用于油井實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的油井示功儀測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于抽油機(jī)測(cè)量領(lǐng)域，特別涉及一種用于油井實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的油井示 功儀測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 油井示功儀能采集當(dāng)前抽油機(jī)的示功圖，對(duì)示功圖的分析可以了解油井實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) 及抽油裝置是否合理，同時(shí)，示功圖是抽油機(jī)裝置故障診斷的重要依據(jù)之一，通過(guò)上端軟件 算法，針對(duì)多組示功圖的分析，還可以評(píng)估當(dāng)前油井未來(lái)的產(chǎn)量。因此，示功圖測(cè)量的好壞 對(duì)于整個(gè)抽油系統(tǒng)工作效率和自動(dòng)化水平的提高具有非常重要的意義。
[0003] 目前，采油現(xiàn)場(chǎng)使用示功儀測(cè)量位移和沖程的方式以拉線，有線傾角傳感器為主， 也有一部分用加速度二次積分的方法計(jì)算的。用有線方式測(cè)量位移和沖程的方法存在儀器 笨重，斷頭率高，局部磨損嚴(yán)重等不足，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作造成了很多不便。對(duì)于用加速度二次積 分算位移的方法，雖然從結(jié)構(gòu)上解決了無(wú)繩化和小型化，但由于加速度信號(hào)由于電源紋波， 信號(hào)干擾的影響引起波形的微小畸變，經(jīng)過(guò)雙重積分后，位移沖程累加誤差增大，嚴(yán)重影響 測(cè)量精度。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在諸多不足提供一種用于油井實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān) 控的油井示功儀測(cè)量裝置，其特征在于，所述油井示功儀測(cè)量裝置由上位機(jī)、外部接收模塊 和油井示功儀串聯(lián)組成。其中油井示功儀安裝在抽油機(jī)懸繩和抽油桿的連接處，上位機(jī)和 外部接收模塊組成室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)。
[0005] 所述油井示功儀由載荷傳感器1和加速度傳感器2分別連接信號(hào)處理電路3,微 處理器4分別連接信號(hào)處理電路3,無(wú)線通信模塊5和電源管理模塊7 ;電池8分別連接載 荷傳感器1、加速度傳感器2、信號(hào)處理電路3,微處理器4、無(wú)線通信模塊5和電源管理模塊 7 ;太陽(yáng)能充電電路6連接電池8和電源管理模塊7 ;其中無(wú)線通信模塊設(shè)置數(shù)據(jù)傳送接口 和外部無(wú)線通信接口；提供參數(shù)設(shè)置。
[0006] 所述載荷傳感器1 :安裝在抽油機(jī)懸繩和抽油桿的連接處，將抽油桿的拉力信號(hào) 通過(guò)惠斯登電橋轉(zhuǎn)換成電阻值變化，從而轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送給信號(hào)處理電路3進(jìn)行采集、處 理。
[0007] 所述加速度傳感器2 :安裝在抽油機(jī)的抽油桿上，采用集成的加速度芯片，將抽油 桿運(yùn)動(dòng)方向的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送給信號(hào)處理電路3進(jìn)行采集、處理。
[0008] 所述信號(hào)處理部分3 :對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行濾波，放大處理，產(chǎn)生滿足采集精度的信號(hào) 送給微處理器4。
[0009] 所述微處理器4 :安裝離散加速度2DFT算法數(shù)據(jù)處理軟件，對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行處理， 軟件濾波，將載荷和計(jì)算后的位移值進(jìn)行同步，繪制示功圖。
[0010] 所述太陽(yáng)能充電電路6 :將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾妷赫{(diào)整，給電池 充電；
[0011] 電源管理模塊7:當(dāng)油井示功儀采集完功圖數(shù)據(jù)后，電源管理模塊關(guān)閉采集部分 電源，油井示功儀進(jìn)入睡眠模式；同時(shí)，油井示功儀會(huì)按照用戶設(shè)置的時(shí)間定時(shí)進(jìn)行功圖數(shù) 據(jù)采集，采集完畢后會(huì)自動(dòng)進(jìn)入睡眠模式；當(dāng)有外部接收模塊對(duì)油井示功儀進(jìn)行無(wú)線喚醒， 并發(fā)給采集指令時(shí)，油井示功儀會(huì)通過(guò)無(wú)線接口將功圖數(shù)據(jù)發(fā)送給接外部收模塊，外部接 收模塊將功圖數(shù)據(jù)進(jìn)行采集存儲(chǔ)，上位機(jī)通過(guò)外部接收模塊將示功圖數(shù)據(jù)讀走。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果是安裝使用簡(jiǎn)單、方便、可靠，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確可靠的示功圖 采集儀。當(dāng)有用戶需要功圖數(shù)據(jù)，可通過(guò)配備的接收模塊，無(wú)線喚醒示功儀，隨時(shí)將最新的 功圖數(shù)據(jù)讀走，提供的準(zhǔn)確穩(wěn)定的示功圖數(shù)據(jù)，為抽油機(jī)故障診斷；為合理安排生產(chǎn)計(jì)劃提 供非常有利的技術(shù)支持，為實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理奠定基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本測(cè)量裝置電氣連接示意圖。
[0014] 圖2為油井示功儀組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖3為實(shí)際采集的示功圖曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 本實(shí)用新型提供一種用于油井實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的油井示功儀測(cè)量裝置，本油井示功 儀測(cè)量裝置是一種基于2DFT算法的無(wú)線示功儀測(cè)量裝置，下面結(jié)合說(shuō)明書附圖及實(shí)施例， 對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0017] 在圖1、圖2所示的油井示功儀測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖中，該油井示功儀測(cè)量裝置由 上位機(jī)、外部接收模塊和油井示功儀串聯(lián)組成（如圖1所示）。其中油井示功儀安裝在抽油 機(jī)懸繩和抽油桿的連接處，上位機(jī)和外部接收模塊組成室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)。
[0018] 圖2所示為組成結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，油井示功儀由載荷傳感器1和加速度傳感器2 分別連接信號(hào)處理電路3,微處理器4分別連接信號(hào)處理電路3,無(wú)線通信模塊5、電源管理 模塊7和電池8 ;電池8分別連接載荷傳感器1、加速度傳感器2、信號(hào)處理電路3,微處理器 4、無(wú)線通信模塊5和電源管理模塊7 ;太陽(yáng)能充電電路6連接電池8和電源管理模塊7。其 中無(wú)線通信模塊5設(shè)置數(shù)據(jù)傳送接口和外部無(wú)線通信接口；提供參數(shù)設(shè)置。
[0019] 所述載荷傳感器1 :安裝在抽油機(jī)懸繩和抽油桿的連接處，將抽油桿的拉力信號(hào) 通過(guò)惠斯登電橋轉(zhuǎn)換成電阻值變化，從而轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送給信號(hào)處理電路3進(jìn)行采集、處 理。
[0020] 所述加速度傳感器2 :安裝在抽油機(jī)的抽油桿上，采用集成的加速度芯片，將抽油 桿運(yùn)動(dòng)方向的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送給信號(hào)處理電路3進(jìn)行采集、處理。
[0021] 所述信號(hào)處理電路3 :對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行濾波，放大處理，產(chǎn)生滿足采集精度的信號(hào) 送給微處理器4。
[0022] 所述微處理器4 :安裝離散加速度2DFT算法數(shù)據(jù)處理軟件，對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行處理， 軟件濾波，將載荷和計(jì)算后的位移值進(jìn)行同步，繪制示功圖。
[0023] 所述太陽(yáng)能充電電路6 :將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾妷赫{(diào)整，給電池 充電；
[0024] 電源管理模塊7 :當(dāng)油井示功儀采集完功圖數(shù)據(jù)后，電源管理模塊關(guān)閉采集部分 電源，油井示功儀進(jìn)入睡眠模式；同時(shí)，油井示功儀會(huì)按照用戶設(shè)置的時(shí)間定時(shí)進(jìn)行功圖數(shù) 據(jù)采集，采集完畢后會(huì)自動(dòng)進(jìn)入睡眠模式；當(dāng)有外部接收模塊對(duì)油井示功儀進(jìn)行無(wú)線喚醒， 并發(fā)給采集指令時(shí)，油井示功儀會(huì)通過(guò)無(wú)線接口將功圖數(shù)據(jù)發(fā)送給接外部收模塊，外部接 收模塊將功圖數(shù)據(jù)進(jìn)行采集存儲(chǔ)，上位機(jī)通過(guò)外部接收模塊將示功圖數(shù)據(jù)讀走。
[0025] 實(shí)施例
[0026] 在圖1、圖2所示的油井示功儀測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖中，油井示功儀會(huì)按照用戶設(shè) 置的時(shí)間定時(shí)進(jìn)行功圖數(shù)據(jù)采集，打開(kāi)采集電路，設(shè)定加速度采樣間隔為50ms，采樣數(shù)據(jù)個(gè) 數(shù)512個(gè)，T = 50*512,這樣得到一組離散加速度數(shù)據(jù)a (η) (0〈η〈Ν-1)，將其進(jìn)行離散傅里 葉變換
[0027]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于油井實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的油井示功儀測(cè)量裝置，其特征在于，所述油井示功儀 測(cè)量裝置由上位機(jī)、外部接收模塊和油井示功儀串聯(lián)組成；其中油井示功儀安裝在抽油機(jī) 懸繩和抽油桿的連接處，上位機(jī)和外部接收模塊組成室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于油井實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的油井示功儀測(cè)量裝置，其特征在于， 所述油井示功儀由載荷傳感器（1)和加速度傳感器（2)分別連接信號(hào)處理電路（3)，微處理 器（4)分別連接信號(hào)處理電路（3)，無(wú)線通信模塊（5)、電源管理模塊（7)和電池（8);電池 (8)分別連接載荷傳感器（1)、加速度傳感器（2)、信號(hào)處理電路（3)，微處理器（4)、無(wú)線通 信模塊（5)和電源管理模塊（7);太陽(yáng)能充電電路（6)連接電池（8)和電源管理模塊（7);其 中無(wú)線通信模塊（5)設(shè)置數(shù)據(jù)傳送接口和外部無(wú)線通信接口；提供參數(shù)設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于油井實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的油井示功儀測(cè)量裝置，其特征在于， 所述載荷傳感器安裝在抽油機(jī)懸繩和抽油桿的連接處，將抽油桿的拉力信號(hào)通過(guò)惠斯登電 橋轉(zhuǎn)換成電阻值變化，從而轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送給信號(hào)處理電路（3)進(jìn)行采集、處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于油井實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的油井示功儀測(cè)量裝置，其特征在于， 所述加速度傳感器安裝在抽油機(jī)的抽油桿上，采用集成的加速度芯片，將抽油桿運(yùn)動(dòng)方向 的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送給信號(hào)處理電路（3)進(jìn)行采集、處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于油井實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的油井示功儀測(cè)量裝置，其特征在于， 所述信號(hào)處理部分，對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行濾波，放大處理，產(chǎn)生滿足采集精度的信號(hào)送給微處理 器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于油井實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的油井示功儀測(cè)量裝置，其特征在于， 所述太陽(yáng)能充電電路，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾妷赫{(diào)整，給電池充電。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了屬于抽油機(jī)測(cè)量領(lǐng)域的一種用于油井實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的油井示功儀測(cè)量裝置。該油井示功儀測(cè)量裝置是一種基于加速度2DFT算法的油井示功儀測(cè)量裝置。該油井示功儀測(cè)量裝置由上位機(jī)、外部接收模塊和油井示功儀串聯(lián)組成。其中油井示功儀安裝在抽油機(jī)懸繩和抽油桿的連接處，上位機(jī)和外部接收模塊組成室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)。其中油井示功儀包括載荷傳感器、加速度傳感器、信號(hào)處理電路、微處理器、無(wú)線通信模塊、太陽(yáng)能充電電路、電源管理模塊組成。本實(shí)用新型安裝使用簡(jiǎn)單、方便、可靠，為抽油機(jī)故障診斷；為合理安排生產(chǎn)計(jì)劃提供非常有利的技術(shù)支持，為實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理奠定基礎(chǔ)。
【IPC分類】E21B47-009
【公開(kāi)號(hào)】CN204436368
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420811027
【發(fā)明人】余冬, 于振山, 劉偉, 倪自強(qiáng), 呂卓琳, 劉東超, 邢梅恩, 王愛(ài)民, 路平, 夏春剛, 王猛
【申請(qǐng)人】華北石油通信公司, 北京華通信聯(lián)科技有限公司, 北京三維通信高技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2014年12月18日