CN109403928B - 一种智能化抽油机监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能化抽油机监控系统，采集终端包括摄像机、负载力检测传感器、冲程位置检测传感器、电机驱动模块、电机温度传感器、电机电流传感器和无线传输模块；摄像机用于实时采集图像数据；负载力检测传感器用于检测负载的变化情况；冲程位置检测传感器用于实时获得冲程位置信号；电机驱动模块用于控制电机；电机温度传感器、电机电流传感器用于实时监测电机的温度、电流；无线传输模块用于和无给通信网络连接；数字化智能控制柜包括显示屏幕、报警模块、语音提醒模块和矩阵键盘模块；显示屏幕用于实时显示；报警模块用于进行声光示警；语音提醒模块用于进行语音提醒；矩阵键盘模块用于输入控制指令。该系统能实时对作业点的工况进行监控。

Description

一种智能化抽油机监控系统
技术领域
本发明属于石油开采设备技术领域，具体涉及一种智能化抽油机监控系统。
背景技术
在传统技术中，多依靠人工巡检、记录参数的方式，实现对抽油机装备工况参数的采集、分析及控制方式的切换。伴随着数字化油田建设的推进，低渗透油田对抽油机智能间抽系统的需求也越来越迫切。传统的方式已经不能满足对大量作业点的监控需求。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种智能化抽油机监控系统，该系统能实现自动节能控制、能实时对多个作业点的工况进行实时监控，并能对各个作业点实现远程控制功能。
为了实现上述目的，本发明提供一种智能化抽油机监控系统，包括位于监控中心的数字化智能控制柜和位于各个作业点的采集终端；
所述采集终端包括摄像机、负载力检测传感器、冲程位置检测传感器、电机驱动模块、电机温度传感器、电机电流传感器、电源模块和无线传输模块；
所述摄像机安装在作业点，用于实时采集井口处图像数据、抽油机工作过程的图像数据，并把所采集的图像数据实时发送给处理器模块；
所述负载力检测传感器用于检测负载的变化情况，并将检测到的压力变化数据实时发送给处理器模块；
所述冲程位置检测传感器用于实时获得冲程位置信号，并将获得的冲程位置信号实时发送给处理器模块；
所述电机驱动模块用于根据处理器模块的控制对电机进行变频或工频控制，用于实现对电机的启停控制、间歇动作控制；
所述电机温度传感器用于实时监测电机的温度，并把温度数据实时发送给处理器模块；
所述电机电流传感器用于实时检测电机的工作电流，并把电流数据实时发送给处理器模块；
所述电源模块用于对处理器模块进行供电；
所述无线传输模块用于和无线通信网络之间建立无线链路，以实现处理器模块与核心 控制器的通信连接；
所述处理器模块用于根据收到的压力变化数据计算示功图，并且用于根据压力变化数据判断设备阻力是否在正常范围内，用于根据冲程位置信号计算设备的运行状态数据，用于根据运行状态数据、示功图和设备阻力情况进行分析处理，并通过处理结果来输出合理的控制信号给电机驱动模块以自动调节冲次，使电机工作在节能状态； 同时，根据压力变化情况来自动调整平稳；用于将收到的图像数据、温度数据、电流数据、计算得到的示功图、分析得到的设备阻力情况和处理后得到的运行状态数据发送给核心控制器；用于根据接收到的来自核心控制器的控制指令来控制电机驱动模块，以实现对电机的控制；
所述数字化智能控制柜包括设置在表面的显示屏幕、报警模块、语音提醒模块和矩阵键盘模块；
所述显示屏幕用于根据核心控制器的控制进行相关图像和数据的实时显示；
所述报警模块用于根据核心控制器的控制进行声光示警；
所述语音提醒模块用于根据核心控制器的控制进行语音提醒；
所述矩阵键盘模块用于向核心控制器输入控制指令；
所述核心控制器用于对所接收的数据进行分析和处理，并用于控制显示屏幕对处理结果进行显示，用于在判断出作业点设备有异常状态时通过报警模块进行声光示警，同时，通过语音提醒模块进行语音提醒，并向处理器模块发出停机作业控制指令；用于将矩阵键盘模块输入的控制指令发送给处理器模块。
所述采集终端还包括与处理器模块连接的GPS定位模块，所述GPS定位模块用于采集位置信息，并发送给处理器模块，所述处理器模块用于将接收的位置信息实时发送给核心控制器。
所述数字化智能控制柜还包括存储模块二，所述存储模块二用于根据核心控制器的控制进行数据的储存与提取。
所述采集终端还包括存储模块一，所述存储模块一用于根据处理器模块的控制进行数据的存储与提取。
所述的处理器模块的型号为STM32，所述核心控制器采用工业控制计算机。
所述电源模块由太阳能电池板、太阳能控制器和锂电池组连接组成。
本发明具有智能间抽控制、节能、采集数据的无线传输以及远程控制等功能，可以降低抽油机的运行损耗及其运行的维护成本，对数字化抽油机在低渗透油田的运行具有重要意义。同时，该系统能够满足低渗透油田数字化建设的需求，具有很大的推广价值。该系统可自动而及时地对作业点进行监控，并能将监测数据进行及时的发送，实现了无人值守工作，使该系统不仅具有高效性，同时也具有高可靠性，此外，这种无线的传输方式较有线的传输更能节省成本。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种智能化抽油机监控系统，包括位于监控中心的数字化智能控制柜和位于各个作业点的采集终端；
所述采集终端包括摄像机、负载力检测传感器、冲程位置检测传感器、电机驱动模块、电机温度传感器、电机电流传感器、电源模块和无线传输模块；
所述摄像机安装在作业点，用于实时采集井口处图像数据、抽油机工作过程的图像数据，并把所采集的图像数据实时发送给处理器模块；
所述负载力检测传感器用于检测负载的变化情况，并将检测到的压力变化数据实时发送给处理器模块；
所述冲程位置检测传感器用于实时获得冲程位置信号，并将获得的冲程位置信号实时发送给处理器模块；
所述电机驱动模块用于根据处理器模块的控制对电机进行变频或工频控制，用于实现对电机的启停控制、间歇动作控制；
所述电机温度传感器用于实时监测电机的温度，并把温度数据实时发送给处理器模块；
所述电机电流传感器用于实时检测电机的工作电流，并把电流数据实时发送给处理器模块；
所述电源模块用于对处理器模块进行供电；
所述无线传输模块用于和无线通信网络之间建立无线链路，以实现处理器模块与核心 控制器的通信连接；所述无线传输模块可以优选为433M无线收发模块或2.4G无线收发模块。
所述处理器模块用于根据收到的压力变化数据计算示功图，并且用于根据压力变化数据判断设备阻力是否在正常范围内，用于根据冲程位置信号计算设备的运行状态数据，用于根据运行状态数据、示功图和设备阻力情况进行分析处理，并通过处理结果来输出合理的控制信号给电机驱动模块以自动调节冲次，使电机工作在节能状态； 同时，根据压力变化情况来自动调整平稳；用于将收到的图像数据、温度数据、电流数据、计算得到的示功图、分析得到的设备阻力情况和处理后得到的运行状态数据发送给核心控制器；用于根据接收到的来自核心控制器的控制指令来控制电机驱动模块，以实现对电机的控制；
所述数字化智能控制柜包括设置在表面的显示屏幕、报警模块、语音提醒模块和矩阵键盘模块；
所述显示屏幕用于根据核心控制器的控制进行相关图像和数据的实时显示；
所述报警模块用于根据核心控制器的控制进行声光示警；
所述语音提醒模块用于根据核心控制器的控制进行语音提醒；
所述矩阵键盘模块用于向核心控制器输入控制指令；
所述核心控制器用于对所接收的数据进行分析和处理，并用于控制显示屏幕对处理结果进行显示，用于在判断出作业点设备有异常状态时通过报警模块进行声光示警，同时，通过语音提醒模块进行语音提醒，并向处理器模块发出停机作业控制指令；用于将矩阵键盘模块输入的控制指令发送给处理器模块。
所述采集终端还包括与处理器模块连接的GPS定位模块，所述GPS定位模块用于采集位置信息，并发送给处理器模块，所述处理器模块用于将接收的位置信息实时发送给核心控制器。
所述数字化智能控制柜还包括存储模块二，所述存储模块二用于根据核心控制器的控制进行数据的储存与提取。
所述采集终端还包括存储模块一，所述存储模块一用于根据处理器模块的控制进行数据的存储与提取。
所述的处理器模块的型号为STM32，STM32芯片具有高性能、低成本、低功耗的特点，通过选用STM32芯片，不仅有效地降低了系统的成本，而且能使该系统的微处理器模块U1具有高性能、低功耗的优点。所述核心控制器采用工业控制计算机。
所述电源模块由太阳能电池板、太阳能控制器和锂电池组连接组成。
工作原理：该系统可随时通过采集终端采集作业点的作业相关情况并实时发送给监控中心。该系统采用无线传输模块可以保证该系统不依赖有线传输介质，通过无线的方式即可和监控中心的进行数据传输。
当采集终端采集的数据发送给核心控制器后，核心控制器会判断是否存在异常状态时，并在判断出异常状态时通过声光报警和语音提醒双重的方式提醒操作人员，同时，向作业点的处理器模块发出停机电信号，处理器模块收到该信号后通过电机驱动模块控制电机的停机，以避免设备的严重损坏。
在核心控制器收到矩阵键盘模块输入的控制命令时，会将其转发给处理器模块，从而实现远程控制功能。

Claims (6)

1.一种智能化抽油机监控系统，包括位于监控中心的数字化智能控制柜和位于各个作业点的采集终端；
其特征在于，所述采集终端包括摄像机、负载力检测传感器、冲程位置检测传感器、电机驱动模块、电机温度传感器、电机电流传感器、电源模块和无线传输模块；
所述摄像机安装在作业点，用于实时采集井口处图像数据、抽油机工作过程的图像数据，并把所采集的图像数据实时发送给处理器模块；
所述负载力检测传感器用于检测负载的变化情况，并将检测到的压力变化数据实时发送给处理器模块；
所述冲程位置检测传感器用于实时获得冲程位置信号，并将获得的冲程位置信号实时发送给处理器模块；
所述电机驱动模块用于根据处理器模块的控制对电机进行变频或工频控制，用于实现对电机的启停控制、间歇动作控制；
所述电机温度传感器用于实时监测电机的温度，并把温度数据实时发送给处理器模块；
所述电机电流传感器用于实时检测电机的工作电流，并把电流数据实时发送给处理器模块；
所述电源模块用于对处理器模块进行供电；
所述无线传输模块用于和无线通信网络之间建立无线链路，以实现处理器模块与核心控制器的通信连接；
所述处理器模块用于根据收到的压力变化数据计算示功图，并且用于根据压力变化数据判断设备阻力是否在正常范围内，用于根据冲程位置信号计算设备的运行状态数据，用于根据运行状态数据、示功图和设备阻力情况进行分析处理，并通过处理结果来输出合理的控制信号给电机驱动模块以自动调节冲次，使电机工作在节能状态； 同时，根据压力变化情况来自动调整平稳；用于将收到的图像数据、温度数据、电流数据、计算得到的示功图、分析得到的设备阻力情况和处理后得到的运行状态数据发送给核心控制器；用于根据接收到的来自核心控制器的控制指令来控制电机驱动模块，以实现对电机的控制；
所述数字化智能控制柜包括设置在表面的显示屏幕、报警模块、语音提醒模块和矩阵键盘模块；
所述显示屏幕用于根据核心控制器的控制进行相关图像和数据的实时显示；
所述报警模块用于根据核心控制器的控制进行声光示警；
所述语音提醒模块用于根据核心控制器的控制进行语音提醒；
所述矩阵键盘模块用于向核心控制器输入控制指令；
所述核心控制器用于对所接收的数据进行分析和处理，并用于控制显示屏幕对处理结果进行显示，用于在判断出作业点设备有异常状态时通过报警模块进行声光示警，同时，通过语音提醒模块进行语音提醒，并向处理器模块发出停机作业控制指令；用于将矩阵键盘模块输入的控制指令发送给处理器模块。
2.根据权利要求1所述的智能化抽油机监控系统，其特征在于，所述采集终端还包括与处理器模块连接的GPS定位模块，所述GPS定位模块用于采集位置信息，并发送给处理器模块，所述处理器模块用于将接收的位置信息实时发送给核心控制器。
3.根据权利要求1或2所述的智能化抽油机监控系统，其特征在于，所述数字化智能控制柜还包括存储模块二，所述存储模块二用于根据核心控制器的控制进行数据的储存与提取。
4.根据权利要求3所述的智能化抽油机监控系统，其特征在于，所述采集终端还包括存储模块一，所述存储模块一用于根据处理器模块的控制进行数据的存储与提取。
5.根据权利要求4 所述的智能化抽油机监控系统，其特征在于，所述的处理器模块的型号为STM32，所述核心控制器采用工业控制计算机。
6.根据权利要求5所述的智能化抽油机监控系统，其特征在于，所述电源模块由太阳能电池板、太阳能控制器和锂电池组连接组成。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110246157B (zh) * 2019-06-21 2020-09-04 大庆安瑞达科技开发有限公司 基于大数据监控的油气田设备生产状态判别系统与方法
CN111641815A (zh) * 2020-06-12 2020-09-08 天津达芸科技有限公司 一种基于hart协议的实时监视系统
CN112327710A (zh) * 2020-11-16 2021-02-05 四川铁鹰机械制造有限公司 一种双转子高效制砂机的自动化控制系统
CN113437831A (zh) * 2021-05-12 2021-09-24 青岛力久电机科技有限公司 一种永磁智能驱动电机及控制系统
CN113175310A (zh) * 2021-05-13 2021-07-27 山东宇晟电气有限公司 抽油机远程电气控制系统及控制方法
CN116498274B (zh) * 2023-06-27 2023-09-01 傲拓科技股份有限公司 一种基于数据获取分析的抽油机远程智能控制方法
CN117029687A (zh) * 2023-08-29 2023-11-10 大庆石油管理局有限公司 一种塔架式抽油机短位移激光测冲程装置和方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202694077U (zh) * 2012-05-30 2013-01-23 中国石油化工集团公司 一种基于地面示功图的抽油机智能控制系统
US20160177940A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 General Electric Company Method and systems for enhancing flow of a fluid induced by a rod pumping unit
CN205899309U (zh) * 2016-07-25 2017-01-18 山西正方人和科技有限公司 泵站专用的多功能采样报警装置
WO2017014732A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-26 Halliburton Energy Services Inc. Structure for fluid flowback control decision making and optimization
WO2017058262A1 (en) * 2015-10-02 2017-04-06 Halliburton Energy Services Inc. High Pressure Valve and Transmission Safety Checks
CN207067757U (zh) * 2017-06-20 2018-03-02 北京易华录信息技术股份有限公司 一种井场控制柜
CN108415805A (zh) * 2018-02-02 2018-08-17 北京润博同创科技有限公司 一种用于电动施工平台设备的数字化智能监控系统
CN208040365U (zh) * 2018-03-28 2018-11-02 南京研控科技有限公司 抽油机及其启停控制装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202694077U (zh) * 2012-05-30 2013-01-23 中国石油化工集团公司 一种基于地面示功图的抽油机智能控制系统
US20160177940A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 General Electric Company Method and systems for enhancing flow of a fluid induced by a rod pumping unit
WO2017014732A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-26 Halliburton Energy Services Inc. Structure for fluid flowback control decision making and optimization
WO2017058262A1 (en) * 2015-10-02 2017-04-06 Halliburton Energy Services Inc. High Pressure Valve and Transmission Safety Checks
CN205899309U (zh) * 2016-07-25 2017-01-18 山西正方人和科技有限公司 泵站专用的多功能采样报警装置
CN207067757U (zh) * 2017-06-20 2018-03-02 北京易华录信息技术股份有限公司 一种井场控制柜
CN108415805A (zh) * 2018-02-02 2018-08-17 北京润博同创科技有限公司 一种用于电动施工平台设备的数字化智能监控系统
CN208040365U (zh) * 2018-03-28 2018-11-02 南京研控科技有限公司 抽油机及其启停控制装置

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