CN102141454B - 螺杆泵抽油机井扭矩、载荷、转速的检测传输方法及装置 - Google Patents

Abstract

螺杆泵抽油机井扭矩、载荷、转速的检测传输方法，在螺杆泵抽油机井的运行中，采集螺杆泵抽油机井光杆的扭矩、载荷、转速参数，将扭矩、载荷、转速参数进行信号调理后进行数据运算处理，然后将经数据运算处理后的数据储存、或进行无线传输。实现该方法的装置为：一壳体上装有太阳能采集板、扭矩载荷传感器、转速传感器和无线发射天线，壳体内设有蓄电池、电源稳压模块、信号调理模块、数据运算处理模块、存储模块、无线收发模块。本发明提供的方法能够实时监控螺杆泵抽油井的运转情况，确保了诊断的准确率；本发明提供的装置可实现在不停机、无人为干预的条件下，对螺杆泵的扭矩、载荷、转速进行检测，确保了检测的安全性、可靠性、实时性。

Description

螺杆泵抽油机井扭矩、载荷、转速的检测传输方法及装置

技术领域

本发明涉及对螺杆泵抽油机井的检测，具体地说是对螺杆泵抽油机井的扭矩、载荷、转速进行检测的方法及装置。

背景技术

目前在检测螺杆泵抽油机井的工况时，需要由载荷、扭矩、转速传感器和采集器两个产品组合在一起才可以检测，采集器内部有电池、线路板，存储板等模块，载荷、扭矩、转速传感器长期固定在螺杆泵抽油机井上，检测过程中，需要先将螺杆泵抽油机井停机，然后安装采集器，并将采集器的信号线与载荷、扭矩、转速、传感器连接，然后再开机运转螺杆泵抽油机井，才可进行检测，检测过程中采集器将检测数据存储下来，检测完成后，还需第二次停止螺杆泵抽油机井，取下采集器，然后再把螺杆泵抽油机井开启，再将采集器存储的数据同计算机通讯回放。因此，检测螺杆泵油井需要停井两次才能完成。上述现有的检测方法存在的欠缺是：如果油井含沙量大、油稠或工频开机启动扭矩大，都可能会引起螺杆泵抽油机井杆断、泵漏、管漏、杆管偏磨、皮带打滑、电机启动电流过大烧毁电机等故障，对油田企业造成直接经济损失；整个检测过程繁琐，收集资料时间也局限于人工上井检测，工作量大，检测资料不能实时反映等，限制了螺杆泵抽油机井的采油工艺分析工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺杆泵抽油机井扭矩、载荷、转速的检测传输方法及装置，该检测传输方法及装置可实现在螺杆泵抽油机井不停机的状态下，对其光杆进行扭矩、载荷、转速的检测和传输。

为实现上述目的，本发明提供的螺杆泵抽油机井扭矩、载荷、转速的检测传输方法采用的方案为：由太阳能采集装置对检测系统供电，在螺杆泵抽油机井运行中，由扭矩载荷传感器采集螺杆泵抽油机井光杆的扭矩、载荷参数，由转速传感器采集螺杆泵抽油机井光杆的转速参数；将扭矩、载荷参数进行信号调理，将转速参数进行信号调理；将调理后的扭矩、载荷及转速参数进行数据运算处理；然后将经数据运算处理后的数据储存、或进行无线传输。

为实现上述目的，本发明提供的螺杆泵抽油机井扭矩、载荷、转速的检测传输装置为：它具有一壳体，壳体上装有扭矩载荷传感器，扭矩载荷传感器的两端分别从壳体的上下两端伸出，壳体一侧上装有转速传感器，壳体的外侧装有太阳能采集板和无线发射天线，在壳体内设有蓄电池、电源稳压模块、信号调理模块、数据运算处理模块、存储模块、无线收发模块，太阳能采集板的输出端与蓄电池、电源稳压模块的输入端相接，蓄电池的输出端与电源稳压模块的输入端相接，电源稳压模块的输出端与扭矩载荷传感器、转速传感器、信号调理模块、数据运算处理模块及无线收发模块的电源输入端相接，扭矩载荷传感器、转速传感器的信号输出端与信号调理模块的信号输入端相接，信号调理模块的信号输出端与数据运算处理模块的信号输入端相接，数据运算处理模块的输出端与存储模块、无线收发模块的输入端相接，无线收发模块的输出端与无线发射天线相接。

本发明提供的检测传输方法采用不停机检测，能够实时监控螺杆泵抽油井的运转情况，实现准确检测并诊断螺杆泵抽油机井杆断、泵漏、管漏、光杆断及杆管偏磨等故障，确保了诊断的准确率。

本发明提供的检测传输装置安装在螺杆泵抽油机井上，可实现在不停机的状态下，对螺杆泵抽油机井的扭矩、载荷、转速进行检测及传输，确保了检测的安全性、可靠性、实时性。

本发明提供的方法合理性、可靠性好；本发明提供的装置结构合理、性能可靠，检测的实时性、准确性好。

附图说明

图1本发明提供的检测传输装置的一实施例的结构示意图；

图2图1的A-A剖视图；

图3本发明提供的检测传输装置的一实施例的电路原理框图。

具体实施方式

以下结合实施例及附图进一步说明本发明。

参见图1、图2

本发明提供的螺杆泵抽油机井扭矩、载荷、转速检测传输装置具有一壳体1，壳体1上装有扭矩载荷传感器5，扭矩载荷传感器5的两端分别从壳体1的上下两端伸出，扭矩载荷传感器5的两端分别具有“U”形的卡口5a、卡口5b，壳体1一侧上装有转速传感器2，壳体1的外侧装有太阳能采集板3和无线发射天线4。在壳体1内设有蓄电池6和线路板总成模块7，线路板总成模块7由电源稳压模块、信号调理模块、数据运算处理模块、存储模块、无线收发模块组成。所述的电源稳压模块、信号调理模块、数据运算处理模块、存储模块、无线收发模块的构成为现有常规技术。

参见图2

为确保本检测传输装置能够充分采集到太阳的能量，在壳体1相对的两侧各装有一太阳能采集板3，两太阳能采集板3相向倾斜，以最大效率的采集太阳能。

参见图3

太阳能采集板的输出端与蓄电池、电源稳压模块的输入端相接，蓄电池的输出端与电源稳压模块的输入端相接，电源稳压模块的输出端与扭矩载荷传感器、转速传感器、信号调理模块、数据运算处理模块及无线收发模块的电源输入端相接，扭矩载荷传感器、转速传感器的信号输出端与信号调理模块的信号输入端相接，信号调理模块的信号输出端与数据运算处理模块的信号输入端相接，数据运算处理模块的输出端与存储模块、无线收发模块的输入端相接，无线收发模块的输出端与无线发射天线相接。

结合图1、图2可见，将扭矩载荷传感器5两端“U”的形卡口5a、卡口5b，分别与螺杆泵抽油机井的光杆方卡子及驱动装置的驱动头相接，在螺杆泵抽油机井的运行中，即可对抽油机螺杆泵进行扭矩、载荷、转速的不停机检测。其中扭矩载荷传感器5用于获得螺杆泵抽油机井光杆的扭矩、载荷数据，转速传感器2用于获得螺杆泵抽油机井光杆的转速数据。

由图3可见，本发明提供抽油机螺杆泵扭矩、载荷、转速检测传输装置的工作原理为：太阳能采集板将采集到的光能转换成电能给蓄电池充电存储电能以备用，不管是否有无太阳，蓄电池始终给电源稳压模块提供电源；电源稳压模块经过二次稳压，分别给载荷扭矩传感器、转速传感器，数据运算处理模块，无线收发模块提供稳压电源。平常在不检测状态下，数据运算处理模块控制电源稳压模块处于关闭状态，整个系统都处于低功耗状态，电源稳压模块不提供二次稳压电源，此时太阳能采集板转化的电能，源源不断的给蓄电池充电，当需要检测的状态，数据运算处理模块处于开启状态，整个系统正常工作，此时电源稳压模块才会提供二次稳压电源。在检测状态下，电源稳压模块给载荷扭矩传感器、转速传感器、数据运算处理模块、无线收发模块供电，载荷扭矩传感器采集到的载荷信号、扭矩信号，转速传感器采集到的转速信号经过信号调理模块二次处理，成为标准信号后提供给数据运算处理模块，数据运算处理模块经过大量数据计算处理并且存储，需要通讯时，数据运算处理模块把存储的数据通过无线收发模块发送出数据。

本发明提供的方法和装置可以实现螺杆泵抽油机井光杆扭矩异常报警及自动停井功能，可以实现数据远传和油井诊断，可以为实现“油田数字化无线物联网”提供实时工况数据，这些功能可以降低螺杆泵烧泵，杆断等事故，极大的降低生产事故，减少油田企业经济损失。本发明提供的装置设计合理，小巧耐用，实现了螺杆泵抽油机井光杆载荷、光杆扭矩、光杆转速三个参数同时远距离传给数据接收设备，给实时监测螺杆泵抽油机井预警系统提供了基础数据。

Claims (4)

1.一种螺杆泵抽油机井扭矩、载荷、转速检测传输装置，它具有一壳体，壳体上装有扭矩载荷传感器，扭矩载荷传感器的两端分别从壳体的上下两端伸出，壳体一侧上装有转速传感器，其特征在于：壳体的外侧装有太阳能采集板和无线发射天线，在壳体内设有蓄电池、电源稳压模块、信号调理模块、数据运算处理模块、存储模块、无线收发模块，太阳能采集板的输出端与蓄电池、电源稳压模块的输入端相接，蓄电池的输出端与电源稳压模块的输入端相接，电源稳压模块的输出端与扭矩载荷传感器、转速传感器、信号调理模块、数据运算处理模块及无线收发模块的电源输入端相接，扭矩载荷传感器、转速传感器的信号输出端与信号调理模块的信号输入端相接，信号调理模块的信号输出端与数据运算处理模块的信号输入端相接，数据运算处理模块的输出端与存储模块、无线收发模块的输入端相接，无线收发模块的输出端与无线发射天线相接。

2.根据权利要求1所述的螺杆泵抽油机井扭矩、载荷、转速检测传输装置，其特征在于：在壳体相对的两侧各装有一太阳能采集板，两太阳能采集板相向倾斜。

3.根据权利要求1所述的螺杆泵抽油机井扭矩、载荷、转速检测传输装置，其特征在于：扭矩载荷传感器的两端分别具有“U”形的卡口。

4.一种采用如权利要求1所述装置进行螺杆泵抽油机井扭矩、载荷、转速的检测传输方法，其特征在于：由太阳能采集板对所述装置供电，在螺杆泵抽油机井的运行中，由扭矩载荷传感器采集螺杆泵抽油机井光杆的扭矩、载荷参数，由转速传感器采集螺杆泵抽油机井光杆的转速参数；将扭矩、载荷参数进行信号调理，将转速参数进行信号调理；将调理后的扭矩、载荷及转速参数进行数据运算处理；然后将经数据运算处理后的数据储存或进行无线传输。

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