一种分布式录井装置的制作方法

文档序号:14525218阅读:199来源:国知局

本实用新型涉及勘探设备技术领域,具体涉及一种分布式录井装置。



背景技术:

非常规天然气是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料,储量丰富,资源潜力巨大。非常规天然气是指在地下的赋存状态和聚集方式与常规天然气具有明显差异的天然气,比如致密砂岩气、页岩气、天然气水合物和浅层生物气等。

目前针对非常规天然气的勘探,通常采用石油钻井地质录井方法,而其中多采用气测录井方式,通过测定钻井液中可燃气含量,再结合井深、钻时、钻压等钻井工程量参数进行勘探。但是,随着非常规天然气勘探投入力度加大,井场呈高度密集化趋势发展,出现小范围内同时布局多口井的现象。

现有的气测录井技术特点是通过布置于钻井平台临近的仪器房或工作间内的计算机系统,对钻井参数传感器和气测仪采集过来的数据进行分析处理,来完成非常规天然气的录井作业。这种方式存在的缺点是:

一、现有的气测录井系统复杂度较高,每次作业都必须将一个集装箱式的工作间搬到钻井架附近,并且需要井架与工作间之间架设上百米的线缆,这样才能将传感器和气测信号传输至计算机采集系统。但是,通常非常规天然气勘探井深较浅,钻井周期一般为10~30天,所以工程人员在频繁地更换井位同时,还需要对仪器进行频繁地拆卸和安装,这样使得勘探工作变得十分繁琐。

二、虽然非常规天然气井位相互临近,但是采用传统的气测录井方法仍是无法打破一口井,一套仪器,一个工作间,一组操作人员的工作模式,这种陈旧的模式不能合理地利用井位相互临近这一特点,造成了较大的人力和财力地花费,提高了勘探成本,从而阻碍了非常规天然气勘探的发展。

三、井场的各种设备较为昂贵,由于工期较长,所处勘探环境的人员较为复杂,昂贵设备重要部件时常丢失,造成工程延期及财产流失。

针对现有技术中录井仪在进行多口井监测时比较复杂的问题,目前尚未提出有效的解决方案。



技术实现要素:

本实用新型的一个主要目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷,提供一种结构简单、安全可靠的分布式录井装置。

为了实现上述技术方案,本实用新型采用以下技术方案:

根据本实用新型的一个方面,提供一种分布式录井装置,包括无线钻井参数传感器、无线测气装置、视频采集装置、报警装置、一级无线信号中转装置、二级无线信号中转装置及后台数据处理终端;

无线钻井参数传感器,用于采集钻井参数,并通过无线方式发出所述钻井参数;其中所述无线钻井参数传感器包括用于采集参数数据的采集电路、与采集电路电性连接的接口电路、所述接口电路分别与第一无线发射模块、电池相连接;

无线测气装置,设置于井场泥浆出口处,用于检测钻井气体,并通过无线方式发出检测结果;其中,所述无线测气装置包括脱气装置、与所述脱气装置连接的抽气泵、与所述抽气泵连接的气体检测单元、与所述气体检测单元连接的信号采集控制单元、与信号采集控制单元电性连接的第二无线发射模块,所述脱气装置用于对钻井液进行搅拌、使所述钻井液脱出气体,所述气体检测单元用于检测由所述抽气泵从所述脱气装置抽送的气体,所述信号采集控制单元用于对气体检测单元的信号进行采样处理;

视频采集装置,设置于井场环境中,所述视频采集装置与第三无线发射模块相连接,用于采集井场环境中设备及工作人员的视频信号,并将所述视频信号传输至一级无线信号中转装置;

报警装置,设置于井场环境中,用于向在井场环境中的工作人员提供报警信号,所述报警装置与无线信号接收模块连接;

一级无线信号中转装置,设置为多个且分别与所述第一无线发射模块、第二无线发射模块、第三无线发射模块及无线信号接收模块一一对应连接,用于接收来自第一无线发射模块、第二无线发射模块及第三无线发射模块的数据并向二级无线信号中转装置发出所述数据,同时用于接收来自二级无线信号中转装置的数据并向报警装置发出所述数据;

二级无线信号中转装置,设置于所述一级无线信号中转装置与后台数据处理终端之间,用于接收来自一级无线信号中转装置及后台数据处理终端的数据,以及用于向一级无线信号中转装置及后台数据处理终端发送数据;

后台数据处理终端,与所述二级无线信号中转装置相连接。

根据本实用新型的一实施方式,所述报警装置采用蜂鸣器、喇叭、振动器、警笛、报警灯中的一种或几种。

根据本实用新型的一实施方式,所述视频采集装置采用摄像头。

根据本实用新型的一实施方式,所述气体检测单元为红外光谱检测装置,用于检测气体中的甲烷气体浓度,并将检测结果转换为电压信号。

根据本实用新型的一实施方式,所述一级无线信号中转装置、二级无线信号中转装置均与电池连接。

根据本实用新型的一实施方式,所述后台数据处理终端通过与USB接口连接的USB数据线接收所述二级无线信号中转装置发送的数据。

根据本实用新型的一实施方式,所述后台数据处理终端通过与RS232接口连接的串口线接收所述二级无线信号中转装置发送的数据。

由上述技术方案可知,本实用新型具备以下优点和积极效果中的至少之一:

通过无线钻井参数传感器、无线测气装置采集到数据后通过无线网络将数据发送给后台数据处理终端进行数据处理,这样就实现了一个后台数据处理终端处理多个井场的数据,即实现了多井场的同步作业,解决了现有技术中录井仪在进行多井场监测时比较复杂的问题,达到了简化录井仪进行多井场检测的效果。本实用新型所述分布式录井装置可以用于非常规天然气勘探井中,可以进行多井场录井作业,还可以进行单个井场录井作业。在进行多场井同步录井时,仅需一个工作间和一组工作人员,就能完成多口井的同步录井工作,节约了人力和财力成本,提高了非常规天然气勘探的收益。

通过采用视频采集装置能在后台数据处理终端处对视频采集装置采集的数据进行备份,记录各个井场的视频数据,为后续查证提供必要的依据;进一步地,通过设置报警装置,在所述后台数据处理终端通过二级无线信号中转装置及一级无线信号中转装置向报警装置发出报警的信号数据,提高了施工井场的安全性。

另外,由于所述分布式录井装置采用无线传输形式实现数据发送,在现场安装和拆卸时均不需假设线缆,具有小型化、便携性的特点,解决了现有录井装置安装及拆卸工作繁重的问题。

附图说明

图1为本实用新型所述分布式录井装置的一实施方式的结构框图。

附图标记说明如下:

1-无线钻井参数传感器;

11-采集电路;

12-接口电路;

13-第一无线发射模块;

2-无线测气装置;

21-脱气装置;

22-抽气泵;

23-气体检测单元;

24-信号采集控制单元;

25-第二无线发射模块;

3-视频采集装置;

31-第三无线发射模块;

4-报警装置;

41-无线信号接收模块;

5-一级无线信号中转装置;

6-二级无线信号中转装置;

7-后台数据处理终端;

8-电池。

具体实施方式

在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是,本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本实用新型的实施例。

下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1,图1为本实用新型所述分布式录井装置的一实施方式的结构框图。本实用新型一种分布式录井装置,包括无线钻井参数传感器1、无线测气装置2、视频采集装置3、报警装置4、一级无线信号中转装置5、二级无线信号中转装置6及后台数据处理终端7。

如图1所示,所述无线钻井参数传感器1用于采集钻井参数,并通过无线方式发出所述钻井参数。其中所述无线钻井参数传感器1包括用于采集参数数据的采集电路11、与采集电路11电性连接的接口电路12、所述接口电路12分别与第一无线发射模块13、电池8相连接。其中,所述无线钻井参数传感器1可以是无线绞车传感器、无线大钩负荷传感器、无线立压传感器、无线泵冲传感器,分别用于采集井深、悬重、立管压力、泵冲等钻井参数。每口井可以设置一个或者多个无线钻井参数传感器1。

如图1所示,所述无线测气装置2设置于井场泥浆出口处,其用于检测钻井气体,并通过无线方式发出检测结果。其中,所述无线测气装置2包括脱气装置21、与所述脱气装置21连接的抽气泵22、与所述抽气泵22连接的气体检测单元23、与所述气体检测单元23连接的信号采集控制单元24、与信号采集控制单元24电性连接的第二无线发射模块25。所述脱气装置21用于对钻井液进行搅拌、使所述钻井液脱出气体,所述气体检测单元23用于检测由所述抽气泵22从所述脱气装置21抽送的气体,所述信号采集控制单元24用于对气体检测单元23的信号进行采样处理。进一步地,所述气体检测单元23为红外光谱检测装置,用于检测气体中的甲烷气体浓度,并将检测结果转换为电压信号。

本实施例中,通过脱气装置21对钻井液进行搅拌,使钻井液破碎脱出气体,再由抽气泵22将气体抽入气体检测单元23中。本实施例中的气体检测单元23具有防尘、防水的功能,并且检测数据通过第二无线发射模块25采用无线传输的方式发送给后台数据处理终端7,因此,该无线测气装置2可以设置在井场泥浆出口区,从脱气装置21中搅拌出的气体可以直接进入气体检测单元23,弥补了传统气测仪其他检测之后的缺点,较大的提高了检测效果。

如图1所示,所述视频采集装置3设置于井场环境中,所述视频采集装置3与第三无线发射模块31相连接,用于采集井场环境中设备及工作人员的视频信号,并将所述视频信号传输至一级无线信号中转装置5。所述视频采集装置3采用摄像头。所述摄像头可以是360°全视角摄像头,可以采集井场所有区域的视频图像。

如图1所示,所述报警装置4设置于井场环境中,其用于向在井场环境中的工作人员提供报警信号,所述报警装置4与无线信号接收模块41连接。所述报警装置4采用蜂鸣器、喇叭、振动器、警笛、报警灯中的一种或几种。如在非工作时间,在后台数据处理终端7的监控视角中发现有可疑人员或车辆行走,可通过后台数据处理终端7向报警装置4发送报警信号;与此同时,通知保安人员对上述可疑人员或车辆进行盘查,防止财产流失,保证了施工周期。

如图1所示,所述一级无线信号中转装置5设置为多个且分别与所述第一无线发射模块13、第二无线发射模块25、第三无线发射模块31及无线信号接收模块41一一对应连接,用于接收来自第一无线发射模块13、第二无线发射模块25及第三无线发射模块31的数据并向二级无线信号中转装置6发出所述数据,同时用于接收来自二级无线信号中转装置6的数据并向报警装置4发出所述数据。

如图1所示,所述二级无线信号中转装置6设置于所述一级无线信号中转装置5与后台数据处理终端7之间,用于接收来自一级无线信号中转装置5及后台数据处理终端7的数据,以及用于向一级无线信号中转装置5及后台数据处理终端7发送数据。其中,所述一级无线信号中转装置5、二级无线信号中转装置6均与电池8连接。

如图1所示,所述后台数据处理终端7与所述二级无线信号中转装置6相连接。本实施例中,所述后台数据处理终端7通过与USB接口连接的USB数据线接收所述二级无线信号中转装置6发送的数据。当然,所述后台数据处理终端7还可以通过与RS232接口连接的串口线接收所述二级无线信号中转装置6发送的数据。所述后台数据处理终端7可以是台式计算机,还可以是便携式笔记本。

需要说明的是,本实施例中采用的无线传输方式可以是基于Zigbee@2.4Ghz的无线传输方式,也可以选用其他无线传输方式,例如调幅AM、调频FM、WLAN、GSM、Zigbee@936Mhz等。

本实用新型将多个无线钻井参数传感器1、无线测气装置2、视频采集装置3、报警装置4分别设置于多个井场中。

通过上述无线钻井参数传感器1、无线测气装置2采集到数据后通过无线网络将数据发送给后台数据处理终端7进行数据处理,这样就实现了一个后台数据处理终端7处理多个井场的数据,即实现了多井场的同步作业,解决了现有技术中录井仪在进行多井场监测时比较复杂的问题,达到了简化录井仪进行多井场检测的效果。

通过采用视频采集装置3能在后台数据处理终端7处对视频采集装置3采集的数据进行备份,记录各个井场的视频数据,为后续查证提供必要的依据;进一步地,通过设置报警装置4,在所述后台数据处理终端7通过二级无线信号中转装置6及一级无线信号中转装置5向报警装置4发出报警的信号数据。

同时,通过设置一级无线信号中转装置5及二级无线信号中转装置6,扩大了无线网络的覆盖面积,保证了数据传输的稳定性,避免了数据的丢失,也就提高了数据的安全性和数据分析的准确性。

需要说明的是,本实用新型中所述无线钻井参数传感器、无线测气装置、视频采集装置、报警装置、一级无线信号中转装置、二级无线信号中转装置、后台数据处理终端及电池均为现有设备,本领域技术人员可根据上述组成部件的型号进行选择。

应可理解的是,本实用新型不将其应用限制到本文提出的部件的详细结构和布置方式。本实用新型能够具有其他实施例,并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本实用新型的范围内。应可理解的是,本文公开和限定的本实用新型延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。本文所述的实施例说明了已知用于实现本实用新型的最佳方式,并且将使本领域技术人员能够利用本实用新型。

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