多功能抽油機綜合測試診斷儀的製作方法
2023-12-10 14:20:22 2
專利名稱：多功能抽油機綜合測試診斷儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於石油採油工程中的油井測試儀器，它用於機械採油中，通過對抽油機或抽油井的示功圖、動液面、井口壓力、漏失及電機的電壓和電流或功率的測試，對抽油機和有杆泵的工作狀況、電機效率以及地層能量利用情況進行測試，對整個抽油機以及地層之間的生產關係進行診斷、分析，使抽油機合理、協調、正常地進行生產。
目前，在我國油田現場中，對抽油機和有杆泵的工作狀況進行測試、分析的儀器種類很多，但存在這樣那樣的一些缺陷如有些只能完成測試、分析、診斷任務中的一件或幾件；有些面對這種複雜的功能，由於選擇元件和結構設計不夠合理，對操作人員技術素質要求高，操作不簡便或抗幹擾能力差、不穩定或不便於進行數據傳輸通訊、不能對測試數據作進一步處理以及互換性、通用性差等，對使用造成不利影響。中國專利CN 2122232U公開的本人的在先申請，側重於以上各項測試任務的各種組合，而且不包含用於進行校準的標準信號發生器和對產液量的測試，與現場實際使用的要求(即要求以上各功能的集成)還存在一定差距。
本實用新型的目的是針對現有測試儀器的不足，在本人專利CN2122232U的基礎上，提供一種具有系統效率計算、調平衡計算等多功能的、使用性能高、測試準確，並且通用性強、適於各種輸出傳輸處理方式的抽油機綜合測試診斷儀。
本實用新型的技術方案為本實用新型的多功能抽油機綜合測試診斷儀，包括機箱、面板、線路板、電源、信號輸入接口、信號輸出接口和主機，主機裝在線路板上。其特徵在於上述的主機由信號處理電路、多路開關或採樣保持器與多路開關、模數轉換器、微處理器、程序存儲器和數據存儲器組成，信號輸入接口與主機的信號處理電路相連，信號處理電路經多路開關或採樣保持器與多路開關接至模數轉換器，模數轉換器與微處理器相連，上述的信號輸入接口包括抽油杆載荷傳感器接口、位移傳感器接口、壓力傳感器接口、井口微音器信號接口、電機的電壓傳感器和電流傳感器接口或功率信號接口，每個信號接口均與標準信號發生器相連接。
上述各信號接口將現場各一次儀表傳來的信號輸入主機後，藉助於診斷儀中的硬體和軟體，可以準確輸出抽油機或抽油井的示功圖、憋壓曲線、產液量、動液面線、電流圖、功率圖、功率因數、系統效率、泵的工作狀況、抽油機平衡情況及關於抽油機工況的診斷報告和建議作業措施。
由於採取了以上的技術方案，而且加入了標準信號發生器，使本實用新型能夠準確地進行示功圖診斷、憋壓診斷、產液量計算、壓力計算、系統效率計算和調平衡計算等，而且使用性能高、通用性強、適於各種輸出傳輸處理方式，滿足了現場要求各功能集成的實際使用要求(實際上，本實用新型不排斥其中幾種功能的組合)。
下面，結合附圖和具體實施例對本實用新型進一步說明
圖1為本實用新型實施例的組成結構圖；圖2為本實用新型的原理示意框圖；圖3為本實用新型實施例的電源電路圖；圖4為本實用新型實施例的微音器信號接口電路圖；圖5為本實用新型實施例的壓力傳感器接口和多路開關的電路圖；圖6為本實用新型實施例的載荷傳感器接口、位移傳感器接口、電流傳感器接口、電壓傳感器接口及通訊接口的電路圖；圖7為本實用新型實施例的模數轉換器電路圖；圖8A、8B、8C、8D、8E為本實用新型一個實施例的微處理器電路圖；圖9為本實用新型實施例的程序存儲器電路圖(包括圖9A、9B)；
圖10為本實用新型實施例的數據存儲器電路圖；
圖11為本實用新型實施例的印表機接口電路圖；
圖12為本實用新型實施例的顯示器接口電路圖；
圖13為本實用新型實施例的鍵盤接口電路圖。
參見
圖1，本實用新型的多功能抽油機綜合測試診斷儀，包括電源1(具體實施例的電路圖參見圖3)、信號輸入接口2、信號輸出接口3、主機4、線路板5、機箱6和面板7，主機4裝在線路板5上。電源1的作用是向主機4線路的各部分供電，可置於機箱內的合適位置；信號輸入接口2、信號輸出接口3分別可以是一個或根據需要為多個，在機箱上的位置可根據電路結構上的安排設置；圖中示意性表示的線路板5可以是多塊進行組合，之間實現線路上的連通；面板7上的位置安排可根據具體電氣元件的排放及操作使用的方便，參照必要的現有技術來安排。
上述的主機4包括信號處理電路41、多路開關42或採樣保持器與多路開關42』、模數轉換器43、微處理器44、程序存儲器45和數據存儲器46，信號輸入接口2與主機的信號處理電路41相連，信號處理電路41經多路開關42或採樣保持器與多路開關42』接至模數轉換器43，模數轉換器43與微處理器44相連，上述的信號輸入接口2包括抽油杆載荷傳感器接口21、位移傳感器接口22(位移量可以為角位移和線位移)、壓力傳感器接口23、井口微音器信號接口24、電機的電壓傳感器接口25和電流傳感器接口26或功率信號接口27，每個信號接口與標準信號發生器相連接。本實用新型的信號輸入接口2還可包括功率儀21』、示功儀22』、液面測試儀23』和試壓儀24』。
信號處理電路41一般包括一個放大電路和一個信號轉換電路。
本實用新型的模數轉換器43和微處理器44或微處理器44和程序存儲器45或模數轉換器43、微處理器44和程序存儲器45可以集成在一塊晶片上，其中的採樣保持器、多路開關、A/D也可以集成在一個晶片上。
在本實用新型中，由於信號輸入接口2集成了抽油杆載荷傳感器接口21、位移傳感器接口22、壓力傳感器接口23、井口微音器信號接口24、電機的電壓傳感器接口25和電流傳感器接口26或功率信號接口27，而且每個信號接口均與標準信號發生器相連接，使其滿足了現場對整個抽油機以及地層之間的生產關係進行準確的診斷、分析、並使抽油機合理、協調、正常地進行生產的綜合要求。
本實用新型的各組成元件均可以在現成的各種成品元件中選擇，使其通用性和互換性增強。而且本實用新型實現了全自動化，人員素質對儀器使用的影響很小，從而保證了該儀器的推廣使用。
本實用新型的信號輸出接口3可以為通訊接口31和/或結果輸出接口和/或顯示器接口。結果輸出接口可以連接印表機32或繪圖儀，顯示器接口可以連接液晶顯示屏33；信號輸入接口2還可以包括一個輸入鍵盤接口2』(
圖13為其一個具體實施例的電路圖)。這樣，測試信息可以在儀器內存儲、顯示、列印和向儀器外傳輸，使本儀器可以適用於現場工作環境的多種需要，而且，以上多種功能以及它與多種設備的適配本身也展示了本儀器的通用性。通訊接口的存在，使本儀器只具有單一功率儀功能的局限得以突破，即可以與別的油井測試儀器合理組合，對其進一步處理，達到所需目的。
為了便於該儀器的使用操作，本實施例將信號輸入接口2和信號輸出接口3裝在了面板7上。
本實用新型的微處理器44可採用MOTOROLA6800、Z8系列、SIGNECTICS2650、ROCKWELPPS8、MCS-48、MCS-51和MCS-96等，以滿足油田各個層次的多種需求。
作為本實用新型的一個具體實施例，其電源、微音器信號接口、壓力傳感器接口和多路開關、載荷傳感器接口、位移傳感器接口、電流傳感器接口、電壓傳感器接口及通訊接口、模數轉換器、微處理器、程序存儲器、數據存儲器印表機接口、顯示器接口和鍵盤接口的具體實施例電路圖可分別參見圖3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13。參見圖4-13，在本實施例中，從現場傳來的各信號通過微音器信號接口的J8、壓力傳感器接口的J2、載荷、位移、電流、電壓傳感器接口的J5，經U6進行信號處理轉換後，經多路開關的U21送至模數轉換器的U2，再與微處理器之間進行信息傳輸，微處理器與程序存儲器和數據存儲器的U1、U9和U3、U16間在通過數據總線D0，7和地址總線A0，15傳輸信息的基礎上，完成對數據的分析處理和存儲，再根據需要，或者通過U12，對處理結果進行傳輸；或者通過U8，對處理結果進行列印；或者經J3，對處理結果進行顯示；或者通過別的處理方式，對處理結果以其他方式輸出。
權利要求1.一種多功能抽油機綜合測試診斷儀，包括機箱、面板、線路板、電源、信號輸入接口、信號輸出接口和主機，主機裝在線路板上，其特徵在於上述的主機包括信號處理電路、多路開關或採樣保持器與多路開關、模數轉換器、微處理器、程序存儲器和數據存儲器，信號輸入接口與主機的信號處理電路相連，信號處理電路經多路開關或採樣保持器與多路開關接至模數轉換器，模數轉換器與微處理器相連，上述的信號輸入接口包括抽油杆載荷傳感器接口、位移傳感器接口、壓力傳感器接口、井口微音器信號接口和電機的電壓傳感器和電流傳感器接口或功率信號接口，每個信號接口均與標準信號發生器相連接。
2.根據權利要求1所述的一種多功能抽油機綜合測試診斷儀，其特徵在於上述的信號處理電路包括一個放大電路和一個信號轉換電路。
3.根據權利要求1所述的一種多功能抽油機綜合測試診斷儀，其特徵在於上述的信號輸出接口為通訊接口和/或結果輸出接口和/或顯示器接口。
4.根據權利要求3所述的一種多功能抽油機綜合測試診斷儀，其特徵在於結果輸出接口連接印表機或繪圖儀。
5.根據權利要求3所述的一種多功能抽油機綜合測試診斷儀，其特徵在於顯示器接口連接液晶顯示屏。
6.根據權利要求1所述的一種多功能抽油機綜合測試診斷儀，其特徵在於信號輸入接口還包括一個輸入鍵盤接口。
7.根據權利要求1或所述的一種多功能抽油機綜合測試診斷儀，其特徵在於信號輸入接口和信號輸出接口裝在面板上。
8.根據權利要求1所述的一種多功能抽油機綜合測試診斷儀，其特徵在於微處理器和模數轉換器或微處理器和程序存儲器或微處理器、程序存儲器和模數轉換器集成在一塊晶片上。
專利摘要一種多功能抽油機綜合測試診斷儀,包括機箱、面板、線路板、電源、信號輸入接口、信號輸出接口和主機,主機裝在線路板上,通過將功率信號、示功信號、壓力信號、液面測試信號等輸入微處理器,藉助於診斷儀中的硬體和軟體,對抽油機及油井進行多功能診斷和建議作業措施;本實用新型還具有標準信號發生器信號儀器的準確性。它通用性強並適於各種輸出傳輸處理方式。
文檔編號F04B51/00GK2372482SQ98201009
公開日2000年4月5日 申請日期1998年1月24日 優先權日1998年1月24日
發明者孫國峰, 孫太升 申請人:北京金時石油測試技術有限公司