本發(fā)明涉及油田注水井的油套壓數(shù)據(jù)的采集傳輸領(lǐng)域，具體為一種油田注水井的油套壓數(shù)據(jù)的采集傳輸方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來，數(shù)字化技術(shù)得到了快速發(fā)展，包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等，這些技術(shù)為油田數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了強大的支持，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)油田設(shè)備的實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以對海量數(shù)據(jù)進行處理和分析，云計算技術(shù)可以提供強大的計算和存儲能力，而人工智能技術(shù)則可以實現(xiàn)智能決策和優(yōu)化。

2、但是目前的在油田開發(fā)中，傳統(tǒng)的油田管理方法已經(jīng)逐漸面臨瓶頸，傳統(tǒng)的油田運營主要依賴人力和經(jīng)驗，管理效率低下，決策速度慢，無法滿足現(xiàn)代油田生產(chǎn)對高效率和安全性的需求，同時，油田生產(chǎn)的復(fù)雜性要求更精細化的管理和更準(zhǔn)確的決策，而傳統(tǒng)的方法難以實現(xiàn)，油壓和套壓是注水井性能評估的關(guān)鍵，其準(zhǔn)確及時的數(shù)據(jù)對地質(zhì)研究至關(guān)重要，傳統(tǒng)采集設(shè)備僅能單獨測量，無法實現(xiàn)同步，效率低下。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種油田注水井的油套壓數(shù)據(jù)的采集傳輸方法及系統(tǒng)，解決了目前油套壓數(shù)據(jù)無法進行實時同步，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集效率低下的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種油田注水井的油套壓數(shù)據(jù)的采集傳輸方法，該方法包括如下步驟：

4、s1、通過對顯示屏進行初始化，并實時顯示壓力傳感器獲取的油套壓數(shù)據(jù)，并將油套壓數(shù)據(jù)儲存在?nvs庫；對所述顯示屏進行初始化的方式為通過lvgl框架；

5、s2、?nvs庫讀取存儲的油套壓數(shù)據(jù)；

6、s3、判斷油套壓數(shù)據(jù)的讀取是否成功；

7、若成功，則對?nvs庫所需參數(shù)進行配置，之后進入步驟s4；

8、若否，則初始化?nvs庫，并返回步驟s2；

9、s4、?nvs庫實時獲取壓力傳感器采集的油套壓數(shù)據(jù)，并經(jīng)過降噪處理后儲存在靜態(tài)區(qū)；

10、s5、串口模塊實時讀取儲存在靜態(tài)區(qū)的油套壓數(shù)據(jù)，并根據(jù)油套壓數(shù)據(jù)傳輸時延和最大傳輸時延，選擇wifi線路將油套壓數(shù)據(jù)依次傳輸至mqtt服務(wù)器的發(fā)布進程和mqtt中間件；

11、s6、mqtt的訂閱進程實時獲取位于mqtt中間件的油套壓數(shù)據(jù)。

12、作為優(yōu)選，在步驟s4中，具體包括如下步驟：

13、s41、?nvs庫實時獲取壓力傳感器采集的油套壓數(shù)據(jù)；

14、s42、構(gòu)建連續(xù)小波變換模型并對油套壓數(shù)據(jù)進行去噪，以獲得降噪后的油套壓數(shù)據(jù)；

15、s43、根據(jù)連續(xù)小波變換模型并對油套壓數(shù)據(jù)進行去噪，以獲得降噪后的油套壓數(shù)據(jù)；

16、s44、將降噪后的油套壓數(shù)據(jù)儲存在?nvs庫的靜態(tài)區(qū)。

17、作為優(yōu)選，在步驟s42中，具體包括如下步驟：

18、s421、構(gòu)建連續(xù)小波變換模型；連續(xù)小波變換模型的表達式為：

19、

20、上式中，為輸入到模型內(nèi)包含壓力傳感器采集的油套壓數(shù)據(jù)的初始信號函數(shù)，為在t時刻的尺度為且位置為的小波函數(shù)，為與尺度和位置相關(guān)的小波系數(shù)；

21、s422、構(gòu)建連續(xù)小波變換模型的小波函數(shù)；

22、s423、對油套壓數(shù)據(jù)所構(gòu)成的原始信號數(shù)據(jù)進行重構(gòu)，以獲得輸入小波變換模型的初始信號函數(shù)：初始信號函數(shù)的表達式為：

23、

24、上式中，表示初始信號函數(shù)，表示油套壓數(shù)據(jù)所構(gòu)成的原始信號數(shù)據(jù)。

25、作為優(yōu)選，在步驟s422中，具體包括如下步驟：

26、s4221、定義修正系數(shù)；修正系數(shù)的表達式為：

27、

28、上式中，表示與第一小波系數(shù)j相對應(yīng)的修正系數(shù)，第一小波系數(shù)j也即信號層級，為調(diào)節(jié)系數(shù)，為與第一小波系數(shù)j相對應(yīng)的細節(jié)分量的長度，為該細節(jié)分量的標(biāo)準(zhǔn)差，為與第一小波系數(shù)j相對應(yīng)的細節(jié)分量的均值；

29、s4222、根據(jù)修正系數(shù)計算小波閾值；小波閾值的計算公式為：

30、

31、上式中，表示與第一小波系數(shù)j相對應(yīng)的小波閾值，為信號長度，表示與第一小波系數(shù)j相對應(yīng)的修正系數(shù)，為噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差；

32、s4223、根據(jù)小波閾值構(gòu)建小波函數(shù)；小波函數(shù)的表達式為：

33、

34、其中，

35、

36、上式中，為在t時刻的尺度為且位置為的小波函數(shù)，表示第一小波函數(shù)，表示變量為的第二小波函數(shù)，，k分別為第一小波系數(shù)和第二小波系數(shù)，，k∈z，表示與第一小波系數(shù)j相對應(yīng)的小波閾值，為調(diào)節(jié)系數(shù)。

37、作為優(yōu)選，在步驟s5中，具體包括如下步驟：

38、s51、串口模塊實時讀取儲存在靜態(tài)區(qū)的油套壓數(shù)據(jù)；

39、s52、設(shè)置數(shù)據(jù)最大傳輸時延，初始的超時次數(shù)為0；

40、s53、統(tǒng)計當(dāng)前油套壓數(shù)據(jù)傳輸時的時延是否超過最大傳輸時延；

41、若是，則使初始超時次數(shù)加1；

42、若否，則清空超時次數(shù)為0；

43、s54、判斷超時次數(shù)是否大于額定次數(shù)；

44、若是，則進入步驟s55；

45、若否，則返回步驟s53；

46、s55、持續(xù)從wifi線路的發(fā)送端向接收端發(fā)送數(shù)據(jù)包，并獲取數(shù)據(jù)包從發(fā)送到被接收的時長，以獲得測量時延；

47、s56、根據(jù)測量時延計算各wifi線路的預(yù)測時延；預(yù)測時延的表達式為：

48、

49、上式中，和表示任一wifi線路在第i個時刻和第i-1個時刻的預(yù)測時延，表示第i個時刻獲取的測量時延，為時延系數(shù)，；

50、s57、則切換預(yù)測時延最小的wifi線路作為油套壓數(shù)據(jù)的傳輸線路，將油套壓數(shù)據(jù)依次傳輸至mqtt服務(wù)器的發(fā)布進程和mqtt中間件。

51、該技術(shù)方案還提供了一種用于實現(xiàn)油田注水井的油套壓數(shù)據(jù)的采集傳輸方法的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

52、數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括用于采集并傳輸油田注水井內(nèi)油套壓數(shù)據(jù)的壓力傳感器，油田注水井管道上設(shè)置有用于安裝壓力傳感器的側(cè)管，所述壓力傳感器用于阻止油田注水井內(nèi)的水進入到側(cè)管內(nèi)；

53、數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于對油套壓數(shù)據(jù)進行降噪和儲存，并與工作人員進行人機交互，以及與mqtt模塊進行數(shù)據(jù)交互；

54、mqtt模塊，所述mqtt模塊用于將油套壓數(shù)據(jù)進行傳輸，并與用戶進行數(shù)據(jù)交互。

55、作為優(yōu)選，所述壓力傳感器的測試端部設(shè)置于油田注水井管道內(nèi)，側(cè)管與油田注水井管道的接口處設(shè)置有與壓力傳感器配合密封的密封件。

56、作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)處理模塊和mqtt模塊為型號為esp32-wroom-32ue的主控芯片，主控芯片上搭載有freertos?實時操作系統(tǒng)，主控芯片上集成有型號為esp8266wifi?的wifi模塊。

57、作為優(yōu)選，所述壓力傳感器為金屬膜隔離沖油式壓力傳感器。

58、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種油田注水井的油套壓數(shù)據(jù)的采集傳輸方法及系統(tǒng)，具備以下有益效果：

59、1、本發(fā)明通過基于mqtt技術(shù)和油田環(huán)境設(shè)計的油套壓數(shù)據(jù)實時傳輸方法，其數(shù)據(jù)傳輸效率更高，方便實現(xiàn)對油套壓的實時檢測，并且系統(tǒng)可靠性相對于目前的scada系統(tǒng)更高，方便日后使用過程中的維護，成本也相對更加低廉。

60、2、本發(fā)明通過基于油田特殊環(huán)境所設(shè)計的小波變換模型，可以實現(xiàn)對采集的油套壓數(shù)據(jù)進行降噪，可以進一步保證油套壓數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，降低噪聲干擾。

61、3、為了進一步保證油套壓數(shù)據(jù)的實時同步功能，通過設(shè)置多個wifi線路，并在數(shù)據(jù)傳輸時選擇傳輸預(yù)測時延較小的wifi線路，從而能夠保證數(shù)據(jù)的同步效果。