[实用新型]一种用于煤层气井无线节点通信网络的监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气生产井监控领域，具体而言，涉及一种用于煤层气井无线节点通信网络的监控系统。

背景技术

煤层气俗称“瓦斯”，存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。但其开采、集输的技术难度大，建设和运营成本较高。

煤层气具有不同于常规油气集输的生产特点：

煤层气井多、井距小、低压、低产（不足天然气井的1/10），经济效益不高；

煤层气井场位于偏远山区，部分区域无无线公网信号的覆盖，通信困难；

自动化水平不高，采用就地仪表，依靠人工巡井抄表和人工操作；

井场分布广（井多），地形复杂（山峦重叠、沟壑纵横），人工巡井工作量巨大，恶劣天气时无法达到井场；

煤层气研究和开发在“十一五”取得了丰硕的成果，但实际生产中仍然存在的一定问题：

无信号覆盖区域成为监控盲区，过分依赖移动运营商；

视频监控成本居高不下；

工艺参数得不到及时调整，煤层气集输效益难以提高；

流程自动切换及突发事件应急处理不及时；

煤层气不同于常规油气（如天然气），其具有低压、低产、井多并且多处于偏远山区等生产特点，自动化水平低、经济效益低、安全水平低严重阻碍了煤层气工业的发展。主要原因之一为井区的通信网络链路问题，即井场工艺数据/视频数据无法上行至中控室，中控室的控制指令无法下行至井场。

随着煤层气规模开发，提高集输的安全性和经济效益，这些问题显得更为突出。

发明内容

本发明提供一种用于煤层气井无线节点通信网络的监控系统，用以克服现有技术中存在的上述问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种用于煤层气井无线节点通信网络的监控系统，其特征在于，包括：现场终端子系统、无线主干网子系统、监控终端子系统以及供电子系统，其中：

现场终端子系统包括多个工艺参数采集设备和多个视频采集设备，每个工艺参数采集设备和每个视频采集设备设置在一个煤层气生产井中，采集该煤层气生产井中的工艺参数数据和视频图像数据；

无线主干网子系统包括多个无线收发节点设备和一个无线收发根节点设备，每个无线收发节点设备设置在一个煤层气生产井的井口处，与设置在该煤层气生产井中的工艺参数采集设备和视频采集设备相连接，并接收其所采集的工艺参数数据和视频图像数据，无线收发节点设备和无线收发根节点设备之间无线通信连接，将所接收的工艺参数数据和视频图像数据无线发送给无线收发根节点设备；

监控终端子系统与无线收发根节点设备相连接，无线收发根节点设备将所接收的工艺参数数据和视频图像数据发送给监控终端子系统，监控终端子系统将控制信号发送给无线收发根节点设备，无线收发根节点设备将控制信号发送给相应的无线收发节点设备，该无线收发节点设备将控制信号发送给与其相连接的执行装置；

供电子系统分别为现场终端子系统、无线主干网子系统、监控终端子系统供电。

可选的，监控终端子系统包括接口模块、信息存储模块、信息显示模块和控制模块，其中：

接口模块连接在无线收发根节点设备与信息存储模块之间，信息显示模块与信息存储模块相连接，无线收发根节点设备将所接收的工艺参数数据和视频图像数据通过接口模块发送给信息存储模块进行存储，并进而发送给信息显示模块进行显示；

控制模块与接口模块相连接，控制模块将控制信号通过接口模块发送给无线收发根节点模块。

可选的，在每个无线收发节点设备处，供电子系统包括太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池，其中：

太阳能电池板与无线收发节点设备相连接，太阳能控制器连接在太阳能电池板与蓄电池之间。

可选的，供电子系统还包括稳压模块和浪涌保护模块，稳压模块连接在太阳能电池板与无线收发节点设备之间，浪涌保护模块与太阳能电池板相连接。