煤层气井压裂远程监控系统设计.pdf

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1、化工自动化及仪表第40卷煤层气井压裂远程监控系统设计李晓亮梅永贵郭简陈勇智郭军峰陈秀萍连小华张超(华北油田煤层气分公司工程技术研究所，山西晋城048000)摘要根据煤层气压裂系统设计的需要，编写了现场压裂的数据采集软件、服务器端的数据接收转存软件、客户端的压裂曲线显示软件。采用GPRs或Mcwill等无线传输介质，利用TCP／IP协议进行无线传输，最终数据会存储到服务器端数据库中，客户端显示软件实现压裂曲线的实时查看。关键词压裂监控系统无线传输数据库中圈分类号TH865文献标识码A文章编号1000．3932(2013)02．0258JD4煤层气压

2、裂是煤层气开采中的一个非常重要的环节，直接影响到该煤层气井的后期排采气量，同时压裂数据的存储有助于后期的数据分析，为日后提供参考和指导作用。1系统总体设计该系统主要由压裂数据提取软件、接收存储软件、显示软件、无线传输模块和服务器端数据库组成，系统总体框图如图1所示。鐾鍪鲞卜迄竺竺至旷—(：竺多滞赢H数据库H辚黹篙图1系统总体框图系统的工作流程为：压裂曲线数据提取软件对压裂数据进行实时提取，通过无线通信介质实时地发送给远端PC机；远端PC机实时接收发送的数据并且转存入指定的数据库中；安装显示软件的PC机通过显示软件提取数据库中的数据进行曲线的实时显

3、示和监控。拓扑结构如图2所示。2系统软件设计该软件架构为C／S结构，开发语言采用Del．phi。压裂数据提取软件从压裂监控车指定接口提取数据转存为指定文件并进行实时发送，在传送过程中采用断点续传功能保证数据的完整性和稳定性。数据接收存储软件将数据接收并转存入指定的数据库中。显示软件实时提取指定数据库中的数据并将数据实时绘制成压裂曲线。3通信链路设计本系统因地域因素将采用无线传输介质，为保证压裂施工数据无线传输的准确性和稳定性，拥有一套稳定可靠、方便灵活的无线通信系统尤为重要⋯。压裂施工数据无线传输所使用的理想网络，应该是一个能够满足业务所需带宽、

4、具有“覆盖性”的通信网络。这个网络应该覆盖煤层气生产现场所在的整个区域，并能为区域内的每个气井的压裂施工数据传输提供足够的带宽。根据煤层气田地域大、地形复杂、各气井分布较为分散的现状，并保证压裂施工数据稳定准确的传输，经过分析比较，本系统将采用McWiLL和GPRS两种技术方式构建压裂参数监测的远程无线通信系统。3．1宽带无线多媒体集群系统(McwiLL)宽带无线多媒体集群系统McWiLL是由国内自主开发的高速无线接入系统旧o，具有接入带宽高、支持非视距传输、上／下行带宽可调及频谱利用率高等特点。McwiLL系统具有良好的非视距传输能力，可同时实

5、现室外和室内环境的良好覆盖。同时，良好的非视距传输能力使得站址选择更加灵活，大大降低了站址选择的成本。McwiLL网络是具有覆盖性的网络，它的智能天线技术通过空间波束赋形可有效提高链路预算，从而保证较大的覆盖范围。相对于传统的无线接入技术，McwiLL因其覆盖范围大的特性更容易组建大收稿日期：2012一lO_29(修改稿)基金项目：国家科技重大专项项目——山西沁水盆地煤层气水平井开发示范工程(201lzx05061)；中国石油天然气股份有限公司科技重大专项——煤层气勘探开发关键技术研究及示范工程(20lOE-2206)第2期李晓亮等．煤层气井压裂

6、远程监控系统设计Mr磺iLI。无线数传模块，，，，’’．，，，，，●M(、ⅥiI螭站1●：裂施J．参数采集}殳备戈装仁压裂仪表乍J：}移动(；PRs堪站‰删。1’一L、眦疗侨，臣涧“惋11)地址’鎏=L中防火墒‘“。’。善批舯川I{；，器IE。一li裂参数远程监测图2系统拓扑结构网，使得用户可在较大的范围内享受宽带，提高系统接入能力，减少建设投资。3．2系统工作原理(McwiLL通信方式)现场压裂施工参数采集系统采集各压裂车组施工实时数据，现场监测Pc通过该模块分出的网线直接连通网络，通过VPN专网连通远端局域网主机。按照用户设置的时间间隔定时把

7、压裂实时数据通过McwiLL无线数传模块传送到Mc—WiLL基站，基站通过交换机把数据传送到监测中心数据库服务器。4数据库设计4．1数据库介绍该系统数据库采用sQLserver2008，它是由美国Micmsoft公司开发和推广的一种关系数据库管理系统一。。sQLSenrer是一个可扩展、高性能且为分布式客户端／服务器所设计的数据库管理系统，可以轻松满足该系统对存储空间和存储速度的要求。4．2数据库表设计该系统共建立4张数据库表来存储数据。FracUser表，主要存储登录该系统的用户名及密码等信息，其结构见表l。表1Fracuser表结构FracR

8、ecord表，主要存储单井图片信息，其结构见表2。表2FracRecord表结构彰、＼化工自动化及仪表第40卷FracDocument表