一种基于自供能技术和机器学习的油气通信系统技术方案

本申请涉及一种基于自供能技术和机器学习的油气通信系统，其包括包括供能模块、MCU、无线通讯模块、无线信号传输线和数据收发模块，所述MCU分别连接所述无线通讯模块和所述供能模块，所述无线通讯模块通过所述无线信号传输线与所述数据收发模块连接；所述供能模块用于提供MCU工作所需的电能；所述MCU用于接收采集到的数据并通过预设的数据处理模型对采集的数据进行处理后并输出；所述无线通讯模块用于接收MCU输出的经过处理后的数据，并通过无线信号传输线传输至所述数据收发模块；所述数据收发模块接收数据和发送数据。本申请具有能加强油田的数字化建设的效果。能加强油田的数字化建设的效果。能加强油田的数字化建设的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自供能技术和机器学习的油气通信系统


[0001]本申请涉及油田开发的领域，尤其是涉及一种基于自供能技术和机器学习的油气通信系统。

技术介绍

[0002]我国石油开采总量大，而利用率又较为低下，甚至还存在石油资源短缺的问题，究其根源，主要是因为对石油资源的开发不合理所导致。因此油田加强数字化建设，打造数字化的油田，为油田开发与管理工作提供信息采集和信息的协调与共享，尤为迫切。
[0003]目前，在打造数字化油田过程中，一方面，需要用到较多的电子设备和仪器，而采用这些电子设备会形成大量的电磁干扰，进而影响设备的运行，导致发生勘测失误；另一方面，油气系统的数字化建设需要传输大量数据信息，并对这些信息进行处理，因此，传输数据的准确性要求很高，但大部分油田开采的基础设施建设都存在不完善的情况，导致数据传输过程中信息丢失、出错等现象屡见不鲜。

技术实现思路

[0004]为了加强油田的数字化建设，本申请提供一种基于自供能技术和机器学习的油气通信系统。
[0005]本申请提供一种基于自供能技术和机器学习的油气通信系统，采用如下的技术方案：一种基于自供能技术和机器学习的油气通信系统，包括供能模块、MCU、无线通讯模块、无线信号传输线和数据收发模块，所述MCU分别连接所述无线通讯模块和所述供能模块，所述无线通讯模块通过所述无线信号传输线与所述数据收发模块连接；所述供能模块用于提供MCU工作所需的电能；所述MCU用于接收采集到的数据并通过预设的数据处理模型对采集的数据进行处理后并输出；所述无线通讯模块用于接收MCU输出的经过处理后的数据，并通过无线信号传输线传输至所述数据收发模块；所述数据收发模块接收数据和发送数据。
[0006]通过采用上述技术方案，通过设置供能模块为MCU提供工作所需的电能，MCU接收到数据后通过预设的数据处理模型对数据进行处理进行数据修复保证数据的完整性和准确性，一个钻杆之间处理后的数据传输至无线通讯模块并通过无线信号传输线将数据传输至数据收发模块，不同钻杆之间通过数据收发模块进行无线传输，减小电磁干扰对数据传输的影响，采用上述方案保证了电磁干扰对数据传输的影响，减少数据传输过程中出现数据缺失、出错的情况，有利于加强油田的数字化建设。
[0007]可选的，所述供能模块包括振动发电模块、整流稳压模块、能量管理模块和储能模块，所述储能模块分别连接所述振动发电模块、能量管理模块和整流稳压模块；
所述振动发电模块用于采集油气系统工作时钻杆内壁产生的振动能量并将振动能量转化为电能；所述储能模块用于接收所述振动发电模块输出的电能并存储；所述能量管理模块输出控制指令，控制所述储能模块输出电能；所述整流稳压模块用于将储能模块输出的电能进行整流稳压后输出至MCU。
[0008]通过采用上述技术方案，通过设置振动发电模块，实时采集工作时钻杆侧壁产生的振动能量，并将振动能量转化为电能输出，储能模块接收电能并存储，设置能量管理模块控制储能模块电能的输出，通过整流稳压模块保证输出至MCU的电流稳定，采用上述方案，振动发电模块便于维护，可实现了对MCU的持续供电，为数据的产生和传输提供看了保障。
[0009]可选的，所述振动发电模块包括发电线圈、永磁体滑块和安装管，所述安装的内部中空，所述安装管内设置有连杆，所述连杆与安装管的轴线重合，所述永磁体滑块滑动设置于连杆上，所述永磁体滑块与安装管的两端均设置有蓄能弹簧，蓄能弹簧的一端与永磁体滑块的侧壁抵接，另一端与安装管的内壁抵接，所述发电线圈均匀绕设在所述安装管上。
[0010]通过采用上述技术方案，永磁体滑块均有较高的距离温度，使其在高温高压的环境下工作时不会发生退磁现象，保证电能的供应，蓄能弹簧的设置限制永磁体滑块摆动幅度，当振动量较大时起缓冲作用储存多余机械能用于下个循环提高发电功率。
[0011]可选的，所述电能管理模块被进一步配置为：判断所述存储模块存储的电能是否达到预设值；若是，输出控制指令，控制所述储能模块输出电能。
[0012]通过采用上述技术方案，通过设置电能管理模块检测储能模块检测储能模块的电量，当电量满足供能需求时，控制储能模块输出电能，保证能量的供应，从而保证MCU的正常工作。
[0013]可选的，所述预设的数据处理模型包括数据超分辨率模型和残缺数据补齐模型。
[0014]可选的，所述数据收发模块包括第一近场天线和第二近场天线，所述第一近场天线设置于钻杆的一端，所述第二近场天线设置于所述钻杆的另一端；所述第一近场天线和第二近场天线均通过所述无线信号传输线与MCU连接。
[0015]可选的，还包括走线管道，所述走线管道嵌设所述钻杆内，所述无线信号传输线布设在所述走线管道内。
[0016]通过采用上述技术方案，走线管道的设置对无线信号传输线起到一定的保护作用。
[0017]可选的，无线信号传输线为同轴线线。
[0018]通过采用上述技术方案，无线信号传输线为同轴线，具有较强的抗干扰能力，减小钻杆内高速流动的钻井液产生的电磁干扰信号对数据传输产生影响。
[0019]可选的，所述MCU、无线通讯模块、能量管理模块和储能模块采用PEEK材料封装。
[0020]通过采用上述技术方案，采用缘耐高温材料对MCU、无线通讯模块、能量管理模块和储能模块进行封装，减小钻杆内高温高压振动环境对MCU、无线通讯模块、能量管理模块和储能模块的影响。
[0021]可选的，所述储能模块为储能电容。
[0022]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过设置供能模块为MCU提供工作所需的电能，MCU接收到数据后通过预设的数据处理模型对数据进行处理进行数据修复保证数据的完整性和准确性，一个钻杆之间处理后的数据传输至无线通讯模块并通过无线信号传输线将数据传输至数据收发模块，不同钻杆之间通过数据收发模块进行无线传输，减小电磁干扰对数据传输的影响，采用上述方案保证了电磁干扰对数据传输的影响，减少数据传输过程中出现数据缺失、出错的情况，有利于加强油田的数字化建设；2.通过设置电能管理模块检测储能模块检测储能模块的电量，当电量满足供能需求时，控制储能模块输出电能，保证能量的供应，从而保证MCU的正常工作。
附图说明
[0023]图1是本申请提供的基于自供能技术和机器学习的油气通信系统的结构框图。
[0024]图2是本申请提供的基于自供能技术和机器学习的油气通信系统的安装结构示意图。
[0025]附图标记说明：1、钻杆；11、安装空间；12、走线管道；10、供能模块；101、振动发电模块；1011、安装管；1012、发电线圈；1013、连杆；1014、永磁体滑块；1015、蓄能弹簧；102、储能模块；103、整流稳压模块；104、能量管理模块；20、MCU；30、无线通讯模块；40、数据收发模块；401、第一近场天线；402、第二近场天线；50、无线信号传输线。
具体实施方式
[0026]以下结合附图1<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自供能技术和机器学习的油气通信系统，其特征在于：包括供能模块(10)、MCU(20)、无线通讯模块(30)、无线信号传输线(50)和数据收发模块(40)，所述MCU(20)分别连接所述无线通讯模块(30)和所述供能模块(10)，所述无线通讯模块(30)通过所述无线信号传输线(50)与所述数据收发模块（40）连接；所述供能模块(10)用于提供MCU(20)工作所需的电能；所述MCU(20)用于接收采集到的数据并通过预设的数据处理模型对采集的数据进行处理后并输出；所述无线通讯模块（30）用于接收MCU(20)输出的经过处理后的数据，并通过无线信号传输线(50)传输至所述数据收发模块(40)；所述数据收发模块(40)接收数据和发送数据。2.根据权利要求1所述的基于自供能技术和机器学习的油气通信系统，其特征在于：所述供能模块（10）包括振动发电模块(101)、整流稳压模块(103)、能量管理模块(104)和储能模块(102)，所述储能模块(102)分别连接所述振动发电模块(101)、能量管理模块(104)和整流稳压模块(103)；所述振动发电模块(101)用于采集油气系统工作时钻杆(1)内壁产生的振动能量并将振动能量转化为电能；所述储能模块(102)用于接收所述振动发电模块(101)输出的电能并存储；所述能量管理模块(104)输出控制指令，控制所述储能模块(102)输出电能；所述整流稳压模块(103)用于将储能模块(102)输出的电能进行整流稳压后输出至MCU(20)。3.根据权利要求2所述的基于自供能技术和机器学习的油气通信系统，其特征在于：所述振动发电模块(101)包括发电线圈(1012)、永磁体滑块(1014)和安装管(1011)，所述安装的内部中空，所述安装管(1011)内设置有连杆(1013)，所述连杆(1013)与安装管(1011)的轴线重合，所述永磁体滑块(1014...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨政和，张岩，康孟哲，
申请(专利权)人：联泰集群北京科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：