本實(shí)用新型涉及油田開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤層氣是一種新型潔凈能源，對(duì)于改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)具有重要意義。我國(guó)煤層氣儲(chǔ)量豐富，與陸上常規(guī)天然氣資源量相當(dāng)，但是普遍單井產(chǎn)量低，嚴(yán)重制約了煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國(guó)煤層氣藏具有“低滲、低壓、低孔”的地質(zhì)特征，多分支水平井可以規(guī)避常規(guī)直井的地質(zhì)局限性，目前已成為我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)的主要模式。
煤層氣勘探開(kāi)發(fā)大多部署在偏僻的山區(qū)，儀器房的搬遷困難；煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的鉆機(jī)比較簡(jiǎn)陋。綜合錄井儀功能強(qiáng)大，但是維護(hù)成本高、操作復(fù)雜、體積龐大，不適用于煤層氣大規(guī)模山區(qū)勘探。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的的PLS小型錄井儀，雖然設(shè)備精簡(jiǎn)、操作維護(hù)簡(jiǎn)單，但是其功能是針對(duì)石油開(kāi)發(fā)錄井，具有專用性特點(diǎn)，在功能上無(wú)法滿足煤層氣勘探開(kāi)發(fā)錄井的需求。
我國(guó)煤層氣錄井還處于起步階段，錄井方法和錄井設(shè)備不成熟。為了滿足煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的錄井需求，有必要對(duì)煤層氣錄井設(shè)備進(jìn)行研制，這對(duì)煤層氣錄井規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化起到有力的推動(dòng)作用。
國(guó)內(nèi)煤層氣錄井儀調(diào)研情況：上海神開(kāi)研制的SK-CLS煤層氣錄井儀。采用定錄一體化功能設(shè)計(jì)，錄取CH4(紅外檢測(cè))、CO2、井深、泵沖參數(shù)；渤海鉆探第二錄井公司研制的“煤層氣紅外錄導(dǎo)一體化錄井儀”。采用紅外檢測(cè)系統(tǒng)、內(nèi)嵌地質(zhì)導(dǎo)向軟件；中國(guó)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤層氣地質(zhì)錄井作業(yè)規(guī)程》是中聯(lián)煤起草的，“9氣測(cè)錄井”、”11工程錄井”條款內(nèi)容是依據(jù)綜合錄井儀制定的。
印尼煤層氣勘探開(kāi)發(fā)市場(chǎng)，甲方在錄井設(shè)備配置和參數(shù)錄取的要求上，與綜合錄井儀相同。在可調(diào)研范圍內(nèi)，當(dāng)前煤層氣錄井主要以綜合錄井儀為主，煤層氣錄井儀投產(chǎn)型號(hào)少，應(yīng)用范圍較小，仍處于起步階段。因此，有必要針對(duì)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)，研制專用煤層氣錄井儀。為此我們發(fā)明了一種新的煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，解決了以上技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是提供一種針對(duì)國(guó)內(nèi)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)，在充分利用當(dāng)前信息化技術(shù)的基礎(chǔ)上研制小型化、低成本、定錄一體化的專用煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 滿足煤層氣錄井的需求的煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器，防爆接口箱，RS485/RS232轉(zhuǎn)換模塊和錄井工作站，所述多個(gè)傳感器采集鉆井過(guò)程中的工程參數(shù)，并將采集的信號(hào)傳輸給防爆接口箱，該防爆接口箱連接于所述多個(gè)傳感器，讀取所述多個(gè)傳感器傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào)，該RS485/RS232轉(zhuǎn)換模塊連接于該防爆接口箱，將該防爆接口箱讀取的信號(hào)從RS485數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)模式，并傳輸給該錄井工作站，該錄井工作站連接于該RS485/RS232轉(zhuǎn)換模塊，進(jìn)行錄井?dāng)?shù)據(jù)的參數(shù)監(jiān)測(cè)。
本實(shí)用新型的目的還可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：
該煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括氣體分析單元，脫氣器，干燥凈化單元和放空單元，該脫氣器將鉆井液進(jìn)行攪拌，使鉆井液中的氣體充分脫出，該干燥凈化單元連接于該脫氣器，將該脫氣器傳輸過(guò)來(lái)的氣體進(jìn)行干燥凈化，該氣體分析單元連接于該干燥凈化單元和該RS485/RS232轉(zhuǎn)換模塊，檢測(cè)經(jīng)過(guò)該干燥凈化單元后的氣體中的甲烷和CO2含量，并將氣體檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸給該RS485/RS232轉(zhuǎn)換模塊，該RS485/RS232轉(zhuǎn)換模塊將接收到的RS485格式的氣體檢測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RS232格式，并傳輸給該錄井工作站，進(jìn)行錄井?dāng)?shù)據(jù)的參數(shù)監(jiān)測(cè)，該放空單元連接于該氣體分析單元，將經(jīng)過(guò)檢測(cè)后的氣體放空。
該氣體分析單元包括電源模塊，抽氣泵，甲烷檢測(cè)模塊和CO2檢測(cè)模塊，該電源模塊為該氣體分析單元供電，該脫氣器脫出的氣體在該抽氣泵的抽吸下進(jìn)入該干燥凈化單元，該甲烷檢測(cè)模塊檢測(cè)烴類氣體的含量，該CO2檢測(cè)模塊檢測(cè)二氧化碳的含量。
該煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括H2S傳感器，該H2S傳感器連接于該RS485/RS232轉(zhuǎn)換模塊，檢測(cè)樣氣管線中H2S的含量，并將采集的電流信號(hào)傳輸給該RS485/RS232轉(zhuǎn)換模塊。
該RS485/RS232轉(zhuǎn)換模塊包括ADAM-4117數(shù)據(jù)模塊、ADAM-4520模塊和開(kāi)關(guān)電源,該開(kāi)關(guān)電源給該ADAM-4117數(shù)據(jù)模塊和該ADAM-4520數(shù)據(jù)模塊以及該防爆接口箱供應(yīng)24V直流電源，該ADAM-4117模塊采集該H2S傳感器的信號(hào)，該ADAM-4520模塊將所述多個(gè)傳感器和該氣體分析單元采集的RS485數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RS232數(shù)據(jù)
該煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)傳/導(dǎo)向工作站和數(shù)據(jù)交換單元，該數(shù)據(jù)交換單元連接于該錄井工作站，該遠(yuǎn)傳/導(dǎo)向工作站連接于該數(shù)據(jù)交換單元，該遠(yuǎn)傳/導(dǎo)向工作站與該錄井工作站通過(guò)該數(shù)據(jù)交換單元進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。
該煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括隨鉆測(cè)井/隨鉆測(cè)量地質(zhì)導(dǎo)向單元，該隨鉆測(cè)井 /隨鉆測(cè)量地質(zhì)導(dǎo)向單元連接于該遠(yuǎn)傳/導(dǎo)向工作站，該遠(yuǎn)傳/導(dǎo)向工作站接收該隨鉆測(cè)井/隨鉆測(cè)量地質(zhì)導(dǎo)向單元傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并與該錄井工作站通過(guò)該數(shù)據(jù)交換單元進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)發(fā)送。
該防爆接口箱包括I/O模擬量數(shù)據(jù)模塊、脈沖量模塊和一個(gè)數(shù)據(jù)接口板，該I/O模擬量數(shù)據(jù)模塊讀取所述多個(gè)傳感器中模擬量傳感器的信號(hào)，該脈沖量模塊讀取所述多個(gè)傳感器中脈沖傳感器的信號(hào)，該數(shù)據(jù)接口板起到連接所述多個(gè)傳感器與該I/O模擬量數(shù)據(jù)模塊、該脈沖量模塊的橋梁作用。
所述多個(gè)傳感器包括絞車(chē)傳感器，懸重傳感器，泵沖傳感器和擴(kuò)展傳感器，該絞車(chē)傳感器采集大鉤高度計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)，該泵沖傳感器采集泵轉(zhuǎn)速的脈沖信號(hào)，該懸重傳感器采集懸重壓力的電流信號(hào)，該擴(kuò)展傳感器采集鉆井液體積、密度、溫度的電流信號(hào)。
本實(shí)用新型中的煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，涉及煤層氣勘探開(kāi)發(fā)、鉆井液所含的氣體錄井領(lǐng)域，煤層氣屬非常規(guī)天然氣，潛在儲(chǔ)量巨大，作為一種潔凈能源開(kāi)發(fā)利用前景廣闊，日益引起人們的重視。國(guó)家規(guī)定開(kāi)采煤炭前,必須先開(kāi)采煤層氣,這樣既保證了煤炭開(kāi)采的安全,又達(dá)到了能源綜合利用的目的。調(diào)研煤層氣鉆井過(guò)程中在氣體及工程監(jiān)測(cè)等方面的具體需求，確定錄取的參數(shù)。該煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)針對(duì)煤層氣鉆井設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)陋的現(xiàn)狀，研究傳感器安裝方式與主流煤層氣鉆機(jī)(井下作業(yè)公司車(chē)載鉆機(jī))的技術(shù)配套，其中主要考慮絞車(chē)、懸重傳感器的安裝設(shè)計(jì)。針對(duì)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的實(shí)際需求，開(kāi)發(fā)滿足煤層氣錄井常規(guī)要求的氣體分析系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究。確定數(shù)據(jù)采集方式和傳感器的類型、數(shù)量及型號(hào)，設(shè)計(jì)配套安裝裝置，實(shí)現(xiàn)傳感器安裝方法與現(xiàn)有主流煤層氣鉆機(jī)技術(shù)配套。開(kāi)發(fā)煤層氣錄井軟件。內(nèi)嵌地質(zhì)導(dǎo)向軟件，軌跡跟蹤、監(jiān)控，輸出定向數(shù)據(jù)到錄井軟件；開(kāi)發(fā)傳輸軟件，利用傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)綜合信息的遠(yuǎn)程發(fā)送；開(kāi)發(fā)基地端數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，為隨鉆技術(shù)支持中心提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；利用現(xiàn)有三維可視化綜合地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)井眼軌跡調(diào)整，有效提高水平井中靶率和儲(chǔ)層鉆遇率。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合附圖所示，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
如圖1所示，圖1為本實(shí)用新型的煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。該煤層氣錄 井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由氣體分析單元(1)；RS485/RS232轉(zhuǎn)換模塊(2)；錄井工作站(3)；遠(yuǎn)傳/導(dǎo)向工作站(4)；數(shù)據(jù)交換(5)；防爆接口箱(6)組成。
各種傳感器(9)通過(guò)信號(hào)電纜連接于防爆接口箱(6)，傳感器采集工程中物理量對(duì)應(yīng)的4-20mA電流或者脈沖信號(hào)，傳感器將電流信號(hào)傳輸給防爆接口箱(6)內(nèi)的ADAM-4117的數(shù)據(jù)模塊，脈沖信號(hào)傳輸給ADAM-4510的數(shù)據(jù)模塊。傳感器(9)包括絞車(chē)傳感器，懸重傳感器，泵沖傳感器和擴(kuò)展傳感器，該絞車(chē)傳感器采集大鉤高度計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)，該泵沖傳感器采集泵轉(zhuǎn)速的脈沖信號(hào)，該懸重傳感器采集懸重壓力的電流信號(hào)，該擴(kuò)展傳感器采集鉆井液體積、密度、溫度的電流信號(hào)。
防爆接口箱(6)通過(guò)四芯數(shù)據(jù)總線(24V電源、0V電源、信號(hào)A、信號(hào)B)連接于RS485/RS232轉(zhuǎn)換模塊(2)中的ADAM-4520模塊，其將RS485數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)模式，并將信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)錄井工作站(3)，實(shí)現(xiàn)傳感器到錄井工作站3的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。所述防爆接口箱(6)，包括16路I/O模擬量數(shù)據(jù)模塊、5路脈沖量模塊和一個(gè)數(shù)據(jù)接口板組成，I/O模擬量數(shù)據(jù)模塊采用型號(hào)為ADAM-4117的數(shù)據(jù)模塊讀取外部模擬量傳感器的信號(hào)，脈沖量模塊采用ADAM-4510的數(shù)據(jù)模塊來(lái)讀取脈沖傳感器的信號(hào)。
本實(shí)施例中，所述氣體分析單元(1)，包括電源模塊，抽氣泵，檢測(cè)甲烷模塊和CO2模塊，其中電源模塊型號(hào)為T(mén)-40B的開(kāi)關(guān)電源，抽氣泵為N86KTE的抽氣泵，檢測(cè)甲烷模塊為紅外線掃描波長(zhǎng)的原理，檢測(cè)烴類氣體的含量，檢測(cè)CO2模塊為紅外線掃描波長(zhǎng)原理，檢測(cè)二氧化碳的含量，甲烷模塊和CO2模塊輸出的信號(hào)為RS485數(shù)據(jù)模式，脫氣器7脫出的氣體在抽氣泵的抽吸下經(jīng)過(guò)8干燥凈化，進(jìn)入到檢測(cè)甲烷模塊和CO2模塊，最后由(10)放空。
本實(shí)施例中，所述RS485/RS232轉(zhuǎn)換模塊(2)，包括一個(gè)ADAM-4117數(shù)據(jù)模塊、一個(gè)ADAM-4520模塊和一個(gè)型號(hào)為QW100-2XJ的開(kāi)關(guān)電源,開(kāi)關(guān)電源給ADAM-4117和ADAM-4520以及防爆接口箱供應(yīng)24V直流電源，ADAM-4117模塊采集H2S傳感器(11)的信號(hào)，ADAM-4520模塊負(fù)責(zé)把ADAM-4117接收的所有模擬信號(hào)數(shù)據(jù)和ADAM-4510接收的脈沖信號(hào)數(shù)據(jù)以及甲烷模塊和CO2模塊的RS485數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RS232數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)錄井工作站(3)進(jìn)行通訊，從而實(shí)現(xiàn)了錄井?dāng)?shù)據(jù)的采集和參數(shù)監(jiān)測(cè)。
遠(yuǎn)程/導(dǎo)向工作站(4)通過(guò)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)(5)與錄井工作站進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，同時(shí)接收MWD/LWD(隨鉆測(cè)井/隨鉆測(cè)量)地質(zhì)導(dǎo)向(12)的數(shù)據(jù)，對(duì)他們進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)發(fā)送。
本實(shí)用新型中的煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，常規(guī)參數(shù)：甲烷、H2S、CO2、井深、懸重、泵沖、體積；預(yù)留參數(shù)：CO、H2、立壓、出口流量等。軟件具備數(shù)據(jù)采集、處理、顯 示、打印等功能，操作便捷；具備井場(chǎng)綜合信息平臺(tái)的功能，通過(guò)WITS協(xié)議實(shí)現(xiàn)MWD/LWD地質(zhì)導(dǎo)向等數(shù)據(jù)的接入。煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主機(jī)采用3U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，選用基于紅外光學(xué)檢測(cè)原理的氣體檢測(cè)模塊，檢測(cè)CH4和CO2氣體。集成數(shù)據(jù)采集室內(nèi)單元，采用RS485總線采集模式，配置1個(gè)簡(jiǎn)易版防爆室外箱(6)；設(shè)計(jì)5路脈沖通道和16路模擬量通道，完成數(shù)據(jù)采集并發(fā)往上位機(jī)。集成樣氣抽取、干燥過(guò)濾等功能。預(yù)留3個(gè)模擬量通道，便于擴(kuò)展測(cè)量H2S、CO和H2氣體。
本實(shí)用新型中的煤層氣錄井儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，針對(duì)國(guó)內(nèi)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)，在充分利用當(dāng)前信息化技術(shù)的基礎(chǔ)上研制小型化、低成本、定錄一體化的專用煤層氣錄井儀，滿足煤層氣錄井的需求。煤層氣錄井儀功能定位：(1)低成本、高可靠性設(shè)計(jì)，具有氣體檢測(cè)、工程錄井、遠(yuǎn)程傳輸基本功能；(2)具備一定的擴(kuò)展功能，軟硬件設(shè)計(jì)預(yù)留接收氣相色譜儀及特殊傳感器數(shù)據(jù)；(3)具備接收MWD/LWD 12等第三方數(shù)據(jù)功能。