抽油機懸點載荷、位移網絡示功儀的製作方法
2023-05-02 12:06:31 1
專利名稱：抽油機懸點載荷、位移網絡示功儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田採油技術領域，特別涉及一種遊梁式抽油機懸
點載荷、位移測試裝置，是一種將懸點載荷、位移及GPRS通訊組合成 為機電一體的網絡示功儀。
背景技術：
油田自動化集群監控系統中，抽油機井示功圖的測量主要採用的是 光杆懸點載荷及角位移的測量方式。如中國專利公告號為CN2618194Y， 提供了一種"智能抽油機控制儀"；中國專利公告號為CN200964841Y， 提供了一種"油井示功圖數據採集裝置"。
目前，在單井安裝監控器將示功圖數據採集，通過數傳電臺、光纜、 GPRS或其他方式向上位機傳輸。這監測抽油機方式需要在油井的不同 部位安裝傳感器及監控器。前期的安裝調試需要專門的技術人員，後 期的維護工作也離不開技術人員，當監控系統的油井眾多時，維護工 作量很大，運行費用也很高。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種抽油機懸點載荷、位移網絡示功儀，
將監測抽油機懸點載荷、位移的載荷傳感變送器及GPRS網絡通訊模塊
組合成為機電一體的網絡示功儀，能在公眾網或區域網監測到該井的 示功圖及工作時率，能夠直接完成示功圖的採集、處理、存儲、集中 發送及判斷啟停井的功能。克服現有的單井安裝監控器數據採集、數 據上傳，後期需要維護工作人員，維護工作量很大，運行費用高的不 足。
本實用新型採用的技術方案是主要由載荷傳感變送器、微處理器
及GPRS網絡通訊模塊組成，載荷傳感變送器固定在儀表盒上，其特徵 在於儀表盒內有微處理器、GPRS網絡通訊模塊和儀表電池，微處理 器通過導線與載荷傳感變送器、GPRS網絡通訊模塊及儀表電池相連接。 載荷傳感變送器是由常規應變片電橋、放大器U3、載荷零點電位 器W1、量程零點電位器W2及電阻R1組成，應變片電橋相對的兩端分 別接放大器U3的腳2、腳3，應變片電橋的另外相對的兩端分別接儀 表電池和參考地。放大器U3的腳1、腳8分別連接量程零點電位器W2 的兩端，放大器U3的腳2接零點電位器Wl的中點，載荷零點電位器 Wl的兩端分別接儀表電池和參考地。放大器U3的腳6通過電阻Rl接 微處理器的腳4。
微處理器由單片機U1、晶體震蕩器JZ1、時鐘晶片U2通過導線相 連接，晶體震蕩器JZ1的兩腳分別與單片機Ul的腳8、腳9相連接， 時鐘晶片U2的腳5、腳6、腳7與單片機Ul的腳12、腳13、腳14連 接，時鐘晶片U2的腳1、腳8接儀表電池，單片機Ul的腳1、腳64 連接儀表電池，單片機U1的腳63、腳62、腳61接參考地。GPRS網絡 通訊模塊-U4的腳5接參考地，GPRS網絡通訊模塊-U4的腳6接儀表電 池，GPRS網絡通訊模塊-U4的RF端接微型天線。
本實用新型有益之處是抽油機懸點載荷、位移網絡示功儀採用載 荷傳感變送器、微處理單元、GPRS網絡通訊模塊及儀表電池為一體的 結構設計，能依據內置天文時鐘自動定時採集示功圖數據，並進行存 儲。微處理單元可以隨時監測力傳感器的變化判斷是否停機，並計算 本機的工作時率。能夠直接完成示功圖的採集、處理、存儲、集中發 送的功能。
本實用新型採用微功耗的元器件和電源控制結構，使用二節儀表電 池就能夠長期工作。儀表電池分別給GPRS及微處理器供電，因此沒有 任何外接的信號線及電源線。出於省電設計，採取採樣存儲、定時發
送工作模式。
由於採用機電一體化的網絡示功儀，可以方便的安裝在抽油機懸繩 器上，並對該井的載荷、位移數據進行採集並可計算出衝程、衝次及 時率數據。由於可以密集地採集示功圖，因此為功圖計算單井產液量 提供了充要條件。本實用新型適用於所有的抽油機井，尤其適用於邊 遠地區、井群分散、環境惡劣、技術力量缺乏，投資少的油田。安裝 本實用新型構成的系統不需要專門的技術人員，採油工人即可安裝。 技術人員可以遠在千裡之外通過網絡進行調試，因此能構成一個大型 的抽油機監測系統，有廣泛的應用前景。
圖l是本實用新型抽油機懸點載荷、位移網絡示功儀結構示意圖。
圖2是抽油機懸點載荷、位移網絡示功儀電路圖。 圖中，l.載荷傳感變送器，2.儀表盒，3.微處理器，4. GPRS網絡 通訊模塊，5.儀表電池，6殼蓋。
具體實施方式
實施例1:以一個型號為CYJ14-5.4-73的抽油機懸點載荷、位移 網絡示功儀為例，對本實用新型作進一步詳細說明。
載荷傳感變送器1採用的是常規應變片電橋。微處理器3採用的是 MSP430F1612型單片機。及GPRS網絡通訊模塊4採用的是藍迪通信 LD6000。儀表電池5採用的是兩節鋰亞硫醯氯ER34615H電壓為3. 6V。 儀表盒2長寬高152x102x64毫米。
載荷傳感變送器1固定在儀表盒2上，儀表盒2內固定有微處理器 3、 GPRS網絡通訊模塊4和儀表電池5，殼蓋6蓋好後能保證密封。微 處理器3通過導線與載荷傳感變送器1、 GPRS網絡通訊模塊4及儀表
電池5相連接。
載荷傳感變送器1包括常規應變片電橋、型號是U3AD623的放大器， 載荷零點電位器W1和量程零點電位器W2的型號是W3296，電阻R1為 1K。應變片電橋相對的兩端分別接放大器U3的腳2、腳3，應變片電 橋的另外相對的兩端分別接儀表電池5和參考地。放大器U3的腳1、 腳8分別連接量程零點電位器W2的兩端，放大器U3的腳2接零點電 位器Wl的中點，載荷零點電位器Wl的兩端分別接儀表電池5和參考 地。放大器U3的腳6通過電阻Rl接微處理器3的腳4。
微處理器3由單片機U1、晶體震蕩器JZ1、時鐘晶片U2通過導線 相連接，晶體震蕩器JZ1的兩腳分別與單片機Ul的腳8、腳9相連接， 時鐘晶片U2的腳5、腳6、腳7與單片機Ul的腳12、腳13、腳14連 接，時鐘晶片U2的腳1、腳8接儀表電池5，單片機U1的腳1、腳64 連接儀表電池5，單片機U1的腳63、腳62、腳61接參考地。GPRS網 絡通訊模塊4-U4的腳5接參考地，GPRS網絡通訊模塊4-U4的腳6接 儀表電池5， GPRS網絡通訊模塊4-U4的RF端接微型天線。
採用SMT表面貼工藝技術，使用超小型的貼片元件將GPRS網絡通 訊模塊4和微處理器3集成在90X60毫米的電路板上，實現小型化， 提高實用性。
使用時首先調查使用地區的網絡覆蓋情況及購買GPRS網絡通 訊卡，配置好GPRS參數後就可以使用了。本實用新型按裝在抽油機懸 繩器上，安裝時注意方向，不可倒置安裝。安裝好後就能通過網絡接 收本實用新型定時發送的每一組數據了。
權利要求1、一種抽油機懸點載荷、位移網絡示功儀，主要由載荷傳感變送器(1)、微處理器(3)及GPRS網絡通訊模塊(4)組成，載荷傳感變送器(1)固定在儀表盒(2)上，其特徵在於儀表盒(2)內有微處理器(3)、GPRS網絡通訊模塊(4)和儀表電池(5)，微處理器(3)通過導線與載荷傳感變送器(1)、GPRS網絡通訊模塊(4)及儀表電池(5)相連接；載荷傳感變送器(1)是由常規應變片電橋、放大器U3、載荷零點電位器W1、量程零點電位器W2及電阻R1組成，應變片電橋相對的兩端分別接放大器U3的腳2、腳3，應變片電橋的另外相對的兩端分別接儀表電池(5)和參考地；放大器U3的腳1、腳8分別連接量程零點電位器W2的兩端，放大器U3的腳2接零點電位器W1的中點，載荷零點電位器W1的兩端分別接儀表電池(5)和參考地；放大器U3的腳6通過電阻R1接微處理器(3)的腳4；微處理器(3)由單片機U1、晶體震蕩器JZ1和時鐘晶片U2通過導線相連接成，晶體震蕩器JZ1的兩腳分別與單片機U1的腳8、腳9相連接，時鐘晶片U2的腳5、腳6、腳7與單片機U1的腳12、腳13、腳14連接，時鐘晶片U2的腳1、腳8接儀表電池(5)，單片機U1的腳1、腳64連接儀表電池(5)，單片機U1的腳63、腳62、腳61接參考地；GPRS網絡通訊模塊(4)-U4的腳5接參考地，GPRS網絡通訊模塊(4)-U4的腳6接儀表電池(5)，GPRS網絡通訊模塊(4)-U4的RF端接微型天線。
專利摘要抽油機懸點載荷、位移網絡示功儀，應用於油田採油技術領域。特徵是儀表盒內有微處理器、GPRS網絡通訊模塊和儀表電池，微處理器通過導線與載荷傳感變送器、GPRS網絡通訊模塊及儀表電池相連接。效果是將懸點載荷、位移及GPRS通訊組合成為機電一體的網絡示功儀。安裝在抽油機懸繩器上，並對該井的載荷、位移數據進行採集並可計算出衝程、衝次及時率數據。可以在公眾網或區域網監測油井的示功圖及工作時率。使用儀表電池供電，因此沒有任何外接的信號線及電源線，出於省電設計，採取採樣存儲、定時發送工作模式。能構成一個大型的抽油機監測系統，有廣泛的應用前景。
文檔編號G01L9/04GK201184189SQ20082007986
公開日2009年1月21日 申請日期2008年4月10日 優先權日2008年4月10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