钻井现场硫化氢气体监测系统设计DesignofHydrogenSulfideGasMonitoringSystemforDrillingSites王心月1孙士平1通信作者张奕震1李涛2（1.长江大学电子信息与电气工程学院，湖北荆州434023；2.湖北师范大学电气工程与自动化学院，湖北黄石435002）[摘要]针对油田钻井开采过程中经常产生硫化氢气体的情况，设计了一套硫化氢气体监测系统，实现了对钻井现场硫化氢气体浓度的在线监测及数据的远程传输。本监测系统以STM32单片机为核心，使用半导体式可燃气体传感器，利用ESP8266无线通信模块，通过MQTT协议实现现场监测系统与管理端云平台的数据交互，达到数据远程传输和远程管理的目的。实验表明，该系统可以实现硫化氢气体浓度的远程实时监测、定期自检等功能，能够及时发现并解决问题，显著增强油田工作现场的安全性，具有较好的市场推广价值。[关键词]STM32单片机；气体传感器；多点监测；无线通信[中图分类号]TE937[文献标识码]B钻井现场硫化氢气体监测系统设计王心月，等基金项目：国家自然科学基金项目“有人参与的复杂多智能体网络的协同控制”（61873287）0引言在石油天然气井的开采阶段，特别是在开采高压深井时，常常面临地层中存在硫化氢的问题[1]。一旦硫化氢气体含量超标，会造成油气井发生井喷失控，不仅危害到人们的生命安全，还会对环境造成极大损害[2]。因此，钻井现场必须时刻监测硫化氢气体的浓度，避免硫化氢中毒等事故发生，保障安全生产[3]。无线传感器网络克服了现有硫化氢气体监测中有线通信网络不易部署的缺点，具有低成本、低能耗的优点。这一技术的应用在环境监测领域正逐步扩大，并取得了显著的应用效果[4]。本研究将无线传感器网络应用于硫化氢气体监测中，通过无线传感器网络对各个传感器进行及时监控，并利用STM32单片机对获取的数据进行分析处理，最终将处理后的数据通过网络上传到监测中心[5]，使工作人员能够远程实时监测钻井现场的硫化氢气体浓度，并及时采取措施。1系统整体设计方案硫化氢气体监测系统包括检测模块、基于STM32F103单片机的主控模块、ESP8266无线通信模块和云平台模块。总体设计框架如图1所示。硫化氢气体监测系统使用硫化氢气体传感器采集油田钻采过程中可能会产生的硫化氢气体的浓度，以模拟信号的形式输入单片机的A/D转换输入端，并通过MQTT协议将得到的数字信号--11《仪器仪表与分析监测》2024年第2期由无线通信模块推送至云平台，一旦气体浓度超标，将立即启动报警装置。用户可通过云平台远程...
