用于油氣井安全在線監(jiān)測的監(jiān)測裝置、監(jiān)測終端及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及安全監(jiān)測裝置領(lǐng)域，具體涉及用于油氣井安全在線監(jiān)測的監(jiān)測裝置、監(jiān)測終端和監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在油氣生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)油氣井的過程中，需要定期進行修井作業(yè)。由于不同的油氣井井況不同，潛在的安全風(fēng)險也不一樣。油氣井的風(fēng)險包括:可燃氣體含量過高、有毒氣體含量過高、壓力和溫度異常等。目前的修井作業(yè)現(xiàn)場都是靠人工識別和判斷安全風(fēng)險，稍有疏忽就會釀成重大安全風(fēng)險責(zé)任事故。
[0003]隨著科技的進步，目前修井單位已經(jīng)裝備了四合一氣體監(jiān)測儀，用來監(jiān)測作業(yè)過程中的可燃和有毒氣體(包括CH4、CO、C02、H2S等)。修井單位的氣體監(jiān)測主要是靠技術(shù)人員使用四合一氣體監(jiān)測儀進行人工監(jiān)測。現(xiàn)場施工單位在一部分采油氣井口安裝有液量、壓力和溫度數(shù)據(jù)采集傳感器用來記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
[0004]然而，人工監(jiān)測有害氣體產(chǎn)生新的問題，經(jīng)常出現(xiàn)為了趕進度違反作業(yè)操作規(guī)程的事情發(fā)生，極易引起作業(yè)操作異常，導(dǎo)致油氣井壓力異常，引起井涌和井噴，以及有害氣體泄露等安全風(fēng)險。此外，人工監(jiān)測有害氣體無法記錄和保存作業(yè)過程數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場施工單位的井口數(shù)據(jù)采集只在油氣井正常生產(chǎn)時記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)，無法實現(xiàn)氣體、溫度、壓力異常預(yù)警，因此都存在各種不足。
[0005]期望采用實時和遠程通信的監(jiān)測裝置和系統(tǒng)以避免上述情況發(fā)生。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種可以現(xiàn)場安裝并且實時傳送數(shù)據(jù)的監(jiān)測裝置、監(jiān)測終端和監(jiān)測系統(tǒng)。
[0007]根據(jù)本實用新型的第一方面，提供一種用于油氣井安全在線監(jiān)測的監(jiān)測裝置，包括:與井口連通的多個傳感器；與多個傳感器連接并且對傳感器數(shù)據(jù)進行采樣的數(shù)據(jù)采集卡；用于對傳感器數(shù)據(jù)進行處理以產(chǎn)生處理結(jié)果和預(yù)警信息的處理器；供電裝置；用于將處理結(jié)果和預(yù)警信息作為數(shù)據(jù)實時傳送的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊；以及用于根據(jù)預(yù)警信息提示現(xiàn)場作業(yè)人員的蜂鳴報警器。
[0008]優(yōu)選地，所述多個傳感器包括選自壓力傳感器、溫度傳感器、有害氣體傳感器、可燃氣體傳感器中的至少一種。
[0009]優(yōu)選地，所述多個傳感器設(shè)置在與井口連通的四通開關(guān)的固定位置。
[0010]優(yōu)選地，所述多個傳感器與數(shù)據(jù)采集卡之間經(jīng)由各自的導(dǎo)線進行連接。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊選自GPRS模塊或3G模塊。
[0012]優(yōu)選地，所述供電裝置為可充電的鋰離子電池。
[0013]根據(jù)本實用新型的第二方面，提供一種用于油氣井安全在線監(jiān)測的監(jiān)測終端，包括:如上所述的監(jiān)測裝置；用于輸入傳感器數(shù)據(jù)的臨界值的輸入面板；以及用于在本地顯示傳感器數(shù)據(jù)、預(yù)警信息和所述供電裝置的電量信息的顯示屏。
[0014]優(yōu)選地，監(jiān)測終端還包括:用于容納監(jiān)測裝置的外殼，其中所述顯示屏和所述輸入面板位于所述外殼的表面。
[0015]優(yōu)選地，監(jiān)測終端還包括USB接口。
[0016]根據(jù)本實用新型的第三方面，提供一種用于油氣井安全在線監(jiān)測的監(jiān)測系統(tǒng)，包括:如上所述的監(jiān)測終端；與監(jiān)測終端無線通信的管理中心服務(wù)器；以及與監(jiān)測終端和管理中心服務(wù)器至少之一無線通信的移動終端。
[0017]優(yōu)選地，所述移動終端選自手機或平板設(shè)備。
[0018]根據(jù)本實用新型的監(jiān)測裝置可以與移動終端和管理中心服務(wù)器至少之一無線通信，從而可以實時遠程傳輸傳感器數(shù)據(jù)和預(yù)警信息，可以實現(xiàn)按照石油行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)風(fēng)險分級預(yù)警。
[0019]該監(jiān)測裝置可以作為油氣井安全在線監(jiān)測記錄儀(簡稱油井黑匣子)。在作業(yè)過程安全風(fēng)險在線監(jiān)測，降低作業(yè)施工潛在風(fēng)險，起到“事前提醒，事中預(yù)警、事后監(jiān)督”的作用，從而實現(xiàn)油氣井整個生產(chǎn)過程的安全高效。
【附圖說明】
[0020]通過以下參照附圖對本實用新型實施例的描述，本實用新型的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中:
[0021]圖1示出根據(jù)本實用新型的實施例的監(jiān)測裝置的示意性框圖。
[0022]圖2示出根據(jù)本實用新型的實施例的監(jiān)測終端的示意性框圖。
[0023]圖3a至3c示出根據(jù)本實用新型的實施例的監(jiān)測終端在不同狀態(tài)下的顯示信息。
[0024]圖4示出根據(jù)本實用新型的實施例的監(jiān)測系統(tǒng)的示意性框圖。
【具體實施方式】
[0025]以下基于實施例對本實用新型進行描述，但是本實用新型并不僅僅限于這些實施例。在下文對本實用新型的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)部分的描述也可以完全理解本實用新型。為了避免混淆本實用新型的實質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細敘述。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。除非上下文明確要求，否則整個說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限于”的含義。在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0026]圖1示出根據(jù)本實用新型的實施例的監(jiān)測裝置的示意性框圖。該監(jiān)測裝置110包括例如安裝在井口(例如與井口連通的四通開關(guān)的固定位置)的壓力傳感器111、溫度傳感器112、有毒氣體傳感器113、可燃氣體傳感器114，用于接收各個傳感器的數(shù)字化信息的數(shù)據(jù)采集卡115，用于對傳感器數(shù)據(jù)進行處理以產(chǎn)生處理結(jié)果和預(yù)警信息的處理器116，用于將處理結(jié)果和預(yù)警信息作為數(shù)據(jù)實時傳送的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊117，用于提示現(xiàn)場作業(yè)人員的蜂鳴報警器118以及供電裝置119。
[0027]壓力傳感器111與數(shù)據(jù)采集卡115通過導(dǎo)線進行連接。壓力傳感器111內(nèi)部有應(yīng)變片和電阻橋式電路。應(yīng)變片在發(fā)生形變時改變電阻值。電阻橋式電路與應(yīng)變片相連接，并且外加一定電壓。當(dāng)應(yīng)變片發(fā)生形變時，在橋式電路的節(jié)點上便會產(chǎn)生電壓的變化。通過檢測這個電壓，可以獲得壓力的數(shù)值。
[0028]溫度傳感器112與數(shù)據(jù)采集卡115通過導(dǎo)線進行連接。溫度傳感器112采用PTC熱敏電阻，實時監(jiān)測井內(nèi)液體在井口的溫度。PTC(Positive Temperature Coefficient)熱敏電阻，在工業(yè)上可用作溫度的測量與控制，實現(xiàn)過熱保護方面的應(yīng)用。
[0029]有害氣體傳感器113與數(shù)據(jù)采集卡115通過導(dǎo)線進行連接。有害氣體傳感器113主要利用內(nèi)部預(yù)置的化學(xué)物與有害氣體發(fā)生反應(yīng)時其體積質(zhì)量等發(fā)生變化，獲得作業(yè)井有害氣體的含量。有害氣體包括一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、硫化氫(H2S)等。
[0030]可燃氣體傳感器114與數(shù)據(jù)采集卡115通過導(dǎo)線進行連接?？扇細怏w傳感器113主要利用內(nèi)部預(yù)置的化學(xué)物與可燃氣體發(fā)生反應(yīng)時其體積質(zhì)量等發(fā)生變化，獲得作業(yè)井可燃氣體的含量?？扇細怏w包括包括甲烷(CH4)等。
[0031]數(shù)據(jù)采集卡115按照預(yù)定采樣頻率對傳感器數(shù)據(jù)進行采樣。
[0032]處理器116經(jīng)由數(shù)據(jù)采集卡115獲得壓力傳感器111、溫度傳感器112、有毒氣體傳感器113、可燃氣體傳感器114的傳感器數(shù)據(jù)。處理器116將傳感器數(shù)據(jù)分別與壓力、溫度、有毒氣體含量和可燃氣體含量的臨界值進行比較，獲得比較結(jié)果。如果傳感器數(shù)據(jù)超出臨界值，處理器