一种油井封井器温压监测系统的制作方法

本实用新型涉及油井参数监测技术领域，具体涉及一种油井封井器温压监测系统。

背景技术：

高速的经济增长下，对能源的需求越来越多，目前我国石油开发急剧增长，油井开发过程中，油井井下的温度与压力是一项重要的参数。油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层压力不断下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井的产量会大大减少。目前我国有相当数量的油井已进入产量衰减期或油井出油率降低。为提高油井的采收率和延长油井的开采寿命，对石油资源的开采转变为精细高效利用，因此对油井井下温压进行实时测量非常重要。由于油井孔径较小、深度较深，以及井下环境复杂，加之通常要求远距离的数据通讯，对测量有一定的困难，并且因环境恶劣造成设备故障率高。现今存有的油压探测系统，多为通过电缆从深处将信号传出，由于电缆的长度过长对信号影响较为严重，成本高。

而传统的智能井下温压检测系则存在体积较大，功耗较高，信号弱，因密封性问题带来的设备故障率高等缺点。如授权公告号为cn202748664u的中国实用新型专利公开了《一种基于嵌入式技术和无线网络的远程油井监测管理系统》，其电能量芯片、温度传感器和压力传感器的信号输出端分别与主控模块的信号输入端连接，主控模块的数据输入输出端与终端zigbee传输模块的数据输入输出端连接；zigbee数据传输模块的数据输入输出端与控制模块的数据输入输出端连接，gprs数据传输模块的数据输入输出端与控制模块的数据输入输出端连接；监控计算机的数据输入输出端与gprs数据传输模块的数据输入输出端连接，监控计算机的数据输入输出端与服务器的数据输入输出端连接。上述方案对监测油井工作时的数据进行实时的主动和被动的采集，降低数据采集成本，提高数据采集的准确性和实时性及工作效率。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种油井封井器温压监测系统，目的是为了解决偏远油井和单井数据采集难、通讯距离远、井下环境恶劣、能耗大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种油井封井器温压监测系统，包括封井管、密封体、主控电路板、电源模块、温度压力采集模块、天线；

所述密封体包括内部中空的空腔体和密封于空腔体上端的上盖、密封于空腔体下端的中盖；

所述封井管为上端开口、下端封闭的中空空腔体，其安装于密封体下端；

所述主控电路板放置在密封体内，主控电路板包括电源监测模块、模数转换模块、定时唤醒模块、微处理器模块和nb-iot远程数据收发模块；所述电源监测模块通过电源模块与微处理器模块的输入端连接，所述模数转换模块、定时唤醒模块分别与微处理器模块的输入端连接，所述nb-iot远程数据收发模块与微处理器模块的输入端、输出端均连接；

所述温度压力采集模块通过传感器上的螺纹固定于封井管下端、且其测量头穿过封井管置于油井中，并通过航空插头线穿过封井管和密封体与模数转换模块的输入端连接。温度压力采集模块安装时，传感器本体安装在封井管下端，测量头置于与油井通道连通的一端，以便于能够测量到油井中的压力和温度。温度压力采集传感器为一体结构，以减小传感器体积，便于安装在狭小空间内。

所述电源模块放置在密封体内，为主控电路板供电，并与微处理器模块的输入端、输出端均连接；

所述天线与nb-iot远程数据收发模块的输入端、输出端均连接。

上述方案优选的，还包括互联网云平台，所述nb-iot远程数据收发模块的输入端、输出端均连接至互联网云平台。所述nb-iot远程数据收发模块将所述温度压力采集模块所采集的温度与压力数据发送至互联网云平台。

上述方案优选的，还可以包括pc客户端和手机客户端，所述pc客户端和手机客户端的输入端、输出端分别与互联网云平台连接。所述互联网云平台可将数据下发到pc客户端、手机客户端，pc客户端、手机客户端可与nb-iot远程数据收发模块实现双向通讯。

上述方案优选的，所述pc客户端和手机客户端均设置有报警模块。pc客户端和手机客户端可以对所述nb-iot远程数据收发模块发送的数据设置报警值。

上述方案优选的，还可以包括安装于所述密封体上面的非金属空腔体，金属防盗盖安装于非金属空腔体的上端开口，所述天线放置于非金属空腔体内。

上述方案优选的，所述密封体采用不锈钢金属材质制成环形密封体。

与现有技术相比，本实用新型的具有以下优点：

1)本实用新型中的温度压力采集模块用于温度和压力的数据采集，之后将采集的数据发送给微处理器模块进行数据处理，处理过后的数据经过nb-iot远程数据收发模块发送至互联网云平台，之后互联网云平台将采集到的温度压力数据下发至pc客户端和手机客户端，从而实现了远距离数据传输。由于整个系统安装于地下，因此本系统采用nb-iot远程数据收发模块，本模块穿透能力强、覆盖范围广，相比于其他远程通讯模块，即使在低于地面的井下也能正常运行，并且信号范围覆盖广，只要在2g移动通信蜂窝基站覆盖范围内就能实现数据传送。因此本系统具有低功耗、低成本、密封性好、信号覆盖范围广、穿透能力强等优点，解决偏远油气井和单井数据采集难的问题。

2)电源监测模块可以实时对电源模块的电量进行检测，低于设定电量后，系统会自动报警，提醒用户更换电池，另外间歇性发送数据和休眠期间切断作为电源模块的工作方式，可以降低系统整体功耗，提高电池寿命，增加续航能力。

3)由于油井环境恶劣，该系统要长期工作在潮湿的环境中，因此将所述主控电路板和所述电源模块放置在所述密封体中，可以有效的起到防水防潮的功能。

4)pc客户端和手机客户端可以实时的观察由所述nb-iot远程数据收发模块发送来的数据，同时也可通过pc客户端和手机客户端下发所需命令，实现了油田井下测量的数字化与智能化。

附图说明

图1为本实用新型的结构图；

图2为系统模块框图。

图中标号为：

1、电源模块；2、主控电路板；3、天线；4、金属防盗盖；5、中盖；6、上盖；7、温度压力采集模块；8、航空插头线；9、封井管；10、下盖。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种油井封井器温压监测系统，放置于油井内，其包括封井管9、密封体、主控电路板2、电源模块1、温度压力采集模块7和天线3。

所述密封体为由内部中空的空腔体和密封于空腔体上端的上盖6、密封于空腔体下端的中盖5制作成的全封闭防水空间。

所述封井管9与所述密封体为一体内部中空，其上端为密封体的中盖5实现密封，下端为下盖10实现密封。

所述主控电路板2和电源模块1通过密封技术放置在密封体中，这样就可以防止主控电路板2和电源模块1受潮，保证了整个系统可以在油井恶劣的环境下正常运行，提高了系统的可靠性。

如图2所示，所述主控电路板2包括电源监测模块、模数转换模块、定时唤醒模块、微处理模块和nb-iot远程数据收发模块。所述电源监测模块通过电源模块1与微处理器模块的输入端连接，所述模数转换模块、定时唤醒模块分别与微处理器模块的输入端连接，所述nb-iot远程数据收发模块与微处理器模块的输入端、输出端均连接。所述电源监测模块用于对电源模块1的电压进行实时性检测，一旦发现电源模块1电量不足，就会发出电量不足报警信号，提示用户更换电池。所述定时唤醒模块对系统进行间歇性唤醒来发送数据，利用间歇性唤醒可以降低系统功耗，延长电池使用寿命。

所述天线3通过航空插头线8与主控电路板2的nb-iot远程数据收发模块的输入端、输出端均连接，nb-iot远程数据收发模块通过天线3将微处理器处理过后的数据发送至互联网云平台。

所述电源模块1放置在密封体内，为主控电路板2供电，并通过排线与微处理器模块的输入端、输出端均连接；电源模块1是由锂电池组成。

所述温度压力采集模块7采用稳压一体式传感器，其通过传感器上的螺纹固定于封井管9下端、且其测量头穿过封井管9置于油井中，用航空插头(螺旋式)连接，通过航空插头线8与的模数转换模块的输入端连接。温度压力采集模块7对油井的温度和压力进行采集，采集的温度与压力数据由航空插头线8发送至模数转换模块，再由模数转换模块将数据发送至微处理器模块，微处理器对模数转换模块发送过来的数据进行转换，转换为温度和压力数据值，处理过后的数据通过nb-iot远程数据收发模块发送至互联网云平台。

本系统还包括互联网云平台、pc客户端和手机客户端，所述nb-iot远程数据收发模块的输入端、输出端均连接至互联网云平台，所述pc客户端和手机客户端的输入端、输出端则分别与互联网云平台连接，所述pc客户端和手机客户端均设置有报警模块。主控电路板2上传至互联网云平台的数据可以下发到pc客户端和手机客户端，用户可以随时登陆pc客户端和手机客户端对偏远油井中油的温度和压力进行查看，用户还可以通过pc客户端和手机客户端对系统的唤醒时间与报警值进行设置，从而实现pc客户端和手机客户端与nb-iot远程数据收发模块实现双向通讯。

主控电路板2中的定时唤醒模块对系统进行周期性唤醒，唤醒的时间可以通过pc客户端或者手机客户端下发相应指令进行设置。系统处于休眠状态时未工作模块电源会被切断，整个系统的电源续航能力会大大提高。

优选的，本方案还包括安装于所述密封体上面的非金属空腔体，金属防盗盖4安装于非金属空腔体的上端开口，所述天线3放置于非金属空腔体内，金属防盗盖4对整个系统起到防盗作用。

优选的，所述密封体可以为由不锈钢金属材质制成的环形密封体。

显然，上述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。