無杆泵井動液面在線測量裝置的製作方法
2023-04-26 13:35:06 1
專利名稱：無杆泵井動液面在線測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田採油技術領域，特別涉及採油無杆泵油井(螺 杆泵、電潛泵)動液面的在線測量技術，是一種無杆泵井動液面在線 測量專用裝置。
背景技術：
無杆泵油井動液面是指油井油套環形空間的液面，該油井採用的是無 杆泵，無杆泵包括螺杆泵、電潛泵。在生產過程中無杆泵油井液面的深度 高、低能反映出該井供液能力的大、小，無杆泵油井液面深度是油井生產 過程中的重要數據。
油井的油套環空動液面深度獲得的方法一般是採取聲彈測量或採取 井下壓力計測量。聲彈測量法需要攜帶發聲槍、子彈(氮氣瓶)及測試儀 定期下入井內進行測試， 一般周期為一個月左右。聲彈測量方法無法做到 連續在線測量數據。井下壓力計測量需要把壓力計以及電纜隨油管一起下 入井內，成本很高，容易損壞，難以推廣。
中國專利授權公告號CN20I043463Y，提供了一種"油井動液面自動 檢測儀"。這種油井動液面自動檢測儀是由電子發聲裝置代替了發聲槍， 由內嵌式微處理器進行數字軟體濾波處理。電子發聲裝置由電壓轉換器、 激發按鈕、放電電容、激發電容、激發電感和瓷腔體組成。電壓轉換器的 高壓輸出端經激發按鈕後， 一路與放電電容和瓷腔體內的放電極連接，另 一路經過限流電阻、二極體和激發電容與激發電感的初級連接。激發電感 的次級與瓷腔體內的高壓極連接。優點不用發聲彈，降低成本，安全可 靠，操作簡便；利用內嵌式微處理器對反射波的各頻率分量自動進行波形 頻譜分析，並通過數字軟體濾波處理，提高了抗幹擾性能和測量精度；能實現連續自動檢測油井動液面。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種無杆泵井動液面在線測量裝置，利用 電參量採集模塊和智能檢測單元測量得到電潛泵的有效功率，利用有 功功率與有效揚程成正比的關係進行動液面的測量計算，解決無杆泵 井動液面測量，實現油井動液面自動化在線測試。
本實用新型是這樣實現的無杆泵井動液面在線測量裝置，包括電 參量採集模塊和智能檢測單元，電參量釆集模塊與智能檢測單元之間 有導線連接，其特徵在於油井無杆泵電動機的三相動力線穿過電參 量採集模塊U2上的三個電流互感器，電參量採集模塊U2的三相電壓
測試線分別接至A、 B、 C三相動力線，電參量採集模塊U2的+5V、 TXD、 RXD、 GND分別連接智能檢測單元單片機U1的+5V、 RXD、 TXD、 GND，單 片機Ul的12、 50腳連接+3. 3V電源，單片機Ul的13、 29、 69腳接電 源地，單片機Ul的48、 49腳接JZ1晶體振蕩器，單片機Ul的61、 64、 52、 79腳分別接時鐘晶片U3的16+15、 14、 12、 7腳，單片機Ul的 72、 67、 66、 15、 14、 9腳分別連接上鍵(Kl)、下鍵(K2)、左鍵(K3)、 右鍵(K4)、返回鍵(K5)、確定鍵(K6)，單片機的61、 64、 54腳 分別接存儲器U4的16+15、 14、 13腳，單片機的36、 37、 38、 39、 41、 43、 45、 47腳分別接液晶屏U7的6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13腳， 單片機的39、 68腳分別接看門狗U6的4、 l腳。
依據有功功率與有效揚程成正比的關係進行動液面的測量計算。由 EDA9033電參量採集模塊和智能檢測單元共同構成動液面在線測量裝 置。原理是電參量採集模塊與智能檢測單元測量油井的動態電功率， 由功率與油井的動液面是比例線性關係的，經過智能檢測單元斜率、 截距校準處理後就能得到油井環空的動液面。
(l)單片機Ul能依據時鐘晶片U3定時採集功率信號，功率信號送
4至單片機U1的通訊接口。
(2) 單片機U1能釆集到功率的瞬時值，將功率的瞬時值乘以斜率加
上截距就得到動液面數據了，動液面數據顯示在液晶屏U7上。
(3) 測量周期、斜率校準、截距校準、時間校準都是通過鍵盤K1-Kl 進行設置的。
本實用新型通過測量油井的動態電功率得到油井的動液面，能夠時 實地在線測量，免除了定期人工測試或使用井下壓力計的高成本方式， 為油井的動液面測量提供了一種新的方法。
在上述技術解決方案中，
(1) 採用EDA9033D電參量採集模塊+智能檢測單元測得準確的有功 功率數值。
(2) 智能檢測單元根據有功功率與有效揚程成正比的關係進行液面 計算。
(3) 通過鍵盤可以設置時間、採樣間隔、比例因子、截距等參數。
(4) 液面的計算結果顯示在液晶顯示屏上。 本實用新型的有益效果是無杆泵井動液面在線測量裝置，能隨時
在線測出油井的環空液面深度值，不再需要進行定期的人工測試，為 地質、工程管理者提供了便捷的液面數據。由於具有顯示窗口與鍵盤， 可以方便的進行參數設置及數據顯示。
圖1是本實用新型無杆泵井動液面在線測量裝置的結構示意圖。
圖2是本實用新型的電路圖。
具體實施方式
實施例1:參閱圖1。無杆泵井動液面在線測量裝置，包括電參量 採集模塊和智能檢測單元，電參量採集模塊與智能檢測單元之間有導 線連接，電參量採集模塊安裝在抽油機配電櫃裡。參閱圖2。油井無杆泵電動機的三相動力線穿過電參量採集模塊U2上的三個電流互感器，
電參量採集模塊U2的三相電壓測試線分別接至A、 B、 C三相動力線，
安裝時需要注意動力電流的方向及三相動力電源的相序。電參量採集 模塊U2的+5V、 TXD、 RXD、 GND分別連接智能檢測單元單片機Ul的+5V、 RXD、 TXD、 GND，單片機Ul的12、 50腳連接+3. 3V電源，單片機Ul的 13、 29、 69腳接電源地，單片機U1的48、 49腳接JZ1晶體振蕩器， 單片機U1的61、 64、 52、 79腳分別接時鐘晶片U3的16+15、 14、 12、 7腳，單片機U1的72、 67、 66、 15、 14、 9腳分別連接上鍵(Kl)、 下鍵(K2)、左鍵(K3)、右鍵(K4)、返回鍵(K5)、確定鍵(K6)， 單片機的61、 64、 54腳分別接存儲器U4的16+15、 14、 13腳，單片 機的36、 37、 38、 39、 41、 43、 45、 47腳分別接液晶屏U7的6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13腳，單片機的39、 68腳分別接看門狗U6的4、 1
單片機Ul型號為uPSD3254A;電參量採集模塊U2型號為EDA9033; 時鐘晶片U3採用DS1305EN;存儲器U4採用AT45DB321B;看門狗U6 採用ISL88013IH526Z;液晶屏U7採用LCM320240。
電參量採集模塊的通訊接口與智能檢測單元的通訊接口連接，智能 檢測單元定周期的測量油井的動態功率，通過斜率校準、截距校準後 得出油井環空的動液面值並顯示到屏幕上。有關測試周期、泵徑、含 水、油密度、斜率、截距值都是預先通過鍵盤設置並存儲到智能檢測 單元的。
權利要求1、一種無杆泵井動液面在線測量裝置，包括電參量採集模塊和智能檢測單元，電參量採集模塊與智能檢測單元之間有導線連接，其特徵在於油井無杆泵電動機的三相動力線穿過電參量採集模塊(U2)上的三個電流互感器，電參量採集模塊(U2)的三相電壓測試線分別接至A、B、C三相動力線，電參量採集模塊(U2)的+5V、TXD、RXD、GND分別連接智能檢測單元單片機(U1)的+5V、RXD、TXD、GND，單片機(U1)的12、50腳連接+3.3V電源，單片機(U1)的13、29、69腳接電源地，單片機(U1)的48、49腳接JZ1晶體振蕩器，單片機(U1)的61、64、52、79腳分別接時鐘晶片(U3)的16+15、14、12、7腳，單片機(U1)的72、67、66、15、14、9腳分別連接上鍵(K1)、下鍵(K2)、左鍵(K3)、右鍵(K4)、返回鍵(K5)、確定鍵(K6)，單片機(U1)的61、64、54腳分別接存儲器(U4)的16+15、14、13腳，單片機(U1)的36、37、38、39、41、43、45、47腳分別接液晶屏(U7)的6、7、8、9、10、11、12、13腳，單片機(U1)的39、68腳分別接看門狗(U6)的4、1腳。
2、根據權利要求1所述的無杆泵井動液面在線測量裝置，其特徵 在於所述的單片機(U1)型號為uPSD3254A;電參量採集模塊(U2)型號 為EDA9033;時鐘晶片(U3)型號為DS1305EN;存儲器(U4)型號為 AT45DB321B;看門狗(U6)型號為ISL88013IH526Z;液晶屏(U7)型號為 LCM320240。
專利摘要無杆泵井動液面在線測量裝置，應用於無杆泵井油套環型空間動液面的測量。包括電參量採集模塊和智能檢測單元，電參量採集模塊與智能檢測單元之間有導線連接，特徵是油井無杆泵電動機的三相動力線穿過電參量採集模塊上的三個電流互感器，電參量採集模塊的三相電壓測試線分別接至A、B、C三相動力線，電參量採集模塊、智能檢測單元單片機、時鐘晶片、存儲器、液晶屏和看門狗連接。電參量採集模塊與智能檢測單元測量油井的動態有功功率，依據有功功率與泵的有效揚程呈比例線性關係，經過智能檢測單元進行揚程動液面換算、斜率、截距校準處理後，得到油井環空的動液面值。
文檔編號E21B47/04GK201273186SQ20082012302
公開日2009年7月15日 申請日期2008年10月15日 優先權日2008年10月15日
發明者張瑞華, 柏小京, 陳加平 申請人:中國石油天然氣股份有限公司