CN107060738A - 一种抽油机井井下数据传输装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种抽油机井井下数据传输装置和方法。该装置包括：第一电源，与井下数据采集装置和可控阀驱动器相连接；井下数据采集装置，用于采集井下数据，将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号以及将脉冲信号传输至可控阀驱动器；可控阀驱动器，用于利用脉冲信号驱动可控阀；可控阀，用于利用脉冲信号控制抽油杆应力，将脉冲信号以抽油杆应力对应的应力波的形式传播；数据接收装置，用于接收应力波，将应力波转换为相应的应力数据，以及将应力数据转换为抽油机井井下数据；第二电源，与数据接收装置相连接。利用本申请实施例提供的技术方案可以准确获取抽油机井井下数据，保证抽油机井生产稳定。

Description

一种抽油机井井下数据传输装置及方法

技术领域

本发明涉及油气勘探技术领域，尤其涉及一种抽油机井井下数据传输装置及方法。

背景技术

在油气勘探过程中，为保证抽油机井生产稳定，油田现场通常会根据一些井下数据来掌握井下的真实生产状况，这些井下数据可以包括温度、压力、流量、分层含水率等，它们对于调整生产参数、预测抽油机井工况具有重要意义。

现有技术中，获取井下数据通常采用传统的电缆测试技术，具体的，可以包括：将数据采集装置通过电缆从井口下入，然后通过电缆将数据采集装置采集的井下数据传输到井口。现有的这种技术单井费用高，且由于油套环形空间有限，下入的电缆易断，存在较大的局限性，不能有效的进行井下数据的采集。

因此，现有技术亟需一种抽油机井井下数据传输方法，可以有效准确的获取抽油机井井下数据，保证抽油机井生产稳定。

发明内容

本申请的目的是提供一种抽油机井井下数据传输装置及方法，可以有效准确的获取抽油机井井下数据，进而可以掌握抽油机井真实生产状况，保证抽油机井生产稳定。

本申请提供的抽油机井井下数据传输装置及方法是这样实现的：

一种抽油机井井下数据传输装置，所述装置包括：

位于预设井下位置的井下数据采集装置、第一电源、可控阀及可控阀驱动器，以及位于预设井上位置的数据接收装置、以及第二电源；

所述第一电源，与所述井下数据采集装置和所述可控阀驱动器相连接，用于为所述井下数据采集装置和所述可控阀驱动器提供电源；

所述井下数据采集装置，用于采集井下数据，将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号以及将所述脉冲信号传输至所述可控阀驱动器；

所述可控阀驱动器，用于利用所述井下数据采集装置传输的脉冲信号驱动可控阀；

所述可控阀，用于在所述可控阀驱动器的脉冲信号的控制下改变抽油杆应力，将所述脉冲信号以抽油杆应力对应的应力波的形式传播；

所述数据接收装置，用于接收应力波，将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据；

所述第二电源，与所述数据接收装置相连接，用于为所述数据接收装置提供电源。

在一个优选的实施例中，所述井下数据采集装置设置有：与采集的井下数据相对应的预设数量的参数传感器和第一预设单片机，所述预设数量的参数传感器分别与所述第一预设单片机的输入管脚相连；

所述预设数量的参数传感器，用于采集井下数据；

所述第一预设单片机，用于将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号，以及用于将所述脉冲信号传输至所述可控阀驱动器。

在一个优选的实施例中，所述预设数量的参数传感器至少包括下述之一：

温度传感器、压力传感器、流量传感器、含水率传感器、加速度检测单元、粘度传感器、密度传感器。

在一个优选的实施例中，所述可控阀设置有电磁推杆和抽油泵固定凡尔；

其中，所述电磁推杆在所述脉冲信号的驱动下前后移动来控制抽油泵固定凡尔工作状态，在所述抽油泵固定凡尔工作状态变化过程中抽油泵所承受液柱重量发生变化，所述抽油泵所承受液柱重量发生变化与抽油杆应力的变化相对应。

在一个优选的实施例中，所述数据接收装置包括：应力检测模块和应力转换模块；

所述应力检测模块，用于接收应力波，将所述接收到的应力波发送至所述应力转换模块；

所述应力转换模块，用于将接收到的应力波转换为相应的应力数据，将所述应力数据转换为抽油机井井下数据。

在一个优选的实施例中，所述预设井上位置包括：抽油井光杆和预设控制柜；

其中，所述应力检测模块位于所述抽油井光杆上，所述应力转换模块位于所述预设控制柜内。

在一个优选的实施例中，所述应力检测模块设置有第二预设单片机、应力检测单元、加速度检测单元以及无线发射模块，所述应力检测单元和所述加速度检测单元与所述第二预设单片机的输入口连接；所述无线发射模块与所述第二预设单片机的串口相接；

所述应力检测单元，用于检测应力波，得到应力；

所述加速度检测单元，用于检测应力波，得到应力加速度；

所述第二预设单片机，用于将所述应力检测单元和所述加速度检测单元检测到的应力波对应的应力和压力加速度通过无线发射模块发送至所述应力转换模块。

在一个优选的实施例中，所述应力转换模块设置有第三预设单片机和无线接收模块；所述无线接收模块与所述第三预设单片机的串口相接；

所述无线接收模块，用于接收所述无线发射模块发送的应力和应力加速度；

所述第三预设单片机，用于将所述无线接收模块接收到的应力和应力加速度转换为相应的应力数据和应力加速度数据，以及用于将应力数据和应力加速度数据转换为相应的抽油机井井下数据。

在一个优选的实施例中，所述预设井下位置包括：抽油泵下端连接的钢管内。

一种抽油机井井下数据传输方法，包括：

井下数据采集装置采集井下数据，将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号以及将所述脉冲信号传输至可控阀驱动器；

所述可控阀驱动器利用所述井下数据采集装置传输的脉冲信号驱动可控阀；

所述可控阀在所述可控阀驱动器的脉冲信号的控制下改变抽油杆应力，将所述脉冲信号以抽油杆应力对应的应力波的形式传播；

数据接收装置接收应力波，将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据。

在一个优选的实施例中，所述井下数据采集装置采集井下数据，将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号以及将所述脉冲信号传输至可控阀驱动器包括：

利用所述井下数据采集装置中的预设数量的参数传感器采集相应的井下数据；

所述井下数据采集装置中的第一预设单片机将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号，以及用于将所述脉冲信号传输至所述可控阀驱动器。

在一个优选的实施例中，所述预设数量的参数传感器至少包括下述之一：

温度传感器、压力传感器、流量传感器、含水率传感器、加速度检测单元、粘度传感器、密度传感器。

在一个优选的实施例中，所述可控阀在所述可控阀驱动器的脉冲信号的控制下改变抽油杆应力，将所述脉冲信号以抽油杆应力对应的应力波的形式传播包括：

所述可控阀中的电磁推杆在所述脉冲信号的驱动下前后移动来控制抽油泵固定凡尔工作状态；

在所述抽油泵固定凡尔工作状态变化过程中抽油泵所承受液柱重量发生变化，所述抽油泵所承受液柱重量发生变化与抽油杆应力的变化相对应；

将所述抽油杆应力的变化以应力波的形式传播。

在一个优选的实施例中，所述数据接收装置接收应力波，将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据包括：

利用所述数据接收装置中的应力检测模块接收应力波，将所述接收到的应力波传输至所述应力转换模块；

所述数据接收装置中的应力转换模块将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据。

在一个优选的实施例中，所述利用所述数据接收装置中的应力检测模块接收应力波，将所述接收到的应力波传输至所述应力转换模块包括：

利用所述应力检测模块中的应力检测单元检测应力波，得到应力；

利用所述应力检测模块中的加速度检测单元检测应力波，得到应力加速度；

所述应力检测模块中的第二预设单片机将所述应力检测单元和所述加速度检测单元检测到的应力波对应的应力和压力加速度通过无线发射模块发送至所述应力转换模块。

在一个优选的实施例中，所述数据接收装置中的应力转换模块将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据包括：

利用所述应力转换模块中的无线接收模块接收所述无线发射模块发送的应力和应力加速度；

所述应力转换模块中的第三预设单片机，将所述无线接收模块接收到的应力和应力加速度转换为相应的应力数据和应力加速度数据，以及将应力数据和应力加速度数据转换为相应的抽油机井井下数据。

本申请的井下数据采集装置采集到井下数据之后，将井下数据转换成脉冲信号后传输至可控阀驱动装置；通过可控阀及可控阀驱动装置将井下数据采集装置采集的井下数据，以应力波的形式向上传播至数据接收装置，可以有效解决信号衰减严重的问题，从而准确获取抽油机井井下数据。与现有技术相比，利用本申请提供的技术方案可以解决现有技术在信号传输过程中的信号衰减严重的问题、费用高、技术难度大等问题，可以准确获取抽油机井井下数据，保证抽油机井生产稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的抽油机井井下数据传输装置的一种实施例的示意图；

图2是本申请提供的井下数据采集装置一种实施例的结构连接示意图；

图3是本申请提供的可控阀的一种实施例的结构示意图；

图4是本申请提供的应力检测模块一种实施例的结构连接示意图；

图5是本申请提供的应力转换模块一种实施例的结构连接示意图；

图6是本申请提供的抽油机井井下数据传输方法的一种实施例的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

下面以几个具体的例子详细说明本申请实施例的具体实现。

在本申请实施例中，提供了抽油机井井下数据传输装置，该装置通过可控阀及可控阀驱动装置将井下数据采集装置采集的井下数据，以应力波的形式向上传播至数据接收装置，从而准确获取抽油机井井下数据，保证抽油机井生产稳定。

如图1所示，图1是本申请提供的抽油机井井下数据传输装置的一种实施例的示意图，具体的，所述抽油机井井下数据传输装置可以包括：

位于预设井下位置的井下数据采集装置110、第一电源120、可控阀130及可控阀驱动器140，以及位于预设井上位置的数据接收装置150、以及第二电源160。

具体的，所述预设井下位置包括：抽油泵下端连接的钢管内；

具体的，所述预设井上位置可以包括：抽油井光杆和预设控制柜；

所述第一电源120，与所述井下数据采集装置110和所述可控阀驱动器140相连接，可以用于为所述井下数据采集装置110和所述可控阀驱动器140提供电源。

在一个具体的实施例中，所述第一电源可以包括耐高温高压的24V锂电池，所述第一电源可以经过电压变换为所述井下数据采集装置110和所述可控阀驱动器140提供所需电能。

所述井下数据采集装置110，可以用于采集井下数据，将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号以及将所述脉冲信号传输至所述可控阀驱动器140。

在一个具体的实施例中，所述井下数据采集装置110可以设置有：与采集的井下数据相对应的预设数量的参数传感器111和第一预设单片机112，所述预设数量的参数传感器111分别与所述第一预设单片机112的输入管脚相连。

所述预设数量的参数传感器111，可以用于采集井下数据；

所述第一预设单片机112，可以用于将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号，以及用于将所述脉冲信号传输至所述可控阀驱动器140。

具体的，所述预设数量的参数传感器可以至少包括下述之一：

温度传感器、压力传感器、流量传感器、含水率传感器、加速度检测单元、粘度传感器、密度传感器。

此外，需要说明的是，本申请实施例中预设数量的参数传感器并不仅限于上述的几种，在实际应用中，还可以结合实际应用，包括其他传感器，本申请实施例并不以上述为限。

具体的，所述第一预设单片机112可以采用MSP430芯片。

此外，需要说明的是，本申请实施例中第一预设单片机并不仅限于上述的MSP430芯片，在实际应用中，还可以结合实际应用，包括其他信号的单片机，本申请实施例并不以上述为限。

具体的，所述脉冲信号可以为二进制的脉冲序列，在实际应用中，需要采集的井下数据较多，为了便于区分脉冲信号对应的数据，所述脉冲信号可以为带有帧头、帧尾的二进制脉冲序列。

在一个具体的实施例中，以测量抽油机井进行的温度数据为例。如图2所示，图2是本申请提供的井下数据采集装置一种实施例的结构连接示意图。图中可见，温度传感器DS18B20Y与MSP430芯片的输入管脚相连，在温度传感器测量得到抽油机井井下的温度数据后，MSP430芯片将温度数据进行变换编码得到相应的脉冲信号，然后将温度数据对应的脉冲信号传输至可控阀驱动器140。

所述可控阀驱动器140，可以用于利用所述井下数据采集装置110传输的脉冲信号驱动可控阀130。

所述可控阀130，可以用于在所述可控阀驱动器的脉冲信号的控制下改变抽油杆应力，将所述脉冲信号以抽油杆应力对应的应力波的形式传播。

具体的，所述可控阀130在脉冲信号的驱动下以改变抽油泵所承受液柱重量的方式控制抽油杆应力。在一个具体的实施例中，所述可控阀130可以设置有电磁推杆和抽油泵固定凡尔；

其中，所述电磁推杆在所述脉冲信号的驱动下前后移动来控制抽油泵固定凡尔工作状态，在所述抽油泵固定凡尔工作状态变化过程中抽油泵所承受液柱重量发生变化，所述抽油泵所承受液柱重量发生变化与抽油杆应力的变化相对应。

在一个具体的实施例中，以脉冲信号为二进制脉冲序列为例，二进制脉冲序列为1时，所述电磁推杆在脉冲信号驱动下前后移动，向前移动时会顶住所述抽油泵固定凡尔的固定阀球使所述抽油泵固定凡尔保持开启状态，发生严重漏失，游动凡尔一直不能打开，抽油泵所承受液柱重量不会减少，这时所述可控阀处于受控状态；向后移动时所述抽油泵固定凡尔恢复正常工作状态，所述可控阀处于非受控状态，抽油泵所承受液柱重量在一个冲次内的变化情况为先增加后减少。

具体的，如图3所示，图3是本申请提供的可控阀的一种实施例的结构示意图。

所述数据接收装置150，可以用于接收应力波，将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据。

所述数据接收装置150可以包括：应力检测模块151和应力转换模块152。

所述应力检测模块151，可以用于接收应力波，将所述接收到的应力波发送至所述应力转换模块。

所述应力转换模块152，可以用于将接收到的应力波转换为相应的应力数据，将所述应力数据转换为抽油机井井下数据。

具体的，所述应力检测模块151可以位于所述抽油井光杆上，所述应力转换模块152可以位于所述预设控制柜内。具体的，所述预设控制柜可以放置在地面。

具体的，本申请实施例中所述应力数据可以包括应力曲线数据和应力加速度曲线数据。

相应的，所述应力检测模块151可以设置有第二预设单片机1511、应力检测单元1512、加速度检测单元1513以及无线发射模块1514。

所述应力检测单元1512和所述加速度检测单元1513与所述第二预设单片机1511的输入口连接。

所述无线发射模块1514与所述第二预设单片机1511的串口相接。

所述应力检测单元1512，用于检测应力波，得到应力；

所述加速度检测单元1513，用于检测应力波，得到应力加速度；

所述第二预设单片机1511，用于将所述应力检测单元1512和所述加速度检测单元1513检测到的应力波对应的应力和压力加速度通过所述无线发射模块1514发送至应力转换模块152。

具体的，所述第二预设单片机1511可以采用MSP430芯片。具体的，所述应力检测单元1512可以采用传感器LCM300或者包括电阻应变片的检测电路。具体的，所述加速度检测单元1513可以采用包括加速度传感器MMA7260QT芯片的检测电路。所述无线发射模块1514可以采用Zigbee型的无线发射模块。

此外，需要说明的是，本申请实施例中第二预设单片机、所述应力检测单元、所述加速度检测单元以及所述无线发射模块并不仅限于上述的型号或形式，在实际应用中，还可以结合实际应用，包括其他，本申请实施例并不以上述为限。

如图4所示，图4是本申请提供的应力检测模块一种实施例的结构连接示意图。图中可见，应力检测单元(这里采用的是包括电阻应变片的检测电路，如图4中的电阻R7、R8、R9、R10组成的电路为电阻应变片)和加速度检测单元(这里采用的是包括MMA7260QT加速度传感器的检测电路)分别与MSP430芯片的输入管脚相连，Zigbee无线发射模块与MSP430芯片的串口相接。在应力检测单元和加速度检测单元检测得到应力波对应的应力和应力加速度后，MSP430芯片通过Zigbee无线发射模块将应力和应力加速度发送至应力转换模块。

具体的，本申请实施例中，所述应力转换模块152设置有第三预设单片机1521和无线接收模块1522；

所述无线接收模块1522与所述第三预设单片机1521的串口相接。

所述无线接收模块1522，可以用于接收所述无线发射模块1514发送的应力和应力加速度；

所述第三预设单片机1521，可以用于将所述无线接收模块1522接收到的应力和应力加速度转换为相应的应力数据和应力加速度数据，以及用于将应力数据和应力加速度数据转换为相应的抽油机井井下数据。

具体的，所述第三预设单片机1521可以采用STM32F103RC芯片。具体的，所述无线接收模块1522可以采用Zigbee型的无线接收模块。所述无线接收模块1522与所述无线发射模块1514相对应。

此外，需要说明的是，本申请实施例中第三预设单片机和所述无线接收模块并不仅限于上述的型号或形式，在实际应用中，还可以结合实际应用，包括其他，本申请实施例并不以上述为限。

如图5所示，图5是本申请提供的应力转换模块一种实施例的结构连接示意图。图中可见，Zigbee无线发射模块与STM32F103RC芯片的串口相接，在Zigbee无线接收模块接收到应力和应力加速度后，STM32F103RC芯片可以将应力和应力加速度转换为相应的应力数据和应力加速度数据，然后，再将应力数据和应力加速度数据转换为相应的抽油机井井下数据。

具体的，本申请实施例中所述第二电源160，与所述数据接收装置150相连接，可以用于为所述数据接收装置150提供电源。

在一个具体的实施例中，所述第二电源可以采用3.3V锂电池。所述第二电源可以经过电压变换为所述数据接收装置提供所需电能。在一个具体的实施例中，当所述数据接收装置包括应力检测模块和应力转换模块时，所述第二电源可以为所述应力检测模块和应力转换模块提供电能。在另一个具体的实施例中，当所述应力检测模块和所述应力转换模块分别位于抽油井光杆上和预设控制柜内时，所述第二电源可以包括位于所述抽油井光杆上的电源和位于所述预设控制柜内的电源。

以下介绍本申请一种抽油机井井下数据传输方法的一种实施例。图6是本申请提供的抽油机井井下数据传输方法的一种实施例的流程图，本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图6所示，所述方法可以包括：

S610：井下数据采集装置采集井下数据，将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号以及将所述脉冲信号传输至可控阀驱动器。

具体的，本申请实施例中，所述井下数据采集装置可以设置有：与采集的井下数据相对应的预设数量的参数传感器和第一预设单片机，所述预设数量的参数传感器分别与所述第一预设单片机的输入管脚相连。相应的，所述井下数据采集装置采集井下数据，将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号以及将所述脉冲信号传输至可控阀驱动器可以包括：

利用所述井下数据采集装置中的预设数量的参数传感器采集相应的井下数据；

所述井下数据采集装置中的第一预设单片机将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号，以及用于将所述脉冲信号传输至所述可控阀驱动器。

具体的，所述预设数量的参数传感器可以至少包括下述之一：

温度传感器、压力传感器、流量传感器、含水率传感器、加速度检测单元、粘度传感器、密度传感器。

相应的，井下数据可以至少包括下述之一：

温度、压力、流量、含水率、抽油泵运动过程中的加速度、原油粘度、原油密度。

此外，需要说明的是，本申请实施例中预设数量的参数传感器和井下并不仅限于上述的几种，在实际应用中，还可以结合实际应用，包括其他传感器和相应的数据，本申请实施例并不以上述为限。

具体的，所述第一预设单片机可以采用MSP430芯片。

此外，需要说明的是，本申请实施例中第一预设单片机并不仅限于上述的MSP430芯片，在实际应用中，还可以结合实际应用，包括其他信号的单片机，本申请实施例并不以上述为限。

具体的，所述脉冲信号可以为二进制的脉冲序列，在实际应用中，需要采集的井下数据较多，为了便于区分脉冲信号对应的数据，可所述脉冲信号可以为带有帧头、帧尾的二进制脉冲序列。

采集井下信息通常是隔一天或更长时间进行一次，为了保证地面上数据接收装置能够知道井下数据采集装置传输井下数据的时间，数据接收装置与数据采集装置可以在预设设置的通讯时段进行数据传输。

S620：所述可控阀驱动器利用所述井下数据采集装置传输的脉冲信号驱动可控阀。

本申请实施例中，所述可控阀驱动器利用所述井下数据采集装置传输的脉冲信号驱动可控阀。

S630：所述可控阀在所述可控阀驱动器的脉冲信号的控制下改变抽油杆应力，将所述脉冲信号以抽油杆应力对应的应力波的形式传播。

本申请实施例总，所述可控阀可以设置有电磁推杆和抽油泵固定凡尔；相应的，所述可控阀在所述可控阀驱动器的脉冲信号的控制下改变抽油杆应力，将所述脉冲信号以抽油杆应力对应的应力波的形式传播可以包括：

所述可控阀中的电磁推杆在所述脉冲信号的驱动下前后移动来控制抽油泵固定凡尔工作状态；

在所述抽油泵固定凡尔工作状态变化过程中抽油泵所承受液柱重量发生变化，所述抽油泵所承受液柱重量发生变化与抽油杆应力的变化相对应；

将所述抽油杆应力的变化以应力波的形式传播。

在一个具体的实施例中，以脉冲信号为二进制脉冲序列为例，二进制脉冲序列为1时，所述电磁推杆在脉冲信号驱动下前后移动，向前移动时会顶住所述抽油泵固定凡尔的固定阀球使所述抽油泵固定凡尔保持开启状态，发生严重漏失，游动凡尔一直不能打开，抽油泵所承受液柱重量不会减少，这时所述可控阀处于受控状态；向后移动时所述抽油泵固定凡尔恢复正常工作状态，所述可控阀处于非受控状态，抽油泵所承受液柱重量在一个冲次内的变化情况为先增加后减少。

S640：数据接收装置接收应力波，将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据。

具体的，本申请实施例中所述数据接收装置可以包括应力检测模块和应力转换模块；相应的，所述数据接收装置接收应力波，将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据可以包括：

利用所述数据接收装置中的应力检测模块接收应力波，将所述接收到的应力波传输至所述应力转换模块；

所述数据接收装置中的应力转换模块将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据。

在一个具体的实施例中，所述应力检测模块可以位于所述抽油井光杆上，所述应力转换模块位于所述预设控制柜内。

在一个具体的实施例中，所述应力检测模块可以设置有第二预设单片机、应力检测单元、加速度检测单元以及无线发射模块，所述应力检测单元和所述加速度检测单元与所述第二预设单片机的输入口连接；所述无线发射模块与所述第二预设单片机的串口相接。相应的，所述利用所述数据接收装置中的应力检测模块接收应力波，将所述接收到的应力波传输至所述应力转换模块可以包括：

利用所述应力检测模块中的应力检测单元检测应力波，得到应力；

利用所述应力检测模块中的加速度检测单元检测应力波，得到应力加速度；

所述应力检测模块中的第二预设单片机将所述应力检测单元和所述加速度检测单元检测到的应力波对应的应力和压力加速度通过无线发射模块发送至所述应力转换模块。

具体的，具体的，所述第二预设单片机可以采用MSP430芯片。具体的，所述应力检测单元可以采用。具体的，所述加速度检测单元可以采用MMA7260QT芯片。所述无线发射模块可以采用Zigbee型的无线发射模块。

此外，需要说明的是，本申请实施例中第二预设单片机、所述应力检测单元、所述加速度检测单元以及所述无线发射模块并不仅限于上述的型号或形式，在实际应用中，还可以结合实际应用，包括其他，本申请实施例并不以上述为限。

在一个具体的实施例中，所述应力转换模块可以设置有第三预设单片机和无线接收模块；所述无线接收模块与所述第三预设单片机的串口相接；相应的，所述数据接收装置中的应力转换模块将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据可以包括：

利用所述应力转换模块中的无线接收模块接收所述无线发射模块发送的应力和应力加速度；

所述应力转换模块中的第三预设单片机，将所述无线接收模块接收到的应力和应力加速度转换为相应的应力数据和应力加速度数据，以及将应力数据和应力加速度数据转换为相应的抽油机井井下数据。

具体的，所述第三预设单片机可以采用STM32F103RC芯片。具体的，所述无线接收模块可以采用Zigbee型的无线接收模块。所述无线接收模块与所述无线发射模块相对应。

此外，需要说明的是，本申请实施例中第三预设单片机和所述无线接收模块并不仅限于上述的型号或形式，在实际应用中，还可以结合实际应用，包括其他，本申请实施例并不以上述为限。

由以上本申请一种抽油机井井下数据传输方法或装置的实施例可见，本申请的井下数据采集装置采集到井下数据之后，将井下数据转换成脉冲信号后传输至可控阀驱动装置；通过可控阀及可控阀驱动装置将井下数据采集装置采集的井下数据，以应力波的形式向上传播至数据接收装置，可以有效解决信号衰减严重的问题，从而准确获取抽油机井井下数据。与现有技术相比，利用本申请提供的技术方案可以解决现有技术在信号传输过程中的信号衰减严重的问题、费用高、技术难度大等问题，可以准确获取抽油机井井下数据，保证抽油机井生产稳定。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (16)

1.一种抽油机井井下数据传输装置，其特征在于，所述装置包括：

位于预设井下位置的井下数据采集装置、第一电源、可控阀及可控阀驱动器，以及位于预设井上位置的数据接收装置、以及第二电源；

所述第一电源，与所述井下数据采集装置和所述可控阀驱动器相连接，用于为所述井下数据采集装置和所述可控阀驱动器提供电源；

所述井下数据采集装置，用于采集井下数据，将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号以及将所述脉冲信号传输至所述可控阀驱动器；

所述可控阀驱动器，用于利用所述井下数据采集装置传输的脉冲信号驱动可控阀；

所述可控阀，用于在所述可控阀驱动器的脉冲信号的控制下改变抽油杆应力，将所述脉冲信号以抽油杆应力对应的应力波的形式传播；

所述数据接收装置，用于接收应力波，将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据；

所述第二电源，与所述数据接收装置相连接，用于为所述数据接收装置提供电源。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述井下数据采集装置设置有：与采集的井下数据相对应的预设数量的参数传感器和第一预设单片机，所述预设数量的参数传感器分别与所述第一预设单片机的输入管脚相连；

所述预设数量的参数传感器，用于采集井下数据；

所述第一预设单片机，用于将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号，以及用于将所述脉冲信号传输至所述可控阀驱动器。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述预设数量的参数传感器至少包括下述之一：

温度传感器、压力传感器、流量传感器、含水率传感器、加速度检测单元、粘度传感器、密度传感器。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可控阀设置有电磁推杆和抽油泵固定凡尔；

其中，所述电磁推杆在所述脉冲信号的驱动下前后移动来控制抽油泵固定凡尔工作状态，在所述抽油泵固定凡尔工作状态变化过程中抽油泵所承受液柱重量发生变化，所述抽油泵所承受液柱重量发生变化与抽油杆应力的变化相对应。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据接收装置包括：应力检测模块和应力转换模块；

所述应力检测模块，用于接收应力波，将所述接收到的应力波发送至所述应力转换模块；

所述应力转换模块，用于将接收到的应力波转换为相应的应力数据，将所述应力数据转换为抽油机井井下数据。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预设井上位置包括：抽油井光杆和预设控制柜；

其中，所述应力检测模块位于所述抽油井光杆上，所述应力转换模块位于所述预设控制柜内。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述应力检测模块设置有第二预设单片机、应力检测单元、加速度检测单元以及无线发射模块，所述应力检测单元和所述加速度检测单元与所述第二预设单片机的输入口连接；所述无线发射模块与所述第二预设单片机的串口相接；

所述应力检测单元，用于检测应力波，得到应力；

所述加速度检测单元，用于检测应力波，得到应力加速度；

所述第二预设单片机，用于将所述应力检测单元和所述加速度检测单元检测到的应力波对应的应力和压力加速度通过无线发射模块发送至所述应力转换模块。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述应力转换模块设置有第三预设单片机和无线接收模块；所述无线接收模块与所述第三预设单片机的串口相接；

所述无线接收模块，用于接收所述无线发射模块发送的应力和应力加速度；

所述第三预设单片机，用于将所述无线接收模块接收到的应力和应力加速度转换为相应的应力数据和应力加速度数据，以及用于将应力数据和应力加速度数据转换为相应的抽油机井井下数据。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预设井下位置包括：抽油泵下端连接的钢管内。

10.一种抽油机井井下数据传输方法，其特征在于，包括：

井下数据采集装置采集井下数据，将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号以及将所述脉冲信号传输至可控阀驱动器；

所述可控阀驱动器利用所述井下数据采集装置传输的脉冲信号驱动可控阀；

所述可控阀在所述可控阀驱动器的脉冲信号的控制下改变抽油杆应力，将所述脉冲信号以抽油杆应力对应的应力波的形式传播；

数据接收装置接收应力波，将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述井下数据采集装置采集井下数据，将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号以及将所述脉冲信号传输至可控阀驱动器包括：

利用所述井下数据采集装置中的预设数量的参数传感器采集相应的井下数据；

所述井下数据采集装置中的第一预设单片机将采集的井下数据进行变换编码得到脉冲信号，以及用于将所述脉冲信号传输至所述可控阀驱动器。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述预设数量的参数传感器至少包括下述之一：

温度传感器、压力传感器、流量传感器、含水率传感器、加速度检测单元、粘度传感器、密度传感器。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述可控阀在所述可控阀驱动器的脉冲信号的控制下改变抽油杆应力，将所述脉冲信号以抽油杆应力对应的应力波的形式传播包括：

所述可控阀中的电磁推杆在所述脉冲信号的驱动下前后移动来控制抽油泵固定凡尔工作状态；

在所述抽油泵固定凡尔工作状态变化过程中抽油泵所承受液柱重量发生变化，所述抽油泵所承受液柱重量发生变化与抽油杆应力的变化相对应；

将所述抽油杆应力的变化以应力波的形式传播。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述数据接收装置接收应力波，将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据包括：

利用所述数据接收装置中的应力检测模块接收应力波，将所述接收到的应力波传输至所述应力转换模块；

所述数据接收装置中的应力转换模块将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述利用所述数据接收装置中的应力检测模块接收应力波，将所述接收到的应力波传输至所述应力转换模块包括：

利用所述应力检测模块中的应力检测单元检测应力波，得到应力；

利用所述应力检测模块中的加速度检测单元检测应力波，得到应力加速度；

所述应力检测模块中的第二预设单片机将所述应力检测单元和所述加速度检测单元检测到的应力波对应的应力和压力加速度通过无线发射模块发送至所述应力转换模块。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述数据接收装置中的应力转换模块将接收到的应力波转换为相应的应力数据，以及将所述应力数据转换为抽油机井井下数据包括：

利用所述应力转换模块中的无线接收模块接收所述无线发射模块发送的应力和应力加速度；

所述应力转换模块中的第三预设单片机，将所述无线接收模块接收到的应力和应力加速度转换为相应的应力数据和应力加速度数据，以及将应力数据和应力加速度数据转换为相应的抽油机井井下数据。