一种气井新型柱塞排水采气远程智能控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种气井新型柱塞排水采气远程智能控制系统，在气井柱塞中设置有数据传感模块，可以利用气井柱塞周期升降的特点，实现数据的采集，获取了柱塞运行过程中的数据，并且通过上传服务器，实现了远程数据监控，以便管理人员能够实现远程管理，同时在数据传输过程中，进行加密以及入侵检测处理，能够有效地保障数据传输安全，使整个控制系统更加安全。全。全。

【技术实现步骤摘要】
一种气井新型柱塞排水采气远程智能控制系统


[0001]本专利技术属于数据采集
，具体涉及一种气井新型柱塞排水采气远程智能控制系统。

技术介绍

[0002]柱塞举升相当于冲程很长的气动泵，即把整个油管作为泵筒，柱塞作为活塞，利用本井气或补充气源把柱塞连同液柱一起从井底举升至地面。利用柱塞在举升气和采出液之间形成机械界面，从而有效防止气体上串和液体滑脱，增加举升效率。当前绳索作业试井、存储式柱塞测温测压都存在施工成本高、效率低以及无法获取柱塞运行过程中的数据，且对于采集的数据无法进行有效的管理。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种气井新型柱塞排水采气远程智能控制系统，用以解决现有技术中存在问题。
[0004]一种气井新型柱塞排水采气远程智能控制系统，包括柱塞控制模块、到达检测模块、数据传感模块、电磁阀模块、数据传输模块、服务器以及远程终端；
[0005]所述数据传感模块嵌设于气井柱塞上，其用于采集传感气井油管中的实时传感数据，并将实时传感数据传输至柱塞控制模块；
[0006]所述到达检测模块设置于气井油管的中，其用于检测柱塞是否上升至设定高度，得到柱塞到达检测结果，并将柱塞到达检测结果传输至柱塞控制模块，所述设定高度用于表征到达检测模块在气井油管的设置位置；
[0007]所述柱塞控制模块用于接收实时传感数据以及柱塞到达检测结果，并根据所述柱塞到达检测结果控制电磁阀模块，并将所述实时传感数据传输至服务器中；
[0008]所述电磁阀模块用于接收柱塞控制模块的控制，并控制气井中的薄膜阀的开关，以实现柱塞的升降；
[0009]所述服务器用于接收并存储实时传感数据，且接收远程终端的数据查看指令，调取所述数据查看指令对应的已存储传感数据，将调取的已存储传感数据反馈至远程终端；
[0010]所述远程终端为工作人员的固定数据处理设备或者移动数据处理设备。
[0011]进一步地，所述实时传感数据至少包括实时压力数据、实时温度数据、实时液面高度数据以及实时井深数据。
[0012]进一步地，根据所述柱塞到达检测结果控制电磁阀模块，包括：判断柱塞到达检测结果是否为柱塞已到达，若是，则控制电磁阀模块关闭，否则重复此步骤，所述柱塞到达检测结果包括柱塞未到达或者柱塞已到达。
[0013]进一步地，将所述实时传感数据传输至服务器中，包括：根据所述实时传感数据，构建数据传输包，并将该数据传输包通过有线网络或者无线网络传输至服务器中。
[0014]进一步地，根据所述实时传感数据，构建数据传输包，包括：
[0015]以所述实时传感数据为数据内容，构建包括帧头、身份识别ID、通信信道、时间戳、序列号、数据类型、数据长度、数据内容以及CRC校验码的数据传输包；
[0016]其中，CRC校验码采用16位循环冗余校验获取。
[0017]进一步地，将该数据传输包通过有线网络或者无线网络传输至服务器中，包括：
[0018]采用混合加密策略对数据传输包进行加密，得到加密数据包，并将该加密数据包通过有线网络或者无线网络传输至服务器中；
[0019]所述混合加密策略包括：柱塞控制模块加解密过程以及服务器加解密过程；
[0020]所述服务器加解密过程包括：
[0021]以预先设定的阈值为标准，确定第一素数a1、第二素数a2、第三素数a3以及第四素数a4；
[0022]根据所述第一素数a1、第二素数a2、第三素数a3以及第四素数a4，获取密钥参数n1以及中间参数n2；其中，n1＝a1*b1*c1*d1，n2＝(a1
‑
1)*(a2
‑
1)*(a3
‑
1)*(a4
‑
1)；
[0023]从限定条件(1，n2)中选择公钥参数为e，且所述公钥参数e与中间参数n2互质；
[0024]根据所述公钥参数e以及中间参数n2，确定私钥参数d，其中，e*d＝1(mod*n2)，mod表示求余函数；
[0025]根据所述公钥参数e以及私钥参数d，获取公钥为(e，n1)以及私钥(d，n1)；
[0026]并将公钥(e，n1)传输至柱塞控制模块中；
[0027]所述柱塞控制模块加解密过程包括：
[0028]生成AES密钥，并采用密钥扩展算法将AES密钥扩展为N个密钥，且所述N个密钥按顺序排列；
[0029]将数据传输包的明文M1分割为N份，得到N份子明文；
[0030]采用多线程运行方式，并采用N个密钥分别对N份子明文一一对应加密，得到N份密文；
[0031]采用公钥(e，n1)对N个按顺序排列的密钥进行加密，得到密钥加密数据为C，其中，C＝E
e
(modn1)，E表示N个按顺序排列的密钥构成的明文数据；
[0032]将N份密文以及密钥加密数据C传输至服务器；
[0033]所述服务器加解密过程还包括：
[0034]采用服务器中存储的私钥(d，n1)对密钥加密数据C进行解密，得到N个按顺序排列的密钥所对应的明文数据M2，其中，M2＝C
d
(modn1)；
[0035]根据明文数据M2，对N份密文进行解密，并将解密后的明文按密钥的顺序连接，得到数据传输包的明文M1。
[0036]进一步地，接收并存储实时传感数据，包括：接收数据传输包，并对数据传输包进行CRC校验，若校验通过，则将该数据传输包中的实时传感数据进行存储，否则执行数据传输包异常处理操作。
[0037]进一步地，所述服务器还用于，当柱塞控制模块传输数据或者请求访问数据时，获取流量特征，并对流量特征进行异常识别，得到异常识别结果，所述异常识别结果包括存在异常或者不存在异常；
[0038]当异常识别结果为存在异常时，则产生入侵预警，并中止数据交互，待接收到工作人员通过人机交互输入的继续交互指令或者终止交互指令后，再继续进行数据交互或者终
止交互。
[0039]进一步地，对流量特征进行异常识别，得到异常识别结果，包括：
[0040]获取历史流量数据以及历史流量数据对应的异常识别结果，所述历史流量数据以及历史流量数据对应的异常识别结果为预先存储的数据；
[0041]采用卷积神经网络构建入侵检测模型，并采用历史流量数据以及历史流量数据对应的异常识别结果对入侵检测模型进行训练，得到训练完成的入侵检测模型；
[0042]采用训练完成的入侵检测模型对流量特征进行异常识别，得到流量特征对应的异常识别结果。
[0043]进一步地，采用历史流量数据以及历史流量数据对应的异常识别结果对入侵检测模型进行训练，包括：
[0044]采用混沌序列策略初始化入侵检测模型的网络参数，得到参数个体，并获取多个参数个体；
[0045]以历史流量数据作归一化后作为入侵检测模型的输入数据，获取入侵检测模型的实际输出数据，并以历史流量数据对应的异常识别结果作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气井新型柱塞排水采气远程智能控制系统，其特征在于，包括柱塞控制模块、到达检测模块、数据传感模块、电磁阀模块、数据传输模块、服务器以及远程终端；所述数据传感模块嵌设于气井柱塞上，其用于采集传感气井油管中的实时传感数据，并将实时传感数据传输至柱塞控制模块；所述到达检测模块设置于气井油管的中，其用于检测柱塞是否上升至设定高度，得到柱塞到达检测结果，并将柱塞到达检测结果传输至柱塞控制模块，所述设定高度用于表征到达检测模块在气井油管的设置位置；所述柱塞控制模块用于接收实时传感数据以及柱塞到达检测结果，并根据所述柱塞到达检测结果控制电磁阀模块，并将所述实时传感数据传输至服务器中；所述电磁阀模块用于接收柱塞控制模块的控制，并控制气井中的薄膜阀的开关，以实现柱塞的升降；所述服务器用于接收并存储实时传感数据，且接收远程终端的数据查看指令，调取所述数据查看指令对应的已存储传感数据，将调取的已存储传感数据反馈至远程终端；所述远程终端为工作人员的固定数据处理设备或者移动数据处理设备。2.根据权利要求1所述的气井新型柱塞排水采气远程智能控制系统，其特征在于，所述实时传感数据至少包括实时压力数据、实时温度数据、实时液面高度数据以及实时井深数据。3.根据权利要求1所述的气井新型柱塞排水采气远程智能控制系统，其特征在于，根据所述柱塞到达检测结果控制电磁阀模块，包括：判断柱塞到达检测结果是否为柱塞已到达，若是，则控制电磁阀模块关闭，否则重复此步骤，所述柱塞到达检测结果包括柱塞未到达或者柱塞已到达。4.根据权利要求1所述的气井新型柱塞排水采气远程智能控制系统，其特征在于，将所述实时传感数据传输至服务器中，包括：根据所述实时传感数据，构建数据传输包，并将该数据传输包通过有线网络或者无线网络传输至服务器中。5.根据权利要求4所述的气井新型柱塞排水采气远程智能控制系统，其特征在于，根据所述实时传感数据，构建数据传输包，包括：以所述实时传感数据为数据内容，构建包括帧头、身份识别ID、通信信道、时间戳、序列号、数据类型、数据长度、数据内容以及CRC校验码的数据传输包；其中，CRC校验码采用16位循环冗余校验获取。6.根据权利要求5所述的气井新型柱塞排水采气远程智能控制系统，其特征在于，将该数据传输包通过有线网络或者无线网络传输至服务器中，包括：采用混合加密策略对数据传输包进行加密，得到加密数据包，并将该加密数据包通过有线网络或者无线网络传输至服务器中；所述混合加密策略包括：柱塞控制模块加解密过程以及服务器加解密过程；所述服务器加解密过程包括：以预先设定的阈值为标准，确定第一素数a1、第二素数a2、第三素数a3以及第四素数a4；根据所述第一素数a1、第二素数a2、第三素数a3以及第四素数a4，获取密钥参数n1以及中间参数n2；其中，n1＝a1*b1*c1*d1，n2＝(a1
‑
1)*(a2
‑
1)*(a3
‑
1)*(a4
‑
1)；
从限定条件(1，n2)中选择公钥参数为e，且所述公钥参数e与中间参数n2互质；根据所述公钥参数e以及中间参数n2，确定私钥参数d，其中，e*d＝1(mod*n2)，mod表示求余函数；根据所述公钥参数e以及私钥参数d，获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭江涛，
申请(专利权)人：成都安蒂瑞斯能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：