天然气井测控设备的制造方法

天然气井测控设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气井生产状况监控技术领域，尤其是天然气井测控设备。
【背景技术】
[0002]目前，各种井口终端进入采油监控系统，大量采用综合性终端提高采气生产率已经成为一个重要的特点。随着各种综合性能比较强大的终端的大力投入，针对采气这个特殊的工作环境，它们引起的故障将对生产带来很大的影响，现在使用的终端在使用和维护的过程中，主要存在耗能较大、自身造价高、故障发生频率高、维修费用高等几个问题。

【发明内容】

[0003]本实用新型的目的在于提供一种专用的天然气井测控设备。其技术方案为:器架托上固定柜体，柜体顶部左侧通过固定杆连接光伏组件，固定杆上设有伸缩节，柜体顶部右侧通过固定杆连接天线，柜体内分两层，底层设有汇流器、控制逆变器和蓄电池，上层设有测控箱，测控箱内分三部分，上部依次设有220伏输入端口、24伏输入端口和24伏输出端口，中部设有CPU控制单元和Al采集单元，下部依次设有太网接口、串口通讯接口和输入接
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[0004]光伏组件连接汇流器，汇流器连接控制逆变器，控制逆变器连接220伏输入端口和蓄电池，蓄电池连接伏输入端口。
[0005]本实用新型根据天然气井井口监控的特点，适合于野外环境下的天然气井井口的实时监控。该终端集计算机技术、无线通信技术和计算机网络技术于一体，以嵌入式控制器为核心配合嵌入式实时操作系统的应用，采用CAN现场总线技术和先进通讯方式构成功能强、操作简单、安全可靠、性价比高，为天然气井井口设备的运行状态提供良好的在线实时监控、紧急关停及数据采集传输。
【附图说明】
[0006]图1是本实新型结构示意图；
[0007]图2是本实新型电路连接示意图。
【具体实施方式】
[0008]如图1和图2所示，天然气井测控设备，主要由光伏组件1、伸缩节2、天线3、220伏输入端口 4、24伏输入端口 5、24伏输出端口 6、测控箱7、CPU控制单元8、太网接口 9、串口通讯接口 10、柜体11、Al采集单元12、Al输入接口 13、蓄电池14、器架托15、汇流器16和控制逆变器17构成。器架托15上固定柜体11，柜体11顶部左侧通过固定杆连接光伏组件1，固定杆上设有伸缩节2，柜体11顶部右侧通过固定杆连接天线3，柜体11内分两层，底层设有汇流器16、控制逆变器17和蓄电池14，上层设有测控箱7，测控箱7内分三部分，上部依次设有220伏输入端口 4、24伏输入端口 5和24伏输出端口 6，中部设有CPU控制单元8和Al采集单元12，下部依次设有太网接口 9、串口通讯接口 10和Al输入接口 13 (见图1)。电路连接:光伏组件I连接汇流器16，汇流器16连接控制逆变器17，控制逆变器17连接220伏输入端口 4和蓄电池14，蓄电池14连接24伏输入端口 5 (见图2)。
[0009]本实用新型的工艺流程:光伏组件I收集的电能通过汇流器16传输到控制逆变器17，光伏控制器对所发的电能进行调节和控制，逆变器把直流变为交流电，供交流负荷使用，控制逆变器17把直流电传输蓄电池14，交流电连接220伏输入端口 4，输蓄电池14的电连接24伏输入端口 5，使设备带电，开始工作。
[0010]按照微功耗设计，可降低终端能耗，最大工作功率不超过5W，并可延长终端的寿命，降低单井生产成本的监控装置。在选用成熟技术的前提下，充分考虑装置的实用性、可靠性、稳定性、节能性、抗干扰能力及维护的便捷性和产品的性价比，打造一种成本低，功能专一，及后台软件于一身的天然气井监控终端。硬件采用分布式集中控制设计，测控箱7内底板通过螺丝与机壳进行安装固定，电源管理部分在底板上，控制逆变器17通过220V输入端口 4或者蓄电池14通过24V输入端口 5进行供电，同时提供24V电压输出端口 6。CPU控制单元8采用实时嵌入式操作系统，并集合CPU控制单元应用程序完成整个装置的所有软硬件资源的分配、调度工作，处理和控制同时发生信息和事件，提高系统的实时、稳定性。CPU控制单元8对外提供了一组以太网接口 9和串口通讯接口 10 (232通讯接口和485通讯接口)以方便现场智能仪表的信息采集及远程数据传输。Al采集单元12对外提供了 6路Al输入接口 13完成天然气井井口气压、套压、回压以及温度的采集。
[0011]测控箱7具有以下功能特点:
[0012]数据采集功能:可实时在线监测气井相关参数电压、电流、井口温度、压力等。数据通信功能:支持常用类型通讯规约；支持现场各种智能传感器传输数据；支持全双工串行方式通讯，传输速率9600，19200bps可选；支持网络交换机通讯数据采集，传输速率1Mbps/1OOMbps ;能够接收处理不同格式的遥测量、遥信量、电度量，并处理为系统的统一格式，能够接收处理各种油田井站的远程终端设备记录的突发事件信息，实现对其得遥控、遥调等下行信息；具有GPRS远程通讯功能，能够将现场数据和二次仪表通讯数据发送至远程用户平台统一管理。数据集中和转发:实现实时信息与其他控制主站和数据中心之间的数据通讯，实现数据共享。
[0013]天然气井监控终端针对采气的特殊工作环境，采用了钣金柜体11的安装方式，所有外接线均通过专用的接口外接，测控箱7内部安装天然气井监控终端，机壳表面标示性能指标说明和各种工作状态运行指示灯，便于调试及日后维护。终端的软件、硬件采用单元化设计，不同功能单元通过CAN总线有效的结合起来，监控终端具备后台发布软件，数据通过Modbus协议进行传输。主控制功能单元采用M3内核的STM32F107VCT6控制芯片和CAN总线控制芯片来实现整个装置的管理工作，主控制单元具有串口和GPRS功能，应用现有的GPRS单元可实现数据的无线传输，完成和后台的数据通讯。串口有效的实现和现场智能仪表的通讯，完成天然气井气压的监测工作；AI采集单元主要包含了一些隔离器件和控制器，实现了 4路(0-5) V电压的采集和2路(5-20) mA电流的采集，主要完成天然气井井口电压、电流、温度等模拟信号的采集。
【主权项】
1.天然气井测控设备，其特征在于:器架托(15)上固定柜体(11)，柜体(11)顶部左侧通过固定杆连接光伏组件(1)，固定杆上设有伸缩节(2)，柜体(11)顶部右侧通过固定杆连接天线(3)，柜体(11)内分两层，底层设有汇流器(16)、控制逆变器(17)和蓄电池(14)，上层设有测控箱(7)，测控箱(7)内分三部分，上部依次设有220伏输入端口(4)、24伏输入端口(5)和24伏输出端口(6)，中部设有CPU控制单元(8)和Al采集单元(12)，下部依次设有太网接口(9)、串口通讯接口(10)和Al输入接口(13)。
2.根据权利要求1所述的天然气井测控设备，其特征在于:光伏组件(I)连接汇流器(16)，汇流器(16)连接控制逆变器(17)，控制逆变器(17)连接220伏输入端口(4)和蓄电池(14 )，蓄电池(14 )连接24伏输入端口( 5 )。
【专利摘要】本实用新型提供天然气井测控设备，其技术方案为：主要由光伏组件（1）、伸缩节（2）、天线（3）、220伏输入端口（4）、24伏输入端口（5）、24伏输出端口（6）、测控箱（7）、CPU控制单元（8）、太网接口（9）、串口通讯接口（10）、柜体（11）、AI采集单元（12）、AI输入接口（13）、蓄电池（14）、器架托（15）、汇流器（16）和控制逆变器（17）构成。本实用新型功能强，操作简单，安全可靠，性价比高，为天然气井井口设备的运行状态提供良好的在线实时监控、紧急关停及数据采集传输。
【IPC分类】G05B19-048
【公开号】CN204613688
【申请号】CN201520349328
【发明人】齐小海
【申请人】齐小海
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月27日