带压作业机数据采集系统的制作方法

本实用新型涉及钻井带压作业的数据采集领域，特别是涉及一种带压作业机数据采集系统。

背景技术：

不压井作业是油田生产中非常有效和实用的油气层保护技术，随着其应用的广泛和深入，安全生产重要性更显得尤为突出。为了确保安全，除了建立健全并落实安全生产责任制、规范操作、努力提高人员素质之外，还需必要的技术手段和相关设备、工具等辅助以保证作业安全。

现有的带压作业机通常都带有数据采集功能，但是还存在如下的问题，1)系统集成度不高，如图像、压力、转速、温度等数据的采集均未汇总到一个显示终端，导致数据查看不方便，且设备布置成本增加；2)采集设备与显示控制设备安装、使用灵活度较低；3)设备智能程度较低，无法根据实际作业状态检测工作模式。

现希望开发出一种带压作业机数据采集系统能够在实现相关数据采集的情况下，也解决上述问题。

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，使带压作业机在工作的同时，能够实时采集作业数据信息，并可在异常发生时进行警示；其次该系统采集端与显示控制端分离式涉及，使得系统安装使用灵活，即使没有显示控制端，也能通过云平台和监控子系统进行监视与控制；并且该系统还能够对关键设备实现视频监控，方便后端对设备情况的直观监控。由此提供一种带压作业机数据采集系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

带压作业机数据采集系统，包括数据采集子系统、监控子系统和云平台，所述数据采集子系统、监控子系统和云平台依次通信连接；所述数据采集子系统包括显控柜、采集柜、传感器模块、模式检测开关和报警器；所述传感器模块和模式检测开关均与所述采集柜连接，所述采集柜和报警器均与所述显控柜连接；所述传感器模块和模式检测开关均将信息反馈至所述采集柜，所述采集柜将汇总后的信息反馈至所述显控柜，所述报警器用于接收所述显控柜的报警信号；所述显控柜与采集柜均与所述监控子系统通信连接。

进一步的，所述显控柜包括显示器、输入装置和工控机，所述采集柜、报警器、输入装置和显示器均与所述工控机连接，所述工控机还与相关作业设备连接；所述工控机中预设有数据阈值信息，当所述采集柜所采集并反馈的数据信息不再阈值范围内时，所述工控机发送报警信号至所述报警器。

进一步的，所述通信连接包括有线通信连接和/或无线通信连接。

进一步的，所述传感器模块包括液压传感器、载荷传感器、转速传感器和图像传感器等，所述液压传感器用于检测液压升举器的压力信息，所述载荷传感器用于检测卡瓦载荷信息，所述转速传感器用于检测动力转盘的转速信息，所述图像传感器用于获取设备图像信息。

进一步的，所述采集柜包括安装于其内部的电源模块、交换机和模拟采集器；所述电源模块为所述交换机和模拟采集器供电，所述交换机与所述模拟采集器连接，所述交换机还与所述模式检测开关连接。

进一步的，所述交换机包括相互连接的第一交换机和第二交换机；所述第一交换机包括有线网口和/或无线传输天线，所述第一交换机还与多个所述图像传感器连接；所述第二交换机包括有线网口和/或无线传输天线，所述第二交换机还与所述模拟采集器连接。

进一步的，所述模拟采集器至少包括第一模拟采集器与第二模拟采集器，所述第一模拟采集器连接所述载荷传感器、转速传感器等信息传感器，所述第二模拟采集器连接所述液压传感器。

进一步的，所述采集柜还包括贯穿其外壁的液压管线连接器，所述液压管线连接器柜体内端连接所述液压传感器，所述液压管线连接器柜体外端连接所述液压升举器的液压管线。

进一步的，所述液压管线连接器的柜体内、外端采用一体成型结构或整体密封焊接结构。

进一步的，所述模式检测开关包括电压采集器、磁性开关和安装有磁性装置的阀门，所述电压采集器与所述磁性开关连接，所述安装有磁性装置的阀门能与所述磁性开关磁性连接，所述磁性连接开关处于磁性连接状态时，所述电压采集器能够采集到电压信息。

本实用新型具有以下优点：

该系统可实时采集带压作业设备的各项主要数据信息以及设备的工作模式情况，并在异常发生时进行警示，使操作人员能及时采取正确的应对措施排除险情，为不压井作业的安全生产保驾护航；除此之外，该系统采集端与显示控制端分离式涉及，使得系统安装使用灵活，即使没有显示控制端，也能通过云平台和监控子系统进行监视与控制；并且该系统还能够对关键设备实现视频监控，方便后端对设备情况的直观监控。

附图说明

图1为本带压作业机数据采集系统的结构示意图；

图2为采集柜的结构示意图；

图3为液压管线连接器结构示意图；

图4为模式检测开关结构示意图。

具体实施方式

为使实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供带压作业机数据采集系统，如图1所示，该带压作业机数据采集系统包括数据采集子系统、监控子系统和云平台，数据采集子系统、监控子系统和云平台依次通信连接；数据采集子系统包括显控柜、采集柜、传感器模块、模式检测开关和报警器；传感器模块和模式检测开关均与采集柜连接，采集柜和报警器均与显控柜连接；传感器模块和模式检测开关均将信息反馈至采集柜，采集柜将汇总后的信息反馈至显控柜，报警器用于接收显控柜的报警信号；显控柜与采集柜均与监控子系统通信连接。

其中，通信连接包括有线通信连接、无线通信连接或无线通信连接与有线通信连接相结合的方式进行通信连接；传感器模块包括但不限于液压传感器、载荷传感器、转速传感器和图像传感器，液压传感器用于检测液压升举器的压力信息，载荷传感器用于检测卡瓦载荷信息，转速传感器用于检测动力转盘的转速信息，图像传感器用于获取设备图像信息。

较优实施例为无线通信连接与有线通信连接相结合的方式，该通信连接方式采用无线与有线相结合的方式，对系统中数据交互的稳定性具有更有力的保障作用；采集柜汇总各传感器和模式检测开关的信息，并将该信息通过有线或无线的方式传输至监控子系统，监控子系统不仅可以远程控制将控制信息通过有线或无线的方式传输至显控柜，还可以通过有线或无线的方式与云平台进行数据交互。

数据采集子系统采用模块式结构，且将数据采集与数据查看分离开来，使得设备的安装更为简单快捷，使用更为灵活。

显控柜包括显示器、输入装置和工控机，采集柜、报警器、输入装置和显示器均与工控机连接，工控机还与相关作业设备连接；工控机中预设有数据阈值信息，当采集柜所采集并反馈的数据信息不再阈值范围内时，工控机发送报警信号至报警器。

工控机接收到采集柜反馈的数据信息，通过显示器进行各项数据的显示，其中显示的信息包括但不限于液压升举器的压力信息、动力转盘的转速信息、卡瓦的载荷信息、设备的图像信息，并且工控机中预设有压力信息、转速信息和载荷信息等的阈值范围，当采集柜采集的数据信息不在阈值范围时，工控机将报警信号发送至报警器，报警器报警且在显示器上显示触发报警的数据。

较优的实施例为图像信息仅包括关键设备的图像信息，即只将图像传感器设置在关键设备中，记录关键设备的工作图像情况，可以在相关数据异常的时候，调取并回看关键设备的图像信息。

采集柜包括安装于其内部的电源模块、交换机和模拟采集器；电源模块为交换机和模拟采集器供电，交换机与模拟采集器连接，交换机还与模式检测开关连接。

较优的实施例如图2所示，交换机包括相互连接的第一交换机和第二交换机；第一交换机包括有线网口，第一交换机还与多个图像传感器连接；第二交换机包括无线传输天线，第二交换机还与模拟采集器连接。

模拟采集器至少包括第一模拟采集器与第二模拟采集器，第一模拟采集器连接载荷传感器、转速传感器等信息传感器，第二模拟采集器连接液压传感器。

根据不同传感器的特点，将不同传感器的数据分别进行采集，使得传感器的组合更加灵活且容易区分，同时对传感器或其数据接收模块的故障排查也更有利。

上述较优实施例中的第一交换机和第二交换机还可是均具有有线网口和/或无线传输天线。

采集柜还包括贯穿其外壁的液压管线连接器，如图3所示，液压管线连接器柜体内端连接液压传感器，液压管线连接器柜体外端连接液压升举器的液压管线；可以知晓的是液压传感器较为特殊，其安装在采集柜内，并通过液压管线连接器与液压升举器的液压管线连接；采用液压管线连接器的形式，能够减少液压升举器设备的电接口，增加防爆的可靠性，还可以减少与液压升举器连接处的安装空间，便于液压升举器实施安装部署。

由于液压管线连接器连接液压传感器和液压管线，所以需要具有良好的密封性，因此液压管线连接器的柜体内、外端采用一体成型结构或整体密封焊接结构。

如图4所示，模式检测开关包括电压采集器、磁性开关和安装有磁性装置的阀门，电压采集器与磁性开关连接，安装有磁性装置的阀门能与磁性开关磁性连接，磁性连接开关处于磁性连接状态时，电压采集器能够采集到电压信息。

模式检测开关主要用于检测液压升举器的工作模式，其中阀门用于控制液压升举器油路的开闭控制，阀门的一端安装有磁性装置，当阀门处于位置1时，磁性装置接近磁性开关，磁性开关内形成通路，电压采集器采集到电压数据，当阀门处于位置2时，电压采集器采集到的电压为0，从而根据采集电压采集器的电压数据判断当前液压升举器的工作模式。