專利名稱：一種螺桿泵采油實時監(jiān)控裝置的制作方法
技術領域：
一種螺桿泵采油實時監(jiān)控裝置技術領域[0001]本實用新型屬于自動控制領域，具體涉及石油開采行業(yè)中使用的螺桿泵采油實時 監(jiān)控裝置。
背景技術：
[0002]自1930年發(fā)明螺桿泵以來，螺桿泵技術工藝不斷改進和完善，特別是合成橡膠技 術和粘接技術的發(fā)展，使螺桿泵在石油開采中已得到了廣泛的應用。盡管歷史不長，但已經 顯示出它的優(yōu)越性。它具有尺寸小、重量輕、維修方便、系統(tǒng)效率高、耗能低和一次性投資少 的特點，尤其適應于高含砂和稠油井。而注聚合物后原油粘度增大，螺桿泵就更顯示出它的 優(yōu)越性。由于螺桿泵本身結構及其材質以及加工工藝的復雜性，且螺桿泵應用時間短，螺桿 泵的監(jiān)測方法和手段尚不完善。[0003]螺桿泵采油也同其他采油設備一樣，如果管理不當或產品質量有問題，也會出現(xiàn) 一些故障。由于螺桿泵采油的特殊性，各類故障的特征反映和診斷監(jiān)測方法及處理方法同 其他采油方法有所不同。[0004]一般的診斷監(jiān)測方法有；電流法、蹩壓法、扭矩法。電流法就是通過測試電機的工 作電流，根據(jù)工作電流的大小來診斷泵況蹩壓法就是通過關閉采油樹回壓閘門進行蹩壓， 來觀測井口出油壓力和套管壓力進行診斷井下泵況的方法；扭矩法是通過測試泵桿扭矩來 診斷泵況的方法。一般螺桿泵井的某些故障單純憑一種方法很難準確診斷。實用新型內容[0005]本實用新型的目的在于設計一種基于單片機的螺桿泵采油實時監(jiān)控裝置，它能 測試油井螺桿泵的油壓、套壓、電流、電壓、扭矩和轉速。通過壓力傳感器測量采油泵的油 管壓力及套管壓力；通過電量傳感器測試電機的工作電壓和電流；通過專用扭矩傳感器測 試泵桿的扭矩和轉速，然后將測量的參數(shù)實時與螺桿泵井的正常工況進行比較分析判斷監(jiān) 控。該系統(tǒng)可實時采集監(jiān)控螺桿泵的油壓、套壓、電壓、電流和扭矩等重要參數(shù)。供相關技術 人員對采油系統(tǒng)的運行情況進行分析、處理。從而保障螺桿泵采油設備的安全高效運行。[0006]本實用新型的技術方案是由螺桿采油泵1、傳感器總成2、信號處理電路3、參數(shù) 設置電路4、單片機5、控制電路6、顯示器7、上位機8、數(shù)據(jù)存儲器9、打印輸出電路10相互 通過電路連接組成螺桿泵采油實時控制裝置。[0007]由套壓傳感器11、油壓傳感器12、電壓傳感器13、電流傳感器14、扭矩傳感器15 等組成傳感器總成2，傳感器總成2與螺桿采油泵I連接，通過套壓傳感器11、油壓傳感器 12測量采油泵的油管壓力及套管壓力；通過電壓傳感器13、電流傳感器14測試螺桿泵電機 的工作電壓和電流；通過扭矩傳感器15測試泵桿的扭矩和轉速，數(shù)據(jù)經信號處理電路3、參 數(shù)設置電路4輸入單片機5，單片機5將采集到的信號經上位機8處理，判斷系統(tǒng)運行狀況， 輸出控制信號，信號通過控制電路6調整螺桿泵I的工作狀態(tài)，同時將采集的信號送計算機 系統(tǒng)經顯示器7和存儲器9實時顯示和存儲。[0008]本實用新型的有益效果是克服一般常用的電流法、蹩壓法、扭矩法等單一診斷方 法，綜合監(jiān)控診斷螺桿泵工況的油壓、套壓、電壓、電流和扭矩等重要參數(shù)，為科學、及時地 評價評價螺桿泵的性能提供了一種有效手段。因此該系統(tǒng)具有測試快捷準確、測試結果顯 示直觀及測試費用低廉等優(yōu)點。


[0009]圖1本裝置工作原理框圖[0010]圖2本裝置傳感器采樣處理部分框圖[0011]圖中1、螺桿采油泵，2、傳感器總成，3、信號處理電路；4、參數(shù)設置電路；5、單片 機；6、控制電路；7、顯示器；8、上位機；9、數(shù)據(jù)存儲器；10、打印輸出電路；11、套壓傳感 器；12、油壓傳感器；13、電壓傳感器；14電流傳感器；15、扭矩傳感器具體實施方式
[0012]
以下結合附圖對本實用新型技術內容作進一步介紹[0013]螺桿采油泵1、傳感器總成2、信號處理電路3、參數(shù)設置電路4、單片機5、控制電 路6、顯示器7、上位機8、數(shù)據(jù)存儲器9、打印輸出電路10通過電路連接組成螺桿泵采油實 時控制裝置。[0014]由套壓傳感器11、油壓傳感器12、電壓傳感器13、電流傳感器14、扭矩傳感器15 等組成傳感器總成2，傳感器總成2與螺桿采油泵I連接，通過套壓傳感器11、油壓傳感器 12測量采油泵的油管壓力及套管壓力；通過電壓傳感器13、電流傳感器14測試螺桿泵電機 的工作電壓和電流；通過扭矩傳感器15測試泵桿的扭矩和轉速，數(shù)據(jù)信號經信號處理電路 3、參數(shù)設置電路4輸入單片機5，單片機5將采集到的信號經上位機8處理，判斷系統(tǒng)運行 狀況，輸出控制信號，信號通過控制電路6控制螺桿泵I的工作狀態(tài)，同時將采集的信號送 計算機系統(tǒng)經顯示器7和存儲器9實時顯示和存儲。[0015]傳感器總成2采用橋式電阻應變片傳感器，該傳感器4個工作電阻的阻值相等，工 作時兩片受拉受壓，使電橋的靈敏度提高到單片傳感器工作時的4倍。前置放大電路把傳 感器采集到微弱電壓信號進行適當放大、濾波、整形，轉換為數(shù)字信號輸入單片機。[0016]螺桿泵I可以是單螺桿泵也可以是雙螺桿泵或多螺桿泵，信號處理電路3、參數(shù)設 置電路4、控制電路6是一種輸入阻抗高、低漂移、寬頻帶、高增益且能實現(xiàn)微弱電壓信號放 大功能的集成電路模塊。單片機5是一種可編程的集成電路。上位機8是可與PC機兼容 的微型嵌入式工控機。
權利要求1.一種螺桿泵采油實時監(jiān)控裝置，其特征是由套壓傳感器(11)、油壓傳感器(12)、電壓傳感器(13)、電流傳感器(14)、扭矩傳感器(15)組成傳感器總成(2)，傳感器總成(2)與螺桿采油泵(I)連接，通過套壓傳感器(11)、油壓傳感器(12)測量采油泵的油管壓力及套管壓力；通過電壓傳感器(13)、電流傳感器(14)測試螺桿泵電機的工作電壓和電流；通過扭矩傳感器(15)測試泵桿的扭矩和轉速，采集的數(shù)據(jù)經信號處理電路(3)、參數(shù)設置電路(4)輸入單片機(5)，單片機(5)將采集到的信號經上位機⑶處理，信號通過控制電路(6)調整螺桿泵(I)的工作狀態(tài)，同時采集的信號經顯示器(7)、存儲器(9)實時顯示和存儲。
2.根據(jù)權利要求1的一種螺桿泵采油實時監(jiān)控裝置，其特征在于所述的螺桿泵(I)可以是單螺桿泵也可以是雙螺桿泵或多螺桿泵。
3.根據(jù)權利要求1的一種螺桿泵采油實時監(jiān)控裝置，其特征在于所述的傳感器總成(2)是橋式電阻應變片傳感器。
4.根據(jù)權利要求1的一種螺桿泵采油實時監(jiān)控裝置，其特征在于所述的信號處理電路(3)、參數(shù)設置電路(4)、控制電路(6)采用的是一種輸入阻抗高、低漂移、寬頻帶、高增益且能實現(xiàn)微弱電壓信號放大功能的集成電路模塊。
5.根據(jù)權利要求1的一種螺桿泵采油實時監(jiān)控裝置，其特征在于所述的單片機(5)是一種可編程的集成電路，上位機(8)是可與PC機兼容的微型嵌入式工控機。
專利摘要本實用新型公開了一種由螺桿采油泵1、傳感器2、信號處理電路3、參數(shù)設置電路4、單片機5、控制電路6、顯示器7、上位機8、數(shù)據(jù)存儲器9、打印輸出電路10通過電路連接而成的螺桿泵采油實時監(jiān)控裝置。它克服一般常用的電流法、蹩壓法、扭矩法等單一診斷方法，綜合監(jiān)控診斷螺桿泵的油壓、套壓、電壓、電流和扭矩等重要參數(shù)，為科學、及時地評價評價螺桿泵的性能提供了一種有效手段。具有測試快捷準確、測試結果顯示直觀及測試費用低廉等優(yōu)點。
文檔編號F04C14/28GK202833147SQ20122033496
公開日2013年3月27日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權日2012年7月9日
發(fā)明者嚴鳳春 申請人:金湖衛(wèi)東機械有限公司