[发明专利]钻机数据采集与监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻机数据采集与监测系统。

背景技术

作为石油钻井工业的基础，石油钻机在石油钻井中发挥着重大的作用。由于钻机的工作环境恶劣多变，情况复杂，为了钻机安全、稳定、有效地工作，在钻机的工作过程中就需要对其工作状态和所处的环境状态进行实时监控，但当前在工作现场所使用的传感器或者传感器装置往往采用集中式总线或CAN总线形式，传感器的信号传输和供电都需要通过电缆线进行连接，从而安装、拆卸和维护相对麻烦，而且现场布线困难且容易受损，同时传感器信号在传输过程中容易受到各种异常情况的干扰，影响了监测效率和效果。而且，当前的钻机监测系统往往仅对钻机的局部状态如工作参数进行监测，不能全面有效地反映钻机的工作环境和工作状态、进而全面保障钻机的安全运行。

发明内容

为克服以上现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种钻机数据采集与监测系统，能够摆脱施工现场布线要求，灵活便捷地实现对钻机及其所处环境的数据采集和实时监控，从而全面有效地保障了钻机的安全、稳定工作。

本发明的技术方案是：

一种钻机数据采集与监测系统，包括传感器采集装置、视频监控装置和数据接收装置，其中传感器采集装置由无线传感器网络节点组成，无线传感器网络节点包括多个传感器节点、至少一个中继节点以及一个主节点，并且中继节点通过无线传输方式分别与传感器节点和主节点进行通信，主节点的输出端连接至数据接收装置的输入端。视频监控装置包括一体式云台摄像机、网络硬盘录像机以及用于供电的第一电源电路，且一体式云台摄像机的输出端与网络硬盘录像机的输入端连接，网络硬盘录像机的输出端通过无线通信网络与数据接收装置连接。

上述钻机数据采集与监测系统，其中的传感器节点包括采集外界信号的传感单元、与传感单元输出端连接的传感处理单元、与传感处理单元输出端连接的传感无线通信单元以及用于供电的传感电源单元，中继节点包括中继无线通信单元和中继电源单元，主节点包括接口单元和主节点无线通信单元，传感器节点、中继节点和主节点通过各自的无线通信单元采用无线传输方式进行相互通信，并且主节点通过接口单元与数据接收装置连接。

上述钻机数据采集与监测系统，其中传感单元中的传感器包括压力传感器、泵冲传感器、绞车传感器和液压扭矩传感器。

上述钻机数据采集与监测系统，其中的第一电源电路包括整流电路、稳压电路、脉冲发生电路、开关电路和续流电路，其中整流电路的输入端与电网的输电线路连接，开关电路的输入端与整流电路的输出端连接，开关电路的输出端与续流电路的输入端连接，续流电路的输出端与稳压电路的输入端连接，稳压电路的输出端连接电源电路负载，并且续流电路的输出端还同时与脉冲发生电路的输入端连接，脉冲发生电路的输出端与开关电路的控制端连接。

本发明的有益效果是：本发明通过设计了由传感器节点、中继节点以及主节点组成的传感器采集装置，以及由摄像机、网络硬盘录像机以及第一电源电路组成的视频监控装置，从而通过采用无线传输的方式便可实现数据采集和实时监控，摆脱了施工现场复杂、困难且难以保证传输效果的电缆布线，灵活便捷地实现对钻机及其所处环境的数据采集和实时监控，进而全面有效地保障了钻机的安全、稳定工作。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是钻机数据采集与监测系统的系统结构框图。

具体实施方式

实施例一：如图1所示，一种钻机数据采集与监测系统，包括传感器采集装置、视频监控装置和数据接收装置，其中传感器采集装置由无线传感器网络节点组成，无线传感器网络节点包括多个传感器节点、至少一个中继节点以及一个主节点，并且中继节点通过无线传输方式分别与传感器节点和主节点进行通信，主节点的输出端连接至数据接收装置的输入端。视频监控装置包括一体式云台摄像机、网络硬盘录像机以及用于供电的第一电源电路，且一体式云台摄像机的输出端与网络硬盘录像机的输入端连接，网络硬盘录像机的输出端通过无线通信网络与数据接收装置连接。

通过设计了由上述传感器节点、中继节点以及主节点组成的传感器采集装置，以及由摄像机、网络硬盘录像机以及第一电源电路组成的视频监控装置，从而通过采用无线传输的方式便可实现数据采集和实时监控，摆脱了施工现场复杂、困难且难以保证传输效果的电缆布线，灵活便捷地实现了对钻机及其所处环境的数据采集和实时监控，进而全面有效地保障了钻机的安全、稳定工作。