石油鉆井設備檢測的無線傳感器網絡系統(tǒng)設計.pdf

1、石油是重要的不可再生能源，關乎國家發(fā)展和國防安全。石油鉆井工程現場環(huán)境惡劣、地處偏遠、人員管理不便，大型復雜而耗資巨大的系統(tǒng)工程時刻面臨著油氣泄露和工程事故的風險。綜合錄井系統(tǒng)集成了現代傳感、應用電子、氣液相色譜分析及地質評測等技術為一體，可有效監(jiān)測多種鉆井設備，是開發(fā)評價石油氣資源、實時跟蹤建井過程、預報井下故障、降低風險系數、輔助生產管理的有力工具。其中，出口入口溫度、轉盤轉速、井深等參數是評估鉆井進展狀態(tài)的重要指標。
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2、前，市場上使用的錄井硬件設備以集中式或者現場總線方式運行，無線傳輸主要集中在原始信號采集或者后臺計算中心，對現場的錄井信號處理和設備間無線傳輸涉及不多。為了解決現有有線式綜合錄井系統(tǒng)搭建時工作繁重的問題、實現更有效的監(jiān)控、保障鉆井作業(yè)的安全進行，本文設計開發(fā)了一種用于石油鉆井設備檢測的無線錄井系統(tǒng)。
　　首先，基于無線傳感器網絡技術特點分析了適于鉆井現場使用的網絡拓撲結構、通信頻段和通信方式，結合平臺參數采集設備制定了系統(tǒng)開發(fā)方案

3、;其次，基于模塊化方法開發(fā)了硬件系統(tǒng)，以一板多功能的形式完成了AD、脈沖、編碼三種節(jié)點和無線中心站的研制，并進行了硬件封裝和能源供給設計;再次，根據網絡特點制定合理的通信數據包格式，開發(fā)與無線硬件系統(tǒng)配套的嵌入式和PC端上位機的軟件系統(tǒng);最后，通過實驗室模擬系統(tǒng)測試和新疆油田工程現場測試，驗證并完善了系統(tǒng)功能。
　　研究表明，系統(tǒng)的無線節(jié)點可實現模擬、脈沖、編碼三類鉆井平臺設備參數的檢測，完成AD采集（出口入口溫度檢測）、脈沖測頻