一种监测系统的制作方法

1.本技术涉及地质领域，具体涉及一种监测系统。


背景技术：

2.天然气是一种清洁环保的优质能源，因其具有燃烧时产生的二氧化碳少，几乎不产生二氧化硫和粉尘、无毒易挥发等优点，在全世界范围内得到了广泛应用。地下储气库是天然气产业“产、运、储、销、用”五大环节之一，是将天然气注入地下洞室而形成的天然气藏，是集季节调峰、事故应急供气和国家战略储备等功能于一身的能源基础性设施。与枯竭油气藏储气库和含水层储气库相比，盐穴储气库具有安全性高、注采效率高、垫层气用量少和工作气量大等优点。
3.在盐穴储气库运行过程中，需要通过注采管柱实现地面管道与地下盐穴的连接，为了防止管柱由于盐腔顶部的拉应变而出现受拉破坏，注采管柱在盐腔顶部需要预留一段长度的“裸眼段”，即，注采管柱由一段是金属管柱，与该金属管柱相接的还有一段直接由盐层地层挖空得到的管柱，该由盐层地层结构成的管柱部分可称为“裸眼段”。
4.而在现有的相关技术的研究过程中，发明人发现，该“裸眼段”，随着累计工作时间的不断增加，其直径呈现逐渐缩小的现象，而这显然会影响到盐穴储气库的注采气效率，严重还可能影响到盐穴储气库的正常运行。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种监测系统，用于准确地对盐穴储气库其注采管柱的“裸眼段”的直径进行监测，进而可为注采管柱的工作评估处理提供精确有效的数据支持，有利于保障盐穴储气库的正常运行。
6.本技术提供了一种监测系统，监测系统包括井下“裸眼段”直径监测装置、无纸记录仪数据储存装置、数据远程传输装置、远程数据分析终端；
7.井下“裸眼段”直径监测装置，配置在目标管柱处，目标管柱为盐穴储气库的注采管柱中由盐层地层结构构成的管柱部分，盐穴储气库的注采管柱还包括与目标管柱相接的金属管柱；
8.无纸记录仪数据储存装置、数据远程传输装置以及远程数据分析终端，分别配置于地面的预设位置；
9.井下“裸眼段”直径监测装置通过自身配置的传感器采集目标管柱的直径，并将直径监测结果通过传输线路传输至无纸记录仪数据储存装置，无纸记录仪数据储存装置存储井下“裸眼段”直径监测装置通过传输线路传输过来的直径监测结果，并将直径监测结果通过数据远程传输装置配置的通讯模块传输至远程的远程数据分析终端，使得远程数据分析终端分析直径监测结果。
10.在第一种示例性的实现方式中，传感器具体为直线位移传感器，直线位移传感器的两端与目标管柱的围岩接触，在目标管柱的蠕动收缩过程中，接触目标管柱的围岩促使
直线位移传感器的长度发生相应变化，直线位置传感器记录自身长度的变化，得到直径监测结果。
11.在第二种示例性的实现方式中，井下“裸眼段”直径监测装置的数量为多个，多个井下“裸眼段”直径监测装置按照预设布署密度在目标管柱处布署，预设布署密度具体以单位间距、单位深度或者单位个数设置。
12.在第三种示例性的实现方式中，井下“裸眼段”直径监测装置的监测时长间隔设置为10分钟。
13.在第四种示例性的实现方式中，传输线路具体为有线传输线路。
14.在第五种示例性的实现方式中，监测系统还包括云服务器，无纸记录仪数据储存装置将直径监测结果通过数据远程传输装置配置的通讯模块传输至云服务器，使得远程数据分析终端从云服务器下载并分析直径监测结果。
15.在第六种示例性的实现方式中，数据远程传输装置配置的通讯模块具体为4g通讯模块或者5g通信模块。
16.在第七种示例性的实现方式中，井下“裸眼段”直径监测装置采集到的直径监测结果为原始数据，远程数据分析终端根据多个不同时间点采集的直径监测结果，分析目标管柱的直径收缩结果。
17.结合第七种可能的实现方式，在第八种示例性的实现方式中，若直径监测结果是从目标管柱不同位置配置的井下“裸眼段”直径监测装置监测得到的，则远程数据分析终端先分析不同位置配置的井下“裸眼段”直径监测装置监测得到的直径监测结果，得到多个子直径收缩结果，再融合多个子直径收缩结果，得到目标直径收缩结果。
18.结合第七种可能的实现方式，在第九种示例性的实现方式中，当目标管柱的直径收缩结果满足警报条件时，远程数据分析终端输出预警，预警条件包括从收缩效率或者收缩幅度出发设置的警戒值。
19.从以上内容可得出，本技术具有以下的有益效果：
20.针对盐穴储气库其注采管柱的“裸眼段”的直径的监测需求，本技术在原有的盐穴储气库的设施的基础上，额外配置了一监测系统，在“裸眼段”处由井下“裸眼段”直径监测装置监测其直径监测结果，该直径监测结果经无纸记录仪数据储存装置存储后，通过数据远程传输装置配置的通讯模块传输至远程的远程数据分析终端进行“裸眼段”直径监测结果的分析，通过该监测系统，可独立、稳定、实时且精确地对注采管柱的“裸眼段”的直径进行监测，进而可为注采管柱的工作评估处理提供精确有效的数据支持，有利于保障盐穴储气库的正常运行。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本技术监测系统的一种结构示意图；
23.图2为本技术监测系统的又一种结构示意图；
具体实施方式
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。在本技术中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。
26.本技术中所出现的模块的划分，是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行，另外，所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式，本技术中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分布到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本技术方案的目的。
27.首先，参阅图1，图1示出了本技术监测系统的一种结构示意图，本技术提供的监测系统，主要包括井下“裸眼段”直径监测装置、无纸记录仪数据储存装置、数据远程传输装置、远程数据分析终端共四个部分。
28.可以理解，监测系统可以用地下部分和地上部分进行区分。
29.对于地下部分，井下“裸眼段”直径监测装置，配置在目标管柱处，该目标管柱为盐穴储气库的注采管柱中由盐层地层结构构成的管柱部分，盐穴储气库的注采管柱还包括与目标管柱相接的金属管柱。
30.可以理解，目标管柱即盐穴储气库的注采管柱的“裸眼段”，其是防止整体的注采管柱由于盐腔顶部的拉应变而出现受拉破坏而设置的，是直接由地下环境的盐层地层挖空得到的，形成一中空管道，可与金属管柱相接，组成整体的注采管柱。
31.对于地上部分，无纸记录仪数据储存装置、数据远程传输装置以及远程数据分析终端，分别配置于地面的预设位置。
32.可以理解，无纸记录仪数据储存装置、数据远程传输装置以及远程数据分析终端对应的是直径监测结果的存储、传输以及分析处理三个方面，对应的，本技术针对“裸眼段”的直径监测处理具体包括如下内容：
33.井下“裸眼段”直径监测装置通过自身配置的传感器采集目标管柱的直径，并将直径监测结果通过传输线路传输至无纸记录仪数据储存装置，无纸记录仪数据储存装置存储井下“裸眼段”直径监测装置通过传输线路传输过来的直径监测结果，并将直径监测结果通
过数据远程传输装置配置的通讯模块传输至远程的远程数据分析终端，使得远程数据分析终端分析直径监测结果。
34.可以发现，由于在地下部分，在资料井钻井过程或者其它的挖掘工程中，安装了井下“裸眼段”直径监测装置，因此相比于采用分析注采效率、地层蠕动等间接分析方式来推测“裸眼段”的直径变化，通过该井下“裸眼段”直径监测装置，可便捷且直接地对“裸眼段”的直径进行观测，由此带来高精度的特点，为后续远程数据分析终端的直径监测结果的分析处理提供丰富、细腻或者说强有力的数据支持。
35.进一步的，还可结合图2示出的本技术监测系统的又一种结构示意图进行理解，在图2中，1为井下“裸眼段”直径监测装置，2为有线传输电缆，3为井筒装置，4为无纸记录仪数据储存装置，5为数据远程传输装置，6为远程数据分析终端。
36.其中，可以理解的是，井下“裸眼段”直径监测装置可以根据预先设置的直径监测方式，配置相对应的传感器来采集“裸眼段”的直径，换句话说，井下“裸眼段”直径监测装置可主要包括传感器，甚至还可能直接为传感器。
37.作为一种适于实用的实现方式，井下“裸眼段”直径监测装置其配置的传感器，具体可以为直线位移传感器(linear variable differential transformer，lvdt)，该直线位移传感器的两端与目标管柱的围岩接触，也就是说，直线位置传感器的长度方向与管壁垂直，与所能监测的直径处于同一直线，而在目标管柱的蠕动收缩过程中，接触目标管柱的围岩促使直线位移传感器的长度发生相应变化，该过程是由于围岩对直线位移传感器两端的挤压造成的，如此直线位置传感器可记录自身长度的变化，得到直径监测结果。
38.此外，井下“裸眼段”直径监测装置在实际应用中，也可配置除直线位移传感器以外类型的传感器，例如超声波传感器、红外传感器甚至图像传感器，其可根据监测需求结合应用成本、应用环境等因素进行考量，而对于上述提及的直线位移传感器，本技术通过试验确定其在盐穴储气库深度较大的地下环境中，具有稳定工作且采集精度较高的优点，因此优选采用直线位移传感器作为井下“裸眼段”直径监测装置监测“裸眼段”直径的硬件手段。
39.其中，容易理解，井下“裸眼段”直径监测装置所监测得到的直径监测结果，为初步监测到的直径结果，或者说井下“裸眼段”直径监测装置采集到的直径监测结果为原始数据，后续再通过传输至远程数据分析终端进行最终的分析，得到最终可以进行输出的目标直径监测结果。
40.在该设置下，可尽量将更多的数据处理交由地面的远程数据分析终端进行处理，如此对于地下的井下“裸眼段”直径监测装置，其所涉及的数据处理规模更小，降低对软硬件方面的要求。
41.而在井下“裸眼段”直径监测装置采集到的直径监测结果为原始数据的情况下，井下“裸眼段”直径监测装置还可在不同时间点对“裸眼段”采集直径监测结果，而远程数据分析终端则可从整体上，根据多个不同时间点采集的直径监测结果，分析目标管柱的直径收缩结果，如此远程数据分析终端分析得到的直径收缩结果，具有更高的分析精度。
42.继续关注井下“裸眼段”直径监测装置，在实际应用中，井下“裸眼段”直径监测装置的数量不止可以为一个，还可以为多个，如此多个井下“裸眼段”直径监测装置可按照预设布署密度在目标管柱处布署，完成“裸眼段”的不同深度位置的直径监测，而预设布署密度具体以单位间距、单位深度或者单位个数等密度单位设置。
43.显然，井下“裸眼段”直径监测装置的预设布署密度，在实际操作中，可在布署成本以及监测范围之间取得一个平衡，并结合单位间距、单位深度或者单位个数等密度单位确定其适配的布署密度。
44.与此同时，考虑到井下“裸眼段”直径监测装置的工作压力以及使用寿命，为避免高强度的工作，本技术还可将井下“裸眼段”直径监测装置的监测时长间隔具体设置为10分钟，如此满足监测需求，又可降低其工作压力，保障其具有较长的使用寿命。
45.当然，监测时长间隔也可以为3分钟、5分钟、20分钟、30分钟等监测时长间隔，具体可随实际需求调整。
46.其次，对于井下“裸眼段”直径监测装置和无纸记录仪数据储存装置之间配置的传输线路，本技术具体采用为有线传输线路，即，通过通信线缆来完成直径观测结果以及相关工作指令的传输，如此在盐穴储气库的地下环境中，具有工作稳定可靠的效果。
47.可以理解，无纸记录仪数据储存装置主要是负责直径观测结果的接收、存储以及转发工作。
48.作为一种实例，无纸记录仪数据储存装置可集数据的测量、显示、处理、运算、报警、记录报表等多种功能于一身，内部采用高速、高性能32位cortex-m4微处理器，电路板经过“防腐、防潮、防尘”三防涂覆处理，其仪表电源有强大的抗干扰能力，能有效抑制外部谐波干扰，大大提高了整机的稳定性，该装置内部初春采用48m bytes flash，外部支持usb接口与其他设备本地传输数据，同时支持掉电保护，所有数据保存在flash储存器中，确保所有历史数据及组态参数不会因掉电而丢失，掉电后由锂电池供电。
49.而对于直径观测结果的具体转发所依赖的通信装置，即数据远程传输装置(data transfer unit，dtu)，其处在井上的无纸记录仪数据储存装置和远程的远程数据分析终端之间。
50.作为又一种实例，数据远程传输装置其工作方式可以是实现串口到网络的双向数据透明传输，支持网络透传模式，具有高速率、低延时的特点，可实现自动定位、远程配置dtu参数、远程升级dtu固件、监控终端设备数据、云端透传中转终端设备数据、dtu离线报警、追踪dtu位置、监测信号质量、监测数据流量、管理sim卡等功能，在网络透传模式下，其可发送数据到指定的设备。
51.作为一种适于实用的实现方式，数据远程传输装置其配置的通讯模块具体为4g通讯模块或者5g通信模块，相比于利用其它设备进行数据转发，例如通过蓝牙、无线保真(wireless fidelity，wi-fi)、紫蜂(zigbee)等方式先发送至一设备，再由该设备进行转发至指定的设备，数据远程传输装置可通过本身配置的4g通讯模块或者5g通信模块，直接完成通讯上网，将数据转发至指定的设备。
52.例如，数据远程传输装置其网络传输，可依靠4g流量卡(对应4g通信模块)完成，通过本技术配置的通信模块，数据远程传输装置在实际操作中具有更佳灵活的特点，可自主上网以及灵活调整设置设备的位置。
53.可以理解，在实际应用中，数据远程传输装置可直接将直径监测结果发送至远程数据分析终端，促使远程数据分析终端进行对应分析处理；或者，其还可采用间接的方式，发送至远程数据分析终端。
54.即，在本技术中，作为又一种适于实用的实现方式，监测系统还可包括一云服务
器，无纸记录仪数据储存装置将直径监测结果通过数据远程传输装置配置的通讯模块传输至云服务器，使得远程数据分析终端从云服务器下载并分析直径监测结果。
55.可以理解，若将直径监测结果上传至云服务器，由云服务器存储直径监测结果，并执行直径监测结果相应的查找、下载服务，可促使在实际应用中，远程数据分析终端侧可方便的更换设备或者更换登录账号，即达到更好的数据传输效果、数据存储效果，更可达到更好的数据查阅效果，方便在不同情况下调整远程数据分析终端，并在远程数据分析终端上进行直径监测结果的分析。
56.远程数据分析终端，具体可以为台式电脑、笔记本电脑、电脑一体机、智能手机、平板电脑、个人数字助理(personal digital assistance，pda)等不同类型的终端设备，在远程数据分析终端侧，工作人员还可通过人机交互，对本技术提供的监测系统的工作进行查看以及控制，也可查看远程数据分析终端对接收到的直径监测结果的分析结果。
57.而在远程数据分析终端的具体分析处理中，作为又一种实例，若直径监测结果是从目标管柱不同位置配置的井下“裸眼段”直径监测装置监测得到的，则远程数据分析终端还可先分析不同位置配置的井下“裸眼段”直径监测装置监测得到的直径监测结果，得到多个子直径收缩结果，再融合多个子直径收缩结果，得到目标直径收缩结果。
58.也就是说，先分析每个井下“裸眼段”直径监测装置对应的子直径收缩结果，再从整体上融合这些井下“裸眼段”直径监测装置对应的子直径收缩结果，得到最终的、可以进行输出的目标直径收缩结果。
59.可以理解，在该设置下，相比于直接从整体上分析、融合所有的直径监测结果，先针对不同的井下“裸眼段”直径监测装置分析、融合对应的子直径收缩结果，再平衡各井下“裸眼段”直径监测装置由于其所处位置或者设备监测结果的比重，来融合出整体的目标直径收缩结果，在分析效果、分析精度上具有更为灵活且细腻的特点，从而可带来更高的分析精度。
60.其次，在“裸眼段”的直径收缩结果的分析、监测的基础上，还可结合实际应用需求，配置对应的警报事件，以在第一时间内向相关设备或者工作人员发出警报，提示“裸眼段”的直径收缩结果存在异常或者紧急情况，需要及时查看、维护等对应处理。
61.即，在分析得到目标管柱的直径收缩结果后，当目标管柱的直径收缩结果满足警报条件时，远程数据分析终端输出预警。
62.其中，该预警条件包括从收缩效率或者收缩幅度等考量因素出发设置的警戒值。
63.综上所述，针对盐穴储气库其注采管柱的“裸眼段”的直径的监测需求，本技术在原有的盐穴储气库的设施的基础上，额外配置了一监测系统，在“裸眼段”处由井下“裸眼段”直径监测装置监测其直径监测结果，该直径监测结果经无纸记录仪数据储存装置存储后，通过数据远程传输装置配置的通讯模块传输至远程的远程数据分析终端进行“裸眼段”直径监测结果的分析，通过该监测系统，可独立、稳定、实时且精确地对注采管柱的“裸眼段”的直径进行监测，进而可为注采管柱的工作评估处理提供精确有效的数据支持，有利于保障盐穴储气库的正常运行。
64.在监测系统中，其主要的四个装置，协同工作、分工明确，可实现盐穴储气库运行过程中“裸眼段”变形的实时监测与远程分析，对于保障盐穴储气库的安全稳定运行，尤其是超深盐穴储气库的安全稳定运行具有重要意义以及应用价值。
65.以上对本技术提供的监测系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。