[实用新型]一种煤层气井无线通信网络监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤层气生产井监控领域，具体而言，涉及一种煤层气井无线通信网络监控系统。

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。

实用新型内容

本实用新型提供一种煤层气井无线通信网络监控系统，用以克服现有技术中存在的上述至少一个问题。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种煤层气井无线通信网络监控系统，包括多个无线收发节点设备、无线收发根节点设备和监控设备，其中：

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、视频采集设备和现场执行设备相连接，接收工艺参数采集设备采集的工艺参数数据和视频采集设备采集的视频图像数据；

无线收发根节点设备设置在控制中心，无线收发根节点设备与设置控制中心的监控设备相连接，无线收发根节点设备和无线收发节点设备之间无线通信连接，无线收发根节点设备接收无线收发节点设备发送的工艺参数数据和视频图像数据，并发送给监控设备；

监控设备包括接口模块、信息存储模块、信息显示模块和控制模块，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设备；

无线收发根节点设备接收控制模块发送的控制信号，并无线发送给无线收发节点设备，无线收发节点设备将控制信号发送给现场执行设备。

可选的，在每个无线收发节点设备处，还设置有供电子系统，供电子系统包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池，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。

可选的，工艺参数采集设备包括以下至少一种：

温度传感器、压力传感器、液位传感器、流量传感器和气体浓度传感器。

上述实施例根据煤层气生产特点和实际需求，通过对煤层气工业的工艺过程、现场特点、自动化现状、生产需求的详细调研与分析，通过对有线网络、无线网络及无线网络技术的全方位的比较，最终确定了“利用802.11n技术建立主干网络，以树型冗余拓扑为主、静态结构优化与实时动态自愈合相结合”的无线节点网络技术方案，从而保证无线节点网络具有传输距离远、传输数据量大、实时性高、覆盖范围大、安全可靠、建设和运行维护费用低等特点。该无线节点网络应该具备以下技术优势：