深井泵採油井工況通用智能診斷儀的製作方法

2023-05-01 00:05:06

專利名稱：深井泵採油井工況通用智能診斷儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種診斷深井泵採油井工況的通用診斷儀。它屬於石油開發工程中的油井監測裝置。它主要是由蓄電池供電的可攜式計算機和專用診斷電路等構成，並將其固定設置在可攜式的箱體內，通過專門的檢測信號輸入裝置和顯示器來輸入檢測數據、處理數據和顯示待測泵的工作狀況，從而達到對在線工作的電潛泵的工況進行診斷。
目前，有杆泵、水力活塞泵和電潛泵在石油採油工程中已相當廣泛地被使用，並呈迅速發展的趨勢，其使用的數量佔採油機械的大多數。單泵的工況診斷儀在現場雖已有應用，但由於每一個診斷儀均要配備計算機、電源電路及顯示裝置，而實際上這些泵的工況診斷儀的絕大部分的硬體可以共用，包括有些傳感器信號調節電路也可共用。除此之外，有的泵工況診斷儀參數測量少，不利於系統分析，例如，現有的石油大學(北京)金時公司生產的有杆泵工況診斷儀及石油大學(華東)研製的水力活塞泵工況診斷儀均沒有振動信號的測量。這對現場的工況診斷實為一大缺陷。如能綜合前述幾種單一泵工況診斷儀的診斷原理，使其具有綜合的診斷功能，則是石油工程現場和科研人員所需要的。
本發明的目的就在於避免上述現有技術的不足之處而提供一種既方便攜帶又可適用多種泵井、測量多參數的深井泵採油井工況通用智能診斷儀，它是由可攜式計算機、通道電壓顯示器、功能調節選鈕、專用檢測信號輸入插座、專用蓄電池電源及專用診斷電子電路構成，其主要的特點是該診斷儀的專用診斷電子電路是由三路電荷放大電路、六路電流電壓及功率因數放大電路、二路液壓信號電路、一路光杆位移信號電路、一路渦輪流量信號電路、一路光杆載荷電路及接口電路所構成，其三路電荷放大電路的輸出端、六路電流電壓及功率因數放大電路的輸出端、二路液壓信號電路的輸出端、一路位移信號電路的輸出端、一路渦輪信號電路的輸出端及一路光杆載荷電路的輸出端都分別與接口電路的AD7506多路選擇開關模塊的輸入端相聯接，而接口電路的輸出端則分別與計算機機的串行口和並行口相聯接。
附

圖1即為本發明的外形結構示意圖。
附圖2即為本發明的功能器件與診斷電路的聯接示意框圖。
附圖3即為發明的專用診斷電路的電荷放大電路圖。
附圖4即為發明的專用診斷電路的液壓信號電路圖。
附圖5即為發明的專用診斷電路的光杆載荷及位移信號電路圖。
附圖6即為發明的專用診斷電路的電流電壓及功率因數放大電路圖。
附圖7即為發明的專用診斷電路的渦輪流量信號電路圖。
附圖8即為發明的專用診斷電路的接口電路圖。
為了實現本發明的上述功能，設計者將各功能器件的結構組成和與診斷電路的聯接採取了以下的設計方法將該診斷儀上的可攜式計算機、通道電壓顯示器、功能調節選鈕、量程調節器、電源指示器及專用檢測信號輸入插座都固定設置在整機的操作面板上面，其專用蓄電池電源設置在整機機殼的內部，其專用診斷電子電路則固定裝配在專用線路板上，並設置在整機的機殼內部。
將在整機面板上固定設置的可攜式計算機、通道電壓顯示器、功能調節選鈕及專用檢測信號輸入插座都通過專用線路與機殼內的專用診斷電子電路相聯接。
將電源指示燈和充電指示燈組成電源指示器，而其電源指示燈與電源開關相串聯，充電指示燈與固定在整機箱體內部的充電器相聯接。
將專用診斷電路固定在整機的內部，並通過附圖2所示的專用電路框圖與箱體外側的功能件相聯接。
下面將結合實施例來詳述本發明的結構特點本發明的設計者在設計製造中，採用了上述結構和專用電路，即將該診斷儀的主要操作器件都如附圖1所示的結構布置集中在整機的操作面板上，並將各功能器件採用附圖2的聯接方式與專用診斷電路相聯接，使得它既結構緊湊、使用方便，又可測量多種泵的工況參數。為了快速採集與存儲數據，該診斷儀還專門配有與IBM/PC系列微機兼容的可攜式計算機。它既可採用液晶顯示，並配有CGA顯示方式顯示，又配有3″軟盤驅動器和蓄電池供電。由於小型可攜式計算機沒有總線引出，常規的接口板不能與之相聯，為此，本發明的設計者還專門研製了利用計算機的並行口與串行口作為數據採集通道的方法，並配在該診斷儀上使用。
附圖的圖面說明如下1-X方向的振動信號輸入插座 2-Y方向的振動信號輸入插座3-Z方向的振動信號輸入插座 4-A向電流互感器輸入插座5-A向電壓互感器輸入插座 6-B向電流互感器輸入插座7-B向電壓互感器輸入插座 8-C向電流互感器輸入插座9-C向電壓互感器輸入插座 10-1＃液壓傳感器信號輸入插座11-2＃液壓傳感器信號輸入插座 12-渦輪流量計信號輸入插座13-光杆載荷傳感器信號輸入插座 14-光杆位移傳感器信號輸入插座15-並行口及串行口的聯接端子 16-計算機外接並行口17-計算機並行口 18-計算機串行口19-可攜式計算機 20-通道電壓顯示器21-通道電壓顯示選擇開關 22-渦輪流量計脈衝信號指示燈23-電源欠壓指示燈 24-數據採集指示燈25-X方向電荷放大、調節器 26-Y方向電荷放大、調節器27-Z方向電荷放大、調節器 28-A方向電流量程調節器29-A方向電壓量程調節器 30-B方向電流量程調節器31-B方向電壓量程調節器 32-C方向電流量程調節器33-C方向電壓量程調節器 34-1＃液壓信號零點調節器
35-2＃液壓信號零點調節器 36-1＃液壓信號量程調節器37-2＃液壓信號量程調節器 38-光杆位移信號量程調節器39-光杆載荷信號量程調節器 40-計算機電源指示燈41-計算機電源開關 42-充電指示燈43-充電器插座 44-測量系統電源指示燈45-測量系統電源開關 46-X方向電荷放大器47-Y方向電荷放大器 48-Z方向電荷放大器49-A方向電流信號轉換器 50-A方向電壓信號轉換器51-B方向電流信號轉換器 52-B方向電壓信號轉換器53-C方向電流信號轉換器 54-C方向電壓信號轉換器55-1＃液壓信號調節器 56-2＃液壓信號調節器57-渦輪流量計信號調節器 58-刮板流量計信號調節器59-光杆位移信號調節器 60-模擬多路選擇開關61-採樣保持器 62-A/D轉換器63-高4位數據鎖存器 64-低8位數據鎖存器65-解碼器 66-地址鎖存器 67-蓄電池 68-繼電器按以上的方式聯接好本發明的整機。這樣，在工作時對於三種泵的井均可分別測量地面油管的X、Y與Z方向的振動信號，所選用的加速度傳感器按X、Y和Z方向放置在井口油管處。如診斷有杆泵，需測量光杆位移及光杆載荷、電流電壓及功率因數、井口回壓、套壓、環空液面高度等;如診斷電潛泵，需測量電流電壓及功率因數、井口回壓、環空液面高度等;如診斷水力活塞泵，需測量動力液與產出液壓力、產出液流量等。上述三種泵所測參數有的是重複的、可共用一套電路，有的雖然測量參數的物理性質不同，但傳感器輸出的電信號卻屬於同類型，也可共用一電路，從而大大簡化了電路規模。又如在測量油井環空液面時，傳感器採用回聲儀，其聲信號可直接接入三路電荷放大電路中的一路的輸入端，因測液面高度時，振動信號可不測量，依據聲信號遇井眼接箍反射波識別液面高度。
由於本發明採用了上述的緊湊結構和配以專用診斷電路，所採用的計算機可將檢測信號即時處理，並以圖形的形式顯示於計算機的顯示屏上，其操作者即可根據圖形的特點來診斷泵的工作狀況，同時配用以人類專家的經驗，運行專家系統來診斷待測泵的工況。因此，可使得生產用戶和科研人員方便、準確地診斷出泵在各個時期的工作狀況，從而根據診斷結果推薦措施和優化泵的工作條件，達到提高採油產量和減少泵故障發生的目的。
權利要求
1.深井泵採油井工況通用智能診斷儀，它主要是由可攜式計算機、通道電壓顯示器、功能調節選鈕、專用檢測信號輸入插座、專用蓄電池電源及專用診斷電路構成，其特徵在於該診斷儀的診斷電路是由三路電荷放大電路、六路電流電壓及功率因數放大電路、二路液壓信號電路、一路光杆位移信號電路、一路渦輪流量信號電路、一路光杆載荷電路及接口電路所構成，其三路電荷放大電路的輸出端、六路電流電壓及功率因數放大電路的輸出端、二路液壓信號電路的輸出端、一路光杆位移信號電路的輸出端、一路渦輪流量信號電路的輸出端及一路光杆載荷電路的輸出端都分別與接口電路的AD7506多路選擇開關的輸入端相聯接，而接口電路的輸出端則分別與計算機機的串行口和並行口相聯接。
2.根據權利要求1所述的深井泵採油井工況通用智能診斷儀，其特徵在於所說的可攜式計算機、通道電壓顯示器、功能調節選鈕、量程調節器、電源指示器及專用檢測信號輸入插座都固定設置在整機的操作面板上面，其專用蓄電池電源設置在整機機殼的內部，其專用診斷電子電路則固定裝配在專用線路板上，並設置在整機的機殼內部。
3.根據權利要求1所述的深井泵採油井工況通用智能診斷儀，其特徵在於設置在整機面板上的可攜式計算機、通道電壓顯示器、功能調節選鈕及專用檢測信號輸入插座都通過專用線路與固定設置在機殼內部的專用診斷電子電路相聯接。
4.根據權利要求1所述的深井泵採油井工況通用智能診斷儀，其特徵在於所說的電源指示器是由電源指示燈和充電指示燈組成，其電源指示燈與電源開關相串聯，充電指示燈與固定在整機箱體內部的充電器相聯接。
5.根據權利要求1所述的深井泵採油井工況通用智能診斷儀，其特徵在於所說的專用診斷電路是固定在整機的內部，並通過附圖2所示(此是唯一能夠清楚表達的方法)的專用電路框圖與箱體外側的功能件相聯接。
全文摘要
一種用於診斷深井泵採油井工況的深井泵採油井通用診斷儀，屬於石油開發工程中的油井監測裝置。它主要是由蓄電池供電的可攜式計算機和專用診斷電路等構成，並將其主要操作的功能器件固定設置在可攜式箱體內的面板上，通過專門的檢測信號輸入裝置和顯示器來輸入檢測數據、處理數據和顯示待測泵的工作狀況，從而達到對在線工作的深井採油井的工況進行診斷。
文檔編號E21B47/00GK1093772SQ93103749
公開日1994年10月19日 申請日期1993年4月17日 優先權日1993年4月17日
發明者張琪, 李相方, 馬秀軍, 樊靈, 吳曉東, 韓國慶, 孫成堂 申請人:石油大學(華東)