一種抽油機工況綜合分析系統的製作方法

2023-06-10 19:07:46

專利名稱：一種抽油機工況綜合分析系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械採油技術領域中的抽油機檢測技術，特別涉及一種抽油機工 況綜合分析系統。
背景技術：
有杆泵採油是我國現在機械採油領域中採油的主要方式。對於有杆泵採油，示功 圖的監測是油井日常生產管理的一個重要組成部分，是分析、診斷抽油井是否正常工作的 關鍵技術。同時，抽油機的主要動力部件電機的參數診斷也是日常生產管理必不可少的組 成部分。隨著油田精細化管理的深入，對油田基礎數據採集準確率、完備率和井況分析、統 計管理能力提出了更高的要求，這些因素引發了對測量儀器的功能、性能等要求的不斷提 尚ο目前用於日常抽油機工況檢測及綜合分析的儀器使用中存在的問題有1、拉繩式位移傳感器故障率高，測量時易受環境狀況影響。用加速度的方法測位 移，一般只使用了簡單的二次積分，沒有進一步進行數字處理，由於位移測量的累加性，大 大影響了測量的精度，不能很好反應示功圖的情況；2、沒有電功率測量儀器，不能及時評價抽油機井系統效率；3、無法實現對示功圖、電功圖的同步連續監控；4、人工從鉗型電流表上讀取上、下衝程最大電流的誤差大，且只能使用電流作為 平衡判斷依據，不夠準確。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種抽油機工況綜合分析系統，用於解決位移載荷數 據和功率數據的同步採集以使示功圖和電功圖達到同步連續監控的問題。根據本實用新型的一個方面，提供了一種抽油機工況綜合分析系統，包括無線發送第一同步採集命令的手持機；無線連接手持機的示功圖採集單元；無線連接手持機和示功圖採集單元的電功圖採集單元；其中，示功圖採集單元在接收到第一同步採集命令後向電功圖採集單元無線發送 第二同步採集命令，使其和電功圖採集單元同時進行採集操作，分別得到位移載荷數據和 功率數據；其中，示功圖採集單元接收電功圖採集單元無線發送的功率數據，並將接收到的 功率數據和位移載荷數據一同無線發送給手持機；其中，手持機將接收的位移載荷數據和功率數據處理成包括載荷位移圖和功率位 移圖的對比分析圖。根據本實用新型的另一方面，提供了一種抽油機工況綜合分析系統，包括無線發送第一同步採集命令的手持機；[0018]無線連接手持機的電功圖採集單元；無線連接手持機和電功圖採集單元的示功圖採集單元；其中，電功圖採集單元在接收到第一同步採集命令後向示功圖採集單元無線發送 第二同步採集命令，使其和示功圖採集單元同時進行採集操作，分別得到功率數據和位移 載荷數據；其中，電功圖採集單元接收示功圖採集單元無線發送的位移載荷數據，並將接收 到的位移載荷數據和功率數據一同無線發送給手持機；其中，手持機將接收的功率數據和位移載荷數據處理成包括功率位移圖和載荷位 移圖的對比分析圖。優選的，電功圖採集單元包括電流傳感器，用於採集電機電流信號並發送；電壓傳感器，用於採集電機電壓信號並發送；電功儀數據處理單元，連接電流傳感器和電壓傳感器，用於接收並處理電流信號 和電壓信號，得到功率數據；電功儀無線通訊模塊，連接電功儀數據處理單元，用於與手持機和電功圖採集單 元間的無線數據傳輸。優選的，示功圖採集單元包括加速度傳感器，用於採集加速度信號並發送；載荷傳感器，用於採集載荷信號並發送；示功儀數據處理單元，連接載荷傳感器和加速度傳感器，用於接收並處理加速度 信號和載荷信號，得到位移載荷數據；以及示功儀無線通訊模塊，連接示功儀數據處理單元，用於與手持機和示功圖採集單 元間的無線數據傳輸。優選的，電功儀數據處理單元包括電流信號調理單元，連接電流傳感器，用於對電機電流信號進行調理並發送；電壓信號調理單元，連接電壓傳感器，用於對電機電壓信號進行調理並發送；電功儀多路A/D採集模塊，連接電流信號調理單元和電壓信號調理單元，用於對 經過調理的電機電流信號和經過調理的電機電壓信號進行模數轉換，得到電機電流和電機 電壓的數位訊號並發送；電功儀主控制器，連接電功儀多路A/D採集模塊和電功儀無線通訊模塊，用於對 電機電流和電機電壓的數位訊號進行處理得到功率數據並緩存。優選的，示功儀數據處理單元包括加速度調理單元，連接加速度傳感器，用於對加速度信號進行調理並發送；載荷調理單元，連接載荷傳感器，用於對載荷信號進行調理並發送；示功儀多路A/D採集模塊，連接加速度調理單元和載荷調理單元，用於對經過調 理的載荷信號和經過調理的加速度信號進行模數轉換，得到加速度和載荷的數位訊號並發 送；示功儀主控制器，連接示功儀多路A/D採集模塊和示功儀無線通訊模塊，用於對 加速度和載荷的數位訊號進行處理得到位移載荷數據並緩存。[0043]優選的，手持機包括手持機無線通訊模塊，用於與示功圖採集單元和電功圖採集單元間的無線數據傳 輸；手持機數據處理單元，連接手持機無線通訊模塊，用於接收並處理位移載荷數據 和功率數據，得到包括載荷位移圖和功率位移圖的對比分析圖。優選的，手持機數據處理單元包括手持機主控制器，連接手持機無線通訊模塊，用於對接收到的位移載荷數據和功 率數據進行數據整合等處理得到對比分析圖；以及手持機顯示單元，連接手持機主控制器，用於顯示對比分析圖。優選的，手持機主控制器包括定時單元，用於等待示功圖採集單元和電功圖採集單元的回覆消息的定時和向示 功圖採集單元或電功圖採集單元發送讀取數據命令的定時。優選的，定時單元還用於在進行連續同步採集時採集數據的間隔時間的定時。與現有技術相比較，本實用新型的有益效果在於本實用新型通過同步獲取位移 載荷數據和功率數據實現了載荷位移圖和功率位移圖的同步連續監控，革新了加速度測位 移的方法，很好地適應了油田惡劣的工作環境。

圖1是本實用新型第一實施例提供的抽油機工況綜合分析系統的示意圖；圖2是本實用新型第一實施例提供的抽油機工況綜合分析系統的結構圖；圖3是本實用新型第二實施例提供的抽油機工況綜合分析系統的示意具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行詳細說明，應當理解，以下所說明 的優選實施例僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。圖1顯示了本實用新型第一實施例提供的抽油機工況綜合分析系統的示意，如圖 1所示，該系統包括無線發送第一同步採集命令的手持機、無線連接手持機的示功圖採集單 元、無線連接手持機和示功圖採集單元的電功圖採集單元。手持機觸發同步採集後，向示功圖採集單元發送喚醒命令並喚醒成功後，手持機 向示功圖採集單元發送第一同步採集命令。示功圖採集單元在接收到手持機發送的第一同 步採集命令後向電功圖採集單元無線發送第二同步採集命令，使其和電功圖採集單元同時 進行採集操作，分別得到位移載荷數據和功率數據，其中位移載荷數據包括位移數據和載 荷數據，形成示功圖。其中，示功圖採集單元在接收到電功圖採集單元關於第二同步採集命令的回覆消 息時開始採集數據；電功圖採集單元在向示功圖採集單元發送完關於第二同步採集命令的 回復消息時開始採集數據，並在採集完成後發送給示功圖採集單元。示功圖採集單元接收 電功圖採集單元無線發送的功率數據，並將接收到的功率數據和位移載荷數據一同無線發 送給手持機。手持機將接收的位移載荷數據和功率數據處理成包括載荷位移圖和功率位移圖的對比分析圖。 若手持機向示功圖採集單元發送喚醒命令但喚醒失敗時，則向電功圖採集單元直 接發送第二同步採集命令，此時手持機僅採集功率數據。此外，若手持機觸發連續同步採集後，向示功圖採集單元發送喚醒命令並喚醒成 功後，手持機向示功圖採集單元發送第一連續同步採集命令，並由示功圖採集單元向電功 圖採集單元發送第二連續同步採集命令，連續採集位移載荷數據和功率數據，手持機在收 到關於第一連續同步採集命令的回覆消息時，再向示功圖採集單元發送採集間隔時間。連 續同步採集流程與同步採集流程的數據採集過程相同，不同的是連續同步採集流程得到的 是多個包括載荷位移圖和功率位移圖的對比分析圖，同步採集流程得到的僅是一個衝程的 對比分析圖。圖2顯示了本實用新型第一實施例提供的抽油機工況綜合分析系統的結構，如圖 2所示，電功圖採集單元包括電流傳感器、電壓傳感器、電功儀數據處理單元和電功儀無 線通訊模塊。電流傳感器採集電機電流信號並發送；電壓傳感器採集電機電壓信號並發送；電 功儀數據處理單元連接電流傳感器和電壓傳感器，接收並處理電流信號和電壓信號，得到 功率數據；電功儀無線通訊模塊連接所述電功儀數據處理單元，與手持機和所述電功圖採 集單元間的無線數據傳輸。其中，電功儀數據處理單元包括電流信號調理單元、電壓信號調理單元、電功儀多 路A/D採集模塊和電功儀主控制器。電流信號調理單元連接所述電流傳感器，對電機電流信號進行調理並發送；電壓 信號調理單元連接所述電壓傳感器，對電機電壓信號進行調理並發送；電功儀多路A/D採 集模塊連接電流信號調理單元和電壓信號調理單元，對經過調理的電機電流信號和經過調 理的電機電壓信號進行模數轉換，得到電機電流和電機電壓的數位訊號並發送；電功儀主 控制器連接電功儀多路A/D採集模塊和電功儀無線通訊模塊，對電機電流和電機電壓的數 字信號進行處理得到功率數據並緩存。示功圖採集單元包括加速度傳感器、載荷傳感器、示功儀數據處理單元和示功儀 無線通訊模塊。加速度傳感器採集加速度信號並發送；載荷傳感器採集載荷信號並發送；示功儀 數據處理單元連接所述載荷傳感器和所述加速度傳感器，接收並處理加速度信號和載荷信 號，得到位移載荷數據；示功儀無線通訊模塊連接示功儀數據處理單元，與手持機和示功圖 採集單元間的無線數據傳輸。其中，示功儀數據處理單元包括加速度調理單元、載荷調理單元、示功儀多路A/D 採集模塊和示功儀主控制器加速度調理單元連接加速度傳感器，對加速度信號進行調理並發送；載荷調理單 元連接所述載荷傳感器，對所述載荷信號進行調理並發送；示功儀多路A/D採集模塊連接 加速度調理單元和載荷調理單元，對經過調理的載荷信號和經過調理的加速度信號進行模 數轉換，得到加速度和載荷的數位訊號並發送；示功儀主控制器連接示功儀多路A/D採集 模塊和示功儀無線通訊模塊，對加速度和載荷的數位訊號進行處理得到位移載荷數據並緩存。手持機包括手持機無線通訊模塊和手持機數據處理單元。手持機無線通訊模塊用 於與示功圖採集單元和電功圖採集單元間的無線數據傳輸；手持機數據處理單元連接手持 機無線通訊模塊，接收並處理位移載荷數據和功率數據，得到包括載荷位移圖和功率位移 圖的對比分析圖。手持機數據處理單元包括手持機主控制器和手持機顯示單元。手持機主控制器連 接手持機無線通訊模塊，用於對接收到的位移載荷數據和功率數據進行數據整合等處理得 到對比分析圖；手持機顯示單元連接手持機主控制器，顯示對比分析圖。手持機主控制器中設有定時單元，用於等待示功圖採集單元和電功圖採集單元的 回復消息的定時和向示功圖採集單元或電功圖採集單元發送讀取數據命令的定時，以及在 進行連續同步採集時採集數據的間隔時間的定時。圖3顯示了本實用新型第二實施例提供的抽油機工況綜合分析系統的示意，如圖 3所示，該系統包括無線發送第一同步採集命令的手持機、無線連接手持機的電功圖採集單 元、無線連接手持機和電功圖採集單元的示功圖採集單元。手持機觸發同步採集後，向電功圖採集單元發送喚醒命令並喚醒成功後，手持機 向電功圖採集單元發送第一同步採集命令。電功圖採集單元在接收到手持機發送的第一同 步採集命令後向示功圖採集單元無線發送第二同步採集命令，使其和示功圖採集單元同時 進行採集操作，分別得到功率數據和位移載荷數據。其中，電功圖採集單元在接收到示功圖採集單元關於第二同步採集命令的回覆消 息時開始採集數據；示功圖採集單元在向電功圖採集單元發送完關於第二同步採集命令的 回復消息時開始採集數據，並在採集完成後發送給電功圖採集單元。電功圖採集單元接收 示功圖採集單元無線發送的位移載荷數據，並將接收到的位移載荷數據和功率數據一同無 線發送給手持機。手持機將接收的功率數據和位移載荷數據處理成包括功率位移圖和載荷位移圖 的對比分析圖。若手持機向電功圖採集單元發送喚醒命令但喚醒失敗時，則向示功圖採集單元直 接發送第二同步採集命令，此時手持機僅採集載荷位移數據。此外，若手持機觸發連續同步採集後，向電功圖採集單元發送喚醒命令並喚醒成 功後，手持機向電功圖採集單元發送第一連續同步採集命令，並由電功圖採集單元向示功 圖採集單元發送第二連續同步採集命令，連續採集位功率數據和位移載荷數據，手持機在 收到關於第一連續同步採集命令的回覆消息時，再向電功圖採集單元發送採集間隔時間。 連續同步採集流程與同步採集流程的數據採集過程相同，不同的是連續同步採集流程得到 的是多個包括功率位移圖和載荷位移圖的對比分析圖，同步採集流程得到的僅是一個衝程 的對比分析圖。並且，圖3所示的系統的結構與圖2相同。綜上所述，本實用新型具有以下技術效果本實用新型革新了加速度測位移的方 法，很好地適應了油田惡劣的工作環境，使用簡便，測量精度高。位移載荷數據和功率數據 同步採集，實現了包括載荷位移圖和功率位移圖的對比分析圖的測量，並在採集功率數據 時採用儀器自動判斷上、下死點，測量更準確，使用更方便。同步獲取位移載荷數據和功率數據實現了示功圖和電功圖的同步連續監控，便於對油井井況變化的連續跟蹤。 儘管上文對本實用新型進行了詳細說明，但是本實用新型不限於此，本領域技術 人員可以根據本實用新型的原理進行各種修改。因此，凡按照本實用新型原理所作的修改， 都應當理解為落入本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種抽油機工況綜合分析系統，其特徵在於，包括 無線發送第一同步採集命令的手持機；無線連接所述手持機的示功圖採集單元；以及 無線連接所述手持機和所述示功圖採集單元的電功圖採集單元； 其中，所述示功圖採集單元在接收到所述第一同步採集命令後向電功圖採集單元無線 發送第二同步採集命令，使其和電功圖採集單元同時進行採集操作，分別得到位移載荷數 據和功率數據；其中，所述示功圖採集單元接收電功圖採集單元無線發送的功率數據，並將接收到的 功率數據和所述位移載荷數據一同無線發送給所述手持機；其中，手持機將接收的所述位移載荷數據和所述功率數據處理成包括載荷位移圖和功 率位移圖的對比分析圖。
2.一種抽油機工況綜合分析系統，其特徵在於，包括 無線發送第一同步採集命令的手持機；無線連接所述手持機的電功圖採集單元；以及 無線連接所述手持機和所述電功圖採集單元的示功圖採集單元； 其中，所述電功圖採集單元在接收到所述第一同步採集命令後向示功圖採集單元無線 發送第二同步採集命令，使其和示功圖採集單元同時進行採集操作，分別得到功率數據和 位移載荷數據；其中，所述電功圖採集單元接收示功圖採集單元無線發送的位移載荷數據，並將接收 到的位移載荷數據和所述功率數據一同無線發送給所述手持機；其中，手持機將接收的所述功率數據和所述位移載荷數據處理成包括功率位移圖和載 荷位移圖的對比分析圖。
3.根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，所述電功圖採集單元包括 電流傳感器，用於採集電機電流信號並發送；電壓傳感器，用於採集電機電壓信號並發送；電功儀數據處理單元，連接所述電流傳感器和所述電壓傳感器，用於接收並處理所述 電流信號和所述電壓信號，得到功率數據；以及電功儀無線通訊模塊，連接所述電功儀數據處理單元，用於與所述手持機和所述電功 圖採集單元間的無線數據傳輸。
4.根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，所述示功圖採集單元包括 加速度傳感器，用於採集加速度信號並發送；載荷傳感器，用於採集載荷信號並發送；示功儀數據處理單元，連接所述載荷傳感器和所述加速度傳感器，用於接收並處理所 述加速度信號和所述載荷信號，得到位移載荷數據；以及示功儀無線通訊模塊，連接所述示功儀數據處理單元，用於與所述手持機和所述示功 圖採集單元間的無線數據傳輸。
5.根據權利要求3所述系統，其特徵在於，所述電功儀數據處理單元包括電流信號調理單元，連接所述電流傳感器，用於對所述電機電流信號進行調理並發送；電壓信號調理單元，連接所述電壓傳感器，用於對所述電機電壓信號進行調理並發送；電功儀多路A/D採集模塊，連接所述電流信號調理單元和所述電壓信號調理單元，用 於對經過調理的電機電流信號和經過調理的電機電壓信號進行模數轉換，得到電機電流和 電機電壓的數位訊號並發送；以及電功儀主控制器，連接所述電功儀多路A/D採集模塊和所述電功儀無線通訊模塊，用 於對所述電機電流和電機電壓的數位訊號進行處理得到功率數據並緩存。
6.根據權利要求4所述系統，其特徵在於，所述示功儀數據處理單元包括加速度調理單元，連接所述加速度傳感器，用於對所述加速度信號進行調理並發送； 載荷調理單元，連接所述載荷傳感器，用於對所述載荷信號進行調理並發送； 示功儀多路A/D採集模塊，連接所述加速度調理單元和所述載荷調理單元，用於對經 過調理的載荷信號和經過調理的加速度信號進行模數轉換，得到加速度和載荷的數位訊號 並發送；以及示功儀主控制器，連接所述示功儀多路A/D採集模塊和示功儀無線通訊模塊，用於對 所述加速度和載荷的數位訊號進行處理得到位移載荷數據並緩存。
7.根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，所述手持機包括手持機無線通訊模塊，用於與所述示功圖採集單元和所述電功圖採集單元間的無線數 據傳輸；以及手持機數據處理單元，連接所述手持機無線通訊模塊，用於接收並處理所述位移載荷 數據和功率數據，得到包括載荷位移圖和功率位移圖的對比分析圖。
8.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述手持機數據處理單元包括手持機主控制器，連接所述手持機無線通訊模塊，用於對接收到的位移載荷數據和功 率數據進行數據整合等處理得到所述對比分析圖；以及手持機顯示單元，連接所述手持機主控制器，用於顯示所述對比分析圖。
9.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述手持機主控制器包括定時單元，用於等待示功圖採集單元和電功圖採集單元的回覆消息的定時和向示功圖 採集單元或電功圖採集單元發送讀取數據命令的定時。
10.根據權利要求9所述的系統，其特徵在於，所述定時單元還用於在進行連續同步採 集時採集數據的間隔時間的定時。
專利摘要本實用新型公開了一種抽油機工況綜合分析系統，包括無線發送第一同步採集命令的手持機；無線連接手持機的示功圖採集單元；無線連接手持機和示功圖採集單元的電功圖採集單元。本實用新型通過同步獲取位移載荷數據和功率數據實現了載荷位移圖和功率位移圖的同步連續監控，革新了加速度測位移的方法，很好地適應了油田惡劣的工作環境。
文檔編號G08C17/02GK201885841SQ201020645659
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月7日 優先權日2010年12月7日
發明者常罡, 方幸明, 王力偉, 馬永躍 申請人:北京博奧泰克石油技術有限公司