据。

本实施例中，还可在注水井内安装流量控制装置，一个井组可接入2套流量控制装置,该流量控制装置采用流量控制器，所述流量控制器和smartrtu双向互通采用rs485通信，用于向smartrtu输出流量、流速和阀门开度数据，smartrtu向注水井流量控制器输出控制指令。

本实施例中，网络交换机即可采用以太网，也可采用4g模块实现与外部服务器的连接。

本实用新型的工作过程是：

本实用新型使用时，相应井组与数据采集控制总成进行数据通信时，相应井组内的油井无线示功仪根据用户需求可以设置功图采集间隔，并定时发出常规数据来保持与smartrtu的联系，smartrtu收到无线示功仪的信息后进行确认和回复。当达到采集间隔后smartrtu下发采集功图的命令，油井无线示功仪根据smartrtu指令测量功图数据。功图数据采集完成后，油井无线示功仪主动向smartrtu发送数据，smartrtu收到数据后给油井无线示功仪发送确认信息，如果数据接收不全或接受失败，则要求油井无线示功仪重发功图数据，共尝试5次功图数据上传。

无线电参数采集模块和上述油井无线示功仪的工作原理一致。

smartrtu对接受到的周期数据进行存储，根据数据间隔向服务器提交数据；但对接收到的报警数据则实施上传至服务器。

根据生产要求，无线压力模块定时规定间隔采集并主动上传压力数据至minirtu；根据报警阈值，压力超限时主动向minirtu发送报警信息。

无线温度模块和上述无线压力模块的工作原理相同。

minirtu对接受到的周期数据进行存储，根据数据间隔向服务器提交数据；但对接收到的报警数据则实施上传至服务器。