专利名称：一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及天然气开采技术领域，尤其是涉及一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统。
背景技术：
随着气田开发时间的延长，地层压力逐渐降低，地层水不能随产出的天然气自发排出，并在井下淤积造成气井水淹，使气井产能大大降低。泡排棒，是固定泡沫排水棒的简称，往气井内投放泡排棒是目前进行气井排水的主要措施。泡排棒由于能与井下液体充分接触器缓慢溶解释放，因此能有效提高气体携液能力，这样就减少了井筒内的积液，使气井内的气体更容易流出，大大延长了气井后期的开采时间，有助于提高气井产气量。目前，泡排棒投放方式，主要采用人工投放的方式。进行人工投放时，井站员工需要每天到几公里、几十公里外的井口边，穿戴好防护服后投放泡排棒，并不断摸索泡排棒的投棒量和投放间隔时间，耗费大量的人力物力，既不便于管理，工作效率低，也增加了产气成本。现在市面上出现了一种泡排棒投放机，其主要是由壳体、连接在壳体上且用于驱动泡排棒投放的电磁驱动器、通过顶板与壳体连接的装料筒、设在壳体腔内的转盘、与转盘连接的棘轮棘爪机构和同圆周等距分布的储棒筒等构成，通过操控电磁驱动器，电磁驱动器驱动棘轮棘爪机构动作，带动转盘间隙性地旋转，依次实现装棒和投棒过程。该泡排棒投放机操作简单，简化了投放泡排棒的具体操作流程，节省了操作时间，但是仍然需要工人现场进行具体操作，依然存在着智能化程度低、浪费人力物力的弊端，而且无法监测泡排棒投放机及给泡排棒投放机中电磁驱动器供电的供电电源的运行状态，无法实时和远程设定或修改投棒数目。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，其结构简单，设计合理，实现方便且成本低，操作简单，智能化程度高，工作可靠性高，节约人力物力，节能降耗效果好，控制精度高，实用性强，使用效果好，推广应用价值高。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，其特征在于包括设置在监控中心的监控中心服务器和安装在天然气井井口处的远程监控终端，所述远程监控终端包括中央处理器模块和与中央处理器模块相接的无线通信模块，以及与泡排棒投放机的供电电源相接且用于为远程监控终端中各用电模块供电的辅助电源模块，所述无线通信模块通过无线通信网络与监控中心服务器无线连接并通信，所述中央处理器模块的输入端接有用于设置控制参数的按键和用于对泡排棒投放机的供电电源的输出电压进行检测的电压检测电路模块，所述电压检测电路模块与供电电源相接，所述中央处理器模块的输出端接有用于对泡排棒投放机中电磁驱动器的通断电进行控制的固态继电器和用于显示控制参数的液晶显示模块，所述固态继电器串联在泡排棒投放机的供电电源给电磁驱动器供电的供电回路中。[0005]上述的一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，其特征在于所述中央处理器模块为16位超低功耗单片机MSP430F149。上述的一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，其特征在于所述辅助电源模块为用于将泡排棒投放机的供电电源的输出电压转换为远程监控终端中各用电模块所需的3. 3V电压的电压转换电路模块。上述的一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，其特征在于所述无线通信模块为GSM模块，所述无线通信网络为GSM通信网络和Internet网络。上述的一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，其特征在于所述按键的数量为五个，且五个所述按键分别为菜单键、加键、减键、确定键和取消键。上述的一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，其特征在于所述固态继电器的型号为SSR-40DA。1、本实用新型结构简单，设计合理，实现方便且成本低。2、本实用新型能够控制泡排棒投放机工作在自动模式下，无需人工到现场巡查操控，还能实时远程设置投棒时间和投棒数目，能够很好的监控电磁驱动器及供电电源的运行状态，实现了短信电压监控报警、无棒报警和系统状态实时显示等功能，操作简单，智能化程度高，工作可靠性高，降低了泡排棒投放机维护成本，节约人力物力。3、本实用新型中央处理器模块采用了 16位超低功耗单片机MSP430F149，降低了系统工作功耗，配以远程监控终端休眠功能，达到了节能降耗的目的。4、本实用新型实现了泡排棒投放机投棒的闭环控制，能够实现起投棒时间和投棒数量的精确配置，控制精度高。5、本实用新型的实用性强，使用效果好，推广应用价值高。综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便且成本低，操作简单，智能化程度高，工作可靠性高，节约人力物力，节能降耗效果好，控制精度高，实用性强，使用效果好，推广应用价值高。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的电路原理框图。附图标记说明I 一监控中心服务器； 2—中央处理器模块； 3—无线通信模块；4-辅助电源模块；5-按键；6-电压检测电路模块；7一固态继电器； 8—液晶显不模块； 9一供电电源；10 —电磁驱动器；11 一无线通/[目网络。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括设置在监控中心的监控中心服务器I和安装在天然气井井口处的远程监控终端，所述远程监控终端包括中央处理器模块2和与中央处理器模块2相接的无线通信模块3，以及与泡排棒投放机的供电电源9相接且用于为远程监控终端中各用电模块供电的辅助电源模块4，所述无线通信模块3通过无线通信网络11与监控中心服务器I无线连接并通信，所述中央处理器模块2的输入端接有用于设置控制参数的按键5和用于对泡排棒投放机的供电电源9的输出电压进行检测的电压检测电路模块6，所述电压检测电路模块6与供电电源9相接，所述中央处理器模块2的输出端接有用于对泡排棒投放机中电磁驱动器10的通断电进行控制的固态继电器7和用于显示控制参数的液晶显示模块8，所述固态继电器7串联在泡排棒投放机的供电电源9给电磁驱动器10供电的供电回路中。本实施例中，所述中央处理器模块2为16位超低功耗单片机MSP430F149。所述辅助电源模块4为用于将泡排棒投放机的供电电源9的输出电压转换为远程监控终端中各用电模块所需的3. 3V电压的电压转换电路模块。所述无线通信模块3为GSM模块，所述无线通信网络11为GSM通信网络和Internet网络。所述按键5的数量为五个，且五个所述按键5分别为菜单键、加键、减键、确定键和取消键。所述固态继电器7的型号为SSR-40DA。本实用新型使用时，首先，通过人工方式或短信方式对系统的控制参数进行设置，其中能够通过人工方式对系统的如下控制参数进行设置电磁驱动器10的通电时间、远程监控终端的时间、远程监控终端的工作模式、电源电压警戒值和已投未投棒数目等，具体是通过操作按键5中的菜单键、加键、减键、确定键和取消键来设置的，中央处理器模块2接收通过按键5设置的信息并进行存储；其中能够通过短信方式对系统的如下控制参数进行设置远程投棒设置(内含投棒时间和投棒数目)、短信通信费查询功能、监控中心服务器主控号码设置、校对系统时间功能、系统工作状态查询功能和远程监控终端休眠功能，具体是通过在监控中心服务器I上输入设置参数，监控中心服务器I将设置参数以短信方式通过Internet网络和GSM通信网络传输给GSM模块，中央处理器模块2通过GSM模块接收设置参数并进行存储。设置好后，本实用新型即可投付使用了。使用过程中，中央处理器模块2利用其内部定时器获得泡排棒的投棒时间，中央处理器模块2按照设置的电磁驱动器10的通电时间，通过控制固态继电器7控制电磁驱动器10接通供电电源9，电磁驱动器10驱动棘轮棘爪机构动作，带动转盘间隙性地旋转，依次实现装棒和投棒过程，投棒过程中，中央处理器模块2利用其内部计数器获得固态继电器7使电磁驱动器10接通供电电源9的次数，进而得到已投棒数目，将已投棒数目与设置的投棒数目相比对获得未投棒数目，将已投棒数目与初始的泡排棒总数相比对获得有无棒的状态，并通过液晶显示模块8对已投棒数目、未投棒数目和有无棒的状态进行实时显示，且通过GSM模块发送短信给监控中心服务器I进行状态反馈，当已投棒数目达到设置的投棒数目，即未投棒数目为O时，中央处理器模块2控制固态继电器7使电磁驱动器10断开供电电源9，电磁驱动器10停止驱动棘轮棘爪机构动作，停止投棒；当无棒时，中央处理器模块2通过GSM模块发送无棒的报警短信给监控中心服务器I，监控中心服务器I接收该无棒的报警短信并进行显示，方便工作人员查看并采取相应措施。另外，电压检测电路模块6还能对泡排棒投放机的供电电源9的输出电压进行实时检测并将所检测到的信号输出给中央处理器模块2，中央处理器模块2对电压检测电路模块6输出的信号进行分析处理，得到供电电源9的实际输出电压并将该电压与电源电压警戒值相比对获得电压状态，通过液晶显示模块8对供电电源9的实际输出电压进行实时显示，且通过GSM模块发送短信给监控中心服务器I进行状态反馈，当供电电源9的实际输出电压低于电源电压警戒值时，中央处理器模块2通过GSM模块发送电压低的报警短信给监控中心服务器1，监控中心服务器I接收该电压低的报警短信并进行显示，方便工作人员查看并采取相应措施。综上所述，本实用新型实现了短信电压监控报警、无棒报警和系统状态实时显示等功能。本实用新型实现了对泡排棒投放机工作状态的远程监控，实现方便且工作可靠性高，节约人力物力。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，其特征在于包括设置在监控中心的监控中心服务器(I)和安装在天然气井井口处的远程监控终端，所述远程监控终端包括中央处理器模块(2 )和与中央处理器模块(2 )相接的无线通信模块(3 )，以及与泡排棒投放机的供电电源(9)相接且用于为远程监控终端中各用电模块供电的辅助电源模块(4)，所述无线通信模块(3 )通过无线通信网络(11)与监控中心服务器(I)无线连接并通信，所述中央处理器模块(2)的输入端接有用于设置控制参数的按键(5)和用于对泡排棒投放机的供电电源(9 )的输出电压进行检测的电压检测电路模块(6 )，所述电压检测电路模块(6 )与供电电源(9)相接，所述中央处理器模块(2)的输出端接有用于对泡排棒投放机中电磁驱动器(10)的通断电进行控制的固态继电器(7)和用于显示控制参数的液晶显示模块(8)，所述固态继电器(7 )串联在泡排棒投放机的供电电源(9 )给电磁驱动器(10 )供电的供电回路中。
2.按照权利要求1所述的一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，其特征在于 所述中央处理器模块(2)为16位超低功耗单片机MSP430F149。
3.按照权利要求2所述的一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，其特征在于 所述辅助电源模块(4)为用于将泡排棒投放机的供电电源(9)的输出电压转换为远程监控终端中各用电模块所需的3. 3V电压的电压转换电路模块。
4.按照权利要求1所述的一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，其特征在于 所述无线通信模块(3)为GSM模块，所述无线通信网络(11)为GSM通信网络和Internet网络。
5.按照权利要求1所述的一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，其特征在于 所述按键(5)的数量为五个，且五个所述按键(5)分别为菜单键、加键、减键、确定键和取消键。
6.按照权利要求1所述的一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，其特征在于 所述固态继电器(7)的型号为SSR-40DA。
专利摘要本实用新型公开了一种天然气井泡排棒自动投放远程监控系统，包括设置在监控中心的监控中心服务器和安装在天然气井井口处的远程监控终端，远程监控终端包括中央处理器模块和与中央处理器模块相接的无线通信模块，以及与泡排棒投放机的供电电源相接的辅助电源模块，无线通信模块通过无线通信网络与监控中心服务器无线连接，中央处理器模块的输入端接有按键和用于对泡排棒投放机的供电电源的输出电压进行检测的电压检测电路模块，中央处理器模块的输出端接有固态继电器和液晶显示模块，固态继电器串联在供电电源给电磁驱动器供电的供电回路中。本实用新型设计合理，操作简单，工作可靠性高，节约人力物力，能耗低，控制精度高，推广应用价值高。
文档编号E21B43/22GK202854582SQ20122053076
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者柴钰, 邓湖明 申请人:西安科技大学