煤层气井压裂远程监控系统设计

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

煤层气压裂是煤层气开采中的-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、无线传输拈和服务器端数据库组成，系统总体框图如图 1所示。

压裂数据提取软件安装显示软件的PC机竺 多)- 竺：瓣图 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人指定的数据库中；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-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-个能够满足业务所需带宽、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人系统 ，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：2012.10-29(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(2011ZX05061)；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 (2010E-2206)第 2期 李晓亮等.煤层气井压裂远程监控系统设计压裂参数远程监测图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，现赤测 PC通过该拈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压裂实时数据通过 McWiLL无线数传拈传送到 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 SQL Server 2008，它是由美国Microsoft公司开发和推广的-种关系数据库管理系统 。SQL Server是-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 1。

表 1 FracUser表结构FracRecord表，主要存储单井图片信息，其结构见表 2。

表2 FracRecord表结构26O 化 工 自 动 化 及 仪 表 第 40卷FracDocument表，主要存储单井文档信息，其结构见表 3。

表 3 FracDocument表结构FracWorking表，主要存储压裂的实时数据信息，其结构见表4。

表 4 FracWorking表结构5 代码设计系统主要包含现场数据采集、数据处理服务器和数据显示客户端 3个部分。数据处理服务器与数据库进行连接，用 HTTP方式提供数据的上传和下载获取服务。数据显示客户端负责显示压裂曲线，实现用户的操作功能，并将用户操作请求提供给服务器，获取服务器返回的数据并显示。

现场数据采集拈负责通过串I1采集压裂车按照FracProPT格式输出的压裂数据，生成压裂数据文件，并且实时上传给压裂服务器。现场数据采集拈的部分源代码 如下：变量初始化ComPort：String；WorkThread：TW orkThread；mC：TCriticalSection；mData，rData：TStringList；mPos，rPos：Integer；TDataInforecordname，display：String；mul：Double；数据存储格式设定DataInfoLen9：Datalnfos：Array[1..DatalnfoLen]of TDataInfo((Name： 施工时间(sec) ；Display： SGSJ ；mul：60)，Name： 套压(MPa) ；Display： TY ；mul：1)，Name： 油压 (MPa) ；Display： YY ；mul：1)，Name： 砂 比(% ) ；Display： SB ；mul：1)，(Name： 排量(m /min) ；Display： PL；mul：1)，(Name： 砂浓度(ks/m。) ；Display： SND ；mul：1)，(Name：砂排量(m /min) ；Display：SPL；mul：1)，(Name： 砂量(m ) ；Display： SL ；mul：1)，(Name： 总液量(m ) ；Display： ZYL ；mul：1))；数据读蓉制ReadLine：String；function ReadStr(var s：String；sub：string)：String；Vari：Integer；begini： Pos(sub，ifi0 thenResult：：Selses)；Result：：Copy(S，1，i-1)；Delete(S，1，Length(Result)Length(sub))；end；TWorkThreadprocedure TWorkThread.CommReceiveData(Sender：TObject；Buffer：PAnsiChar；BuferLength：Word)；VarS，r：String；i：Integer；f：DOuble；besinSetLength(S，BufferLength)；Move(Bufer，S[1]，BufferLength)；ReadLine：ReadLines；if ReadLine[Length(ReadLine)]：#$0A then be-ginmc.Enter；mData.Add(ReadLine)；while mPos

图 3 数据显示客户端7 结束语通过无线传输介质实现的压裂数据远传系统，可以对煤层气压裂曲线进行远端实时查看和指导，并将压裂数据存储入数据库。使技术人员可以不用在施工现炒可对压裂施工进行实时指导。同时数据的实时入库方便后期的数据分析。

由此可见，基于无线传输介质进行数据实时采集监控可以很大地提高工作生产效率且降低成本，同时更加的安全可靠，非常适合应用于地域限制较强、安全系数较高的数据实时采集查看系统。