抽油井示功儀的製作方法

2023-04-29 22:51:56 1

專利名稱：抽油井示功儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及測量技術領域，尤其涉及一種監測抽油井工作狀態曲線圖形 及其有關數據的監測儀器。
背景技術：
在採油過程中，及時準確地了解抽油井的工作狀況，對於提高抽油效率、 降低釆油成本和提高油井的產量具有非常重大的意義。下面介紹幾種現有技 術
中國專利CN87205901U公開了一種測量示功圖的智能化儀器，將採集到 的懸點載荷參數、光杆位移參數，提交微機系統，進行運算處理，得出了地 面示功圖以及任一深度的井下(泵)示功圖。
中國專利CN2641620Y公開了一種新型抽油機示功圖測試儀的傳感器，特 別是油田抽油機示功圖測試儀用的傳感器。與傳感器相配合的抽油機示功圖 測試儀在工作時，是靠抽油機減速器輸出軸上曲柄的轉動位置計算出抽油杆 的衝程，傳感器只需測出各衝程位置的抽油杆在各衝程位置的負荷，即可繪 制出示功圖。
中國專利CN2937474Y公開了一種石油工業使用的遊梁式抽油機微應力示 功儀，適用於抽油機釆油井。遊梁式抽油機微應力示功儀包括角位移傳感器、 數據釆集板、電池板和應力測試機構，角位移傳感器、數據採集板和應力測 試機構安裝在儀器箱內，其應力測試機構與抽油機的遊梁連接固定，電池板 與數據採集板連接。
中國專利CN2714804公開了一體化無線監測示功儀，主要特點是將傳感 器與二次儀表整合為一體，並設置有無線發射模塊、USB接口和485接口，還
3設置有可充電電池及太陽能電池板，本實用新型一體化的密封結構，能夠適 應複雜的室外環境，只需直接安裝在油井懸繩器上端的光杆上，無需對其充 電等維護，可保存大量的示功圖，也可通過無線方式讀取歷史數據或實時測
量，也可進行示功圖回放和聯網檢測。
上述現有技術普遍存在以下技術缺陷和不足
1、 在示功儀的材質方面，上面的專利均未提到耐用性。
2、 沒有提到GPRS網絡、CDMA網絡、ZigBee網絡、SCDMA網絡等無線數 據傳輸技術在示功儀中的應用。
3、 目前油田常用的示功儀一般由載荷、位移傳感器、數據採集裝置三部 份構成。位移採用拉線的方式測量或靠抽油機減速器輸出軸上曲柄的轉動位 置計算出抽油杆的衝程。
4、 以往的專利實現了無線近距離測量，還需要人工逐井測取示功圖，不 能遠程實時在線採集功圖。

發明內容
本發明實施例的目的在於提供一種抽油井示功儀，來克服上述現有技術 的缺陷和不足。
根據上述目的，本發明實施例提供一種抽油井示功儀，該示功儀包括 無線數據傳輸模塊，用於接收操作指令和回複分析處理後的數據；數據採集 模塊，用於解析所述操作指令，根據所述操作指令控制執行採集加速度數據 和載荷數據，對所述數據進行分析和處理；以及載荷傳感器，用於釆集載荷 數據。
本發明具有以下有益效果
1、 提供一種遠程實時監測抽油機井工況的裝置。
2、 為示功儀的數據傳輸提供多種無線網絡傳輸方式，可以在不同的地區 選擇質優價廉的網絡服務。
43、 簡化測量計算抽油機衝程的裝置和算法，提高測量衝程的準確性。
4、 提高示功儀的耐用性，選擇更加抗撞抗曬抗凍的金屬材料製作示功儀
的外殼；而且示功儀採用模塊化可拆卸式結構，便於調試和更換元器件。
5、 為抽油機井工況診斷及產液量計算提供實時功圖，也為油田地面流程 簡化優化提供了技術保障。


此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部 分，並不構成對本發明的限定。在附圖中
圖1為本發明的抽油井示功儀的結構示意圖2為本發明的抽油井示功儀中數字採集電路的結構示意圖；以及
圖3為本發明的抽油井示功儀的工作過程說明圖。
具體實施例方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實 施例和附圖，對本發明實施例做進一步詳細說明。在此，本發明的示意性實 施例及其說明用於解釋本發明，但並不作為對本發明的限定。
本申請提供一種抽油井示功儀。下面參照圖1到圖3，詳細描述根據本發
明的抽油井示功儀的結構組成和工作方式。該儀器包括 一次性高能鋰亞電
池l、無線數據傳輸模塊2、數據採集電路3和載荷傳感器4。無線數據傳輸 模塊2和數據採集電路3之間接口是RS232串口連接，數據採集電路3和載 荷傳感器4之間也是RS232串口連接。
如圖2所示數據採集電路3包括，數據處理控制單元31、三軸加速度傳 感器晶片32、天文時鐘晶片33、存儲晶片34、電源管理晶片35。數據處理 控制單元31用於控制指令的分析和數據的分析處理，加速度傳感器32用於 採集加速度數據，天文時鐘晶片33用於產生採集數據的時鐘信號，存儲晶片34用於存儲所述分析處理後的數據，電源管理晶片35用於控制為所述示功儀 的各組成部件供電，如無線數據傳輸模塊2和載荷傳感器4。此外，數據採集 電路中還包括濾波、防過流、防過壓、防反接的保護單元。數據處理控制單 元31可以為微功耗MSP430晶片。工業級的微功耗單片機MSP430，運行環境 溫度為一40 85'C，有多種節電模式，可遠程在線升級程序。該單片機的應 用，節省了電源功耗，延長了抽油井示功儀的壽命，提高了工作效率。
無線數據採集模塊4可以為GPRS模塊，也可以是CDMA、 SCDMA、 2.4G、 5.8G、 ZigBee等其它無線模塊，實現數據傳輸。
本發明的抽油井示功儀採用實時在線工作模式。此外為了節約功耗，也 可以採用休眠一喚醒工作模式。具體例如以一天為一個周期，每隔一定時間 間隔示功儀開始工作，採集一組數據並以時間為標誌，保存到存儲晶片中以 備遠程計算機或伺服器採集。
下面參照圖3，以實時在線工作模式為例詳細說明本發明抽油井示功儀的 工作過程。無線數據傳輸模塊2接收遠程計算機或伺服器的指令，數據採集 電路3分析該指令，並根據該指令啟動載荷傳感器4和加速度傳感器32執行 採集數據，然後數據處理控制單元31對該數據進行分析處理，並將分析處理 後的數據保存到存儲晶片34內，最後通過無線數據傳輸模塊2回復給遠程計 算機或伺服器的指令。這樣在遠程計算機或伺服器上就能看到任一時間周期 內的加速度數據和載荷數據，將通過加速度計算出的衝程作x軸，與衝程同 步的載荷數據作y軸，繪製成的地面功圖。採用地面示功圖轉化為泵功圖進 行抽油機井工況診斷及計算油井產液量。其中遠程計算機或伺服器是指不直 接和示功儀用信號線連接的筆記本電腦、計算機、伺服器等。本申請的抽油 井示功儀是一個集數據採集、數據處理、存儲和網絡傳輸於一體的儀器，採 用金屬材料製作成可拆卸式結構，直接安裝到抽油機井口的懸繩器上，無須 其他任何接線。
以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而己， 並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任 何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1、一種抽油井示功儀，該示功儀包括無線數據傳輸模塊，用於接收操作指令和回複分析處理後的數據；數據採集模塊，用於解析所述操作指令，根據所述操作指令控制執行採集加速度數據和載荷數據，對所述數據進行分析和處理；以及載荷傳感器，用於採集載荷數據。
2、 根據權利要求1所述的示功儀，其特徵在於，所述數據釆集模塊包括 加速度傳感器，用於採集加速度數據；存儲單元，用於存儲所述分析處理後的數據； 時鐘單元，用於產生採集數據的時鐘信號； 電源管理單元，用於控制為所述示功儀供電。
3、 根據權利要求2所述的示功儀，其特徵在於，所述數據採集模塊還包 括保護單元，用於濾波、防過流、防過壓和防反接。
4、 根據權利要求l所述的示功儀，其特徵在於無線數據傳輸模塊和數 據採集模塊之間，以及數據採集模塊與載荷傳感器之間通過RS232串口連接。
5、 根據權利要求1所述的示功儀，其特徵在於所述無線數據傳輸模塊 為GPRS模塊、CDMA模塊、SCDMA模塊、2.4G模塊、5. 8G模塊或ZigBee模塊。
6、 根據權利要求1所述的示功儀，其特徵在於，該示功儀還包括供電
全文摘要
本發明提供一種抽油井示功儀，該示功儀包括無線數據傳輸模塊，用於接收操作指令和回複分析處理後的數據；數據採集模塊，用於解析所述操作指令，根據所述操作指令控制執行採集加速度數據和載荷數據，對所述數據進行分析和處理；以及載荷傳感器，用於採集載荷數據。本發明提供一種遠程實時監測抽油機井工況的裝置，提供多種無線網絡傳輸方式，簡化測量計算抽油機衝程的裝置和算法，提高測量衝程的準確性，為抽油機井工況診斷及產液量計算提供實時功圖，也為油田地面流程簡化優化提供了技術保障。
文檔編號E21B47/12GK101509372SQ20091008084
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月24日 優先權日2009年3月24日
發明者檀朝鑾, 檀革勤, 黃素娟 申請人:北京雅丹石油技術開發有限公司