CN106677762A - 无线一体化示功仪 - Google Patents

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蔡晓冬
李彦欣
杨嘉琦
何乔凤
李春雨
姜贺
陈爽
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/008—Monitoring of down-hole pump systems, e.g. for the detection of "pumped-off" conditions
    • E21B47/009—Monitoring of walking-beam pump systems

Abstract

一种无线一体化示功仪，可以实时测量生产油井实际的示功图。它包括激光测距传感器1、压力载荷传感器2、核心处理模块3、无线通信模块4、远程控制中心5。将无线一体化示功仪安装在抽油机悬绳上，开机运行，远程控制中心定时5向无线一体化示功仪发送测量指令，激光位移传感器1和压力载荷传感器2分别同时测量位移和压力载荷，将测量的实际值输送给核心处理模块3，一个周期的测量结束后，核心处理模块3将保存的位移值和压力载荷值通过无线通信模块4发送给远程控制中心5，远程控制中心5根据收到的位移值和压力载荷值绘制示功图。

Description

无线一体化示功仪
技术领域：本使用新型专利属于油田地面抽油机功图测试领域，特别涉及一种无线一体化示功仪。
背景技术：示功图是以抽油机驴头从下死点向上的位移量为横坐标，以杆载荷值得大小为纵坐标，在该坐标系下每个油井的杆载荷值与位移量在一个冲程里所形成的图像。示功图可以反映油井产量、能耗、泵况等各种状态，是油田对油井实施管理的重要依据，在油气生产物联网实施方案中，通常将示功图的实时监测作为系统的必备功能，所以，如何快速、准确、方便的得到示功图尤其重要。
油田数字化建设正处于发展与转型阶段，采取了很多信息化管理手段。其中，油井产量数字化采集与分析是比较重要的一个环节。目前，针对油井产量，常用的测量方法是利用示功仪中的载荷与位移在一个周期内的绘制的示功图来进行计算与分析。典型的示功图如图1所示。现阶段，示功仪的测量多为便携式测量箱到井场进行测量。这种方法不仅增加了现场工人的工作强度，并且受天气、时间、井场环境影响较大。在实际操作中，采集数据的周期较长，导致不能及时了解抽油机的工作状况，影响抽油机的使用寿命，同时，也不利于油田自动化程度的提高。
发明内容：本发明目的在于：针对上述问题，提供了一种可以长期挂载于抽油机悬绳上的无线示功仪。其基本功能是利用单片机微处理芯片对载荷和位移的数据进行采集，并经无线网络传输通道来实现数字信号的定向传输，最终将数据传至控制中心进行平台展示。
为达到上述目的，本发明采用应变式载荷传感器与位移传感器作为油井载荷及位移的采集输入端。将上述两种模拟信号转换成数字信号，并将数字信号输出端直接接于微处理芯片的收发I/O口处进行数据的寄存与处理。最后，将数据以无线传输的方式将数据发送至指定数据库服务器中进行保存，以便于后期的调用与处理。
整套设备采用一体化的封装结构，所有的硬件电路采集设备均放置于机械结构壳体之内，进而防止在使用过程中受外力因素所导致的损伤。另外，采用这种封闭式结构，也可降低电磁干扰带来的影响。
本发明的优点和有益效果：本发明把压力载荷传感器、激光测距传感器和无线数据传输模块集成到一个小装置内，无须其他任何接线，体积小，方便安装和维护；壳体采用金属材料制作而成，增加了耐用性，适合油田比较恶劣的环境；压力载荷传感器、激光测距传感器、无线通信模块、电池采用分体模块话设计，便于调试和更换元器件；采用激光测距传感器计算抽油机冲程的应用，使得位移、冲刺的计算和测量更加简单实用。
附图说明：图1是典型的示功图
图2是本发明专利的结构框图
具体实施方式：下面通过具体实施方式，加以附图对本发明进行详细描述。
为达到上述目的，本发明提供了一种无线一体化示功仪，可以实时测量生产油井实际的示功图。它包括激光测距传感器1、压力载荷传感器2、核心处理模块3、无线通信模块4、远程控制中心5。将无线一体化示功仪安装在抽油机上，开机运行，远程控制中心5定时向无线一体化示功仪发送测量指令，激光位移传感器1和压力载荷传感器2分别同时测量位移和压力载荷，将测量的实际值输送给核心处理模块3，一个周期的测量结束后，核心处理模块3将保存的位移值和压力载荷值通过无线通信模块4发送给远程控制中心5，远程控制中心5根据收到的位移值和压力载荷值绘制示功图。
整套设备采用一体化的封装结构，所有的硬件电路采集设备均放置于机械结构壳体之内，进而防止在使用过程中受外力因素所导致的损伤。另外，采用这种封闭式结构，也可降低电磁干扰带来的影响。
本发明的优点和有益效果：本发明把压力载荷传感器、激光测距传感器和无线数据传输模块集成到一个小装置内，无须其他任何接线，体积小，方便安装和维护；壳体采 用金属材料制作而成，增加了耐用性，适合油田比较恶劣的环境；压力载荷传感器、激光测距传感器、无线通信模块、电池采用分体模块话设计，便于调试和更换元器件；采用激光测距传感器计算抽油机冲程的应用，使得位移、冲刺的计算和测量更加简单实用。

Claims (6)

1.一种无线一体化示功仪，其特征在于：利用单片机微处理芯片对载荷和位移的数据进行采集，并经无线网络传输通道来实现数字信号的定向传输，最终将数据传至控制中心进行平台展示。
2.一种无线一体化示功仪，其特征在于：可以直接安装在抽油机井口的悬绳上。
3.一种无线一体化示功仪，其特征在于：整套设备采用一体化的封装结构，所有的硬件电路采集设备均放置于机械结构壳体之内，无须其他任何接线，体积小，方便安装和维护，防止在使用过程中受外力因素所导致的损伤。
4.一种无线一体化示功仪，其特征在于：压力载荷传感器、激光测距传感器、无线通信模块、电池采用分体模块话设计，便于调试和更换元器件。
5.根据权利要求1所述的无线一体化示功仪，其特征是：包括激光位移传感器，用于发射激光测量位移来输出位移值模拟量。
6.根据权利要求1所述的无线一体化示功仪，其特征是：包括压力载荷传感器，测量压力载荷值来输出压力载荷值模拟量。
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