專利名稱：數(shù)字式水力壓裂裂縫實時監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種裂縫監(jiān)測的技術，尤其涉及一種數(shù)字式水力壓裂裂縫實時監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術：
目前，油田的油井水力壓裂如果采用實時觀測的，采集到的與壓裂有關的信號都是用模擬方法來傳輸?shù)街行恼具M行分析處理，這存在著采集信號分辯率低，容易受到外界噪聲干擾等問題，而且監(jiān)測分站位置的定位需要人工測量進行位置確定，然后手動輸入到監(jiān)測計算機中。此種監(jiān)測方式只能憑人工操作和既往經(jīng)驗進行分析處理，其觀測和處理結果往往容易出現(xiàn)誤差，影響監(jiān)測效果。

實用新型內(nèi)容針對以上提出的問題，本實用新型目的在于提供一種具有較高采集信號分辯率，監(jiān)測效果更可靠的新型數(shù)字式水力壓裂裂縫實時監(jiān)測系統(tǒng)。本實用新型實現(xiàn)上述發(fā)明目的所采用的技術方案是一種數(shù)字式水力壓裂裂縫實時監(jiān)測系統(tǒng)，包括裂縫信息處理中心站、通過通訊接口與中心站相連的實時監(jiān)測計算機、通過無線網(wǎng)絡與裂縫信息處理中心站連接的至少一個裂縫信號采集分站，所述裂縫信號采集分站采集數(shù)據(jù)經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后傳輸至裂縫信息處理中心站分析處理并由實時監(jiān)測計算機進行實時監(jiān)測分析。進一步的，所述裂縫信號采集分站包括信號濾波單元、程控放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字濾波器、微處理器、調(diào)制解調(diào)器、GPS定位單元、電子盤記錄單元、電源控制單元。進一步的，所述裂縫信息處理中心站包括調(diào)制解調(diào)器、數(shù)據(jù)接收單元、電平轉(zhuǎn)換單元、微處理器、GPS定位單元、電源控制單元。進一步的，所述實時監(jiān)測計算機含有實時監(jiān)測模塊、事件記錄回放模塊、電子盤讀取模塊和裂縫定位與計算模塊。本實用新型在實際應用中，中心站和監(jiān)測分站之間的時間同步采用GPS方式。監(jiān)測分站的地理位置用GPS來確定，并將分站的地理位置信息傳送到中心站，中心站再通過通訊接口送到監(jiān)控計算機，便于計算機進行實時定位處理。分站有一個電子盤，可自己記錄每次觀測的采樣信號，觀測結束后，用計算機讀出每個分站的觀測信號，然后用軟件做更細致的分析處理。本實用新型的有益效果是可以實現(xiàn)無線實時傳輸，經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后的采集信號分辯率更高，更便于進行實時監(jiān)測分析，監(jiān)測效果更為可靠。
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。


圖1是本實用新型的系統(tǒng)組成框圖；圖2是裂縫信息處理中心站硬件組成框圖；[0012]圖3是裂縫信號采集分站硬件組成框圖。
具體實施方式
如
圖1至3所示，一種數(shù)字式水力壓裂裂縫實時監(jiān)測系統(tǒng)，包括裂縫信息處理中心站、通過通訊接口與中心站相連的實時監(jiān)測計算機、通過無線網(wǎng)絡與裂縫信息處理中心站連接的至少6個以上裂縫信號采集分站，所述裂縫信號采集分站采集數(shù)據(jù)經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后傳輸至裂縫信息處理中心站分析處理并由實時監(jiān)測計算機進行實時監(jiān)測分析。其中裂縫信號采集分站包括信號濾波單元、程控放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字濾波器、微處理器、調(diào)制解調(diào)器、GPS定位單元、電子盤記錄單元、電源控制單元；裂縫信息處理中心站包括調(diào)制解調(diào)器、數(shù)據(jù)接收單元、電平轉(zhuǎn)換單元、微處理器、GPS定位單元、電源控制單元；實時監(jiān)測計算機含有實時監(jiān)測模塊、事件記錄回放模塊、電子盤讀取模塊和裂縫定位與計算模塊。各部分的工作過程為裂縫信號采集分站中的傳感器信號經(jīng)過濾波和程控放大器放大后，送到24位A/D轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后，送到線性相位FIR數(shù)字濾波器進行處理，采樣率1000Hz (或2000Hz)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字采樣信號形成24位長的串行數(shù)據(jù)，送到微處理器進行壓縮處理，微處理器控制無線調(diào)制解調(diào)器，按照一定格式，以適當速率將采樣數(shù)字信號傳送到中心站，并同時送到電子盤記錄。裂縫信息處理中心站的多個無線調(diào)制解調(diào)器將來自不同監(jiān)測分站的采樣信號轉(zhuǎn)換成串行信號，數(shù)據(jù)接收部分分別接收各路串行信號，經(jīng)過5V到3. 3V電平轉(zhuǎn)換后，送到微處理器處理，微處理器匯總每路采樣，通過USB 口送到計算機進行后續(xù)處理。分站采集到的油井壓裂時裂縫形成過程發(fā)出的信號經(jīng)過數(shù)字處理后，通過無線傳輸方式實時傳送到中心站，中心站將多路采集數(shù)據(jù)通過USB 口傳送到監(jiān)控計算機，系統(tǒng)軟件在計算機屏幕上實時顯示接收信號波形、記錄數(shù)據(jù)、并實時定位。運行在計算機上程序主要實現(xiàn)人機交互，由實時監(jiān)測模塊、事件回放模塊和電子盤讀取模塊三部分組成。實時監(jiān)測模塊實時接收至少6個以上分站的采集信號，實時顯示接收信號波形，根據(jù)參數(shù)設置實時尋找裂縫事件，當有裂縫事件時計算事件發(fā)生的位置顯示定位結果，定位結果在三維坐標系統(tǒng)中顯示。事件回放模塊可打開以前存儲的觀測文件，用連續(xù)放、按幀放、快放、慢放、傅立葉頻譜分析等各種選項細致分析觀測信號波形，可更改參數(shù)重新自動識別事件和定位，也可人工識別初動時間以便更精確定位，可對回放信號進行低通高通濾波處理，便于更全面分析壓裂過程。考慮到各種觀測環(huán)境，中心站和分站可能不能正常連接，所以分站有電子盤存儲功能，觀測完成后，可用讀電子盤模塊讀出記錄數(shù)據(jù)形成文件，然后用事件回放模塊進行分析。本系統(tǒng)的軟件分為兩大部分，一部分運行在微處理器上，用C語言編制；另一部分運行在WINDOWS XP環(huán)境下的計算機上，用VisualC++語言編制。微處理器程序分為監(jiān)測分站和中心站二部分，分站程序運行在32位微處理器上，一方面按照設置的采樣速率接收A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號和接收GPS信號，數(shù)字信號和定位信息通過串口送到無線調(diào)制解調(diào)器和送到電子盤存儲；另一方面接收中心站的同步信號和增益設置及接收信號強度命令，以便與其它分站同步(也可不使用分站的GPS由中心站來進行各分站的同步)和更改分站的程控放大器增益及分站無線調(diào)制解調(diào)器發(fā)射功率(為了節(jié)省電能，發(fā)射功率和中心站接收信號強度關聯(lián)，距離近時使用小功率發(fā)射，距離遠時使用大功率發(fā)射)。中心站程序運行在32位微處理器上，完成異步通信控制器參數(shù)的設置，接收分站采樣信號，匯總每路采樣信號、通過USB向計算機傳送多路匯總信號，接收計算機命令并處理，向分站下發(fā)同步信號、增益設置值和接收信號強度等。以上內(nèi)容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.ー種數(shù)字式水力壓裂裂縫實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括裂縫信息處理中心站、通過通訊接ロ與中心站相連的實時監(jiān)測計算機、通過無線網(wǎng)絡與裂縫信息處理中心站連接的至少ー個裂縫信號采集分站，所述裂縫信號采集分站采集數(shù)據(jù)經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后傳輸至裂縫信息處理中心站。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字式水力壓裂裂縫實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述裂縫信號采集分站包括信號濾波單元、程控放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字濾波器、微處理器、調(diào)制解調(diào)器、GPS定位単元、電子盤記錄單元、電源控制単元。
3.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字式水力壓裂裂縫實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于為所述裂縫信息處理中心站包括調(diào)制解調(diào)器、數(shù)據(jù)接收単元、電平轉(zhuǎn)換單元、微處理器、GPS定位単元、電源控制單元。
專利摘要本實用新型公開了一種用于油田水力壓裂監(jiān)測領域的數(shù)字式水力壓裂裂縫實時監(jiān)測系統(tǒng)，包括裂縫信息處理中心站、通過通訊接口與中心站相連的實時監(jiān)測計算機、通過無線網(wǎng)絡與裂縫信息處理中心站連接的至少一個裂縫信號采集分站，所述裂縫信號采集分站采集數(shù)據(jù)經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后傳輸至裂縫信息處理中心站分析處理并由實時監(jiān)測計算機進行實時監(jiān)測分析。本實用新型的有益效果是可以實現(xiàn)無線實時傳輸，經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后的采集信號分辯率更高，更便于進行實時監(jiān)測分析，監(jiān)測效果更為可靠。
文檔編號E21B47/12GK202866797SQ20122029165
公開日2013年4月10日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權日2012年6月20日
發(fā)明者許寶林 申請人:北京泰潤奇科技發(fā)展有限公司