CN113338918A - 有杆泵抽油机井数据传输系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有杆泵抽油机井数据传输系统及方法，有杆泵抽油机井数据采集系统包括：数据编码装置，用于将采集的有杆泵抽油机井的井下数据转换为二进制编码；载荷控制装置，用于根据所述二进制编码控制抽油杆载荷变化；数据确定装置，用于根据所述抽油杆载荷变化确定有杆泵抽油机井的井下数据。本发明实现有杆泵抽油机井的无线数据传输，实现低成本的无线数据传输，提高测试数据的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探技术，具体的讲是一种有杆泵抽油机井数据传输系统及方法。
背景技术
为了解油田井下生产状态，需要对井下的温度压力等数据进行监测，现有技术中的油田现场主要应用了两种数据传输方式；一是电缆直读数据传输，该方式需要在下入生产管柱时捆绑测井电缆下至井下，电缆下端连接测井仪器，仪器测到的数据通过电缆传到地面；二是存储式数据采集，该方式将电池供电的存储仪器随管柱下到井下，在油井的生产期间记录井下的参数，待检泵时将存储仪器提到地面，回放得到一个生产周期的井下数据。
电缆直读数据传输方法，电缆直读具有数据及时反馈的特点，但因为每一次测试需要且将测井电缆随管柱下入，为作业施工带来了很大麻烦；且每次测试需要消耗数千米的电缆，成本高；存储式数据采集方法，管柱作业简单，但测试数据延迟了一个生产周期的时间，数据滞后严重。
发明内容
为解决现有技术中井下数据传输的至少一问题，本发明提供了一种有杆泵抽油机井数据传输系统，包括：
数据编码装置，用于将采集的有杆泵抽油机井的井下数据转换为二进制编码；
载荷控制装置，用于根据所述二进制编码控制抽油杆载荷变化；
数据确定装置，用于根据所述抽油杆载荷变化确定有杆泵抽油机井的井下数据。
本发明一实施例中，所述的载荷控制装置包括：
二进制编码读取模块，用于读取所述的二进制编码的值；
控制模块，用于根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化。
本发明一实施例中，所述的控制模块根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化包括：
读取的所述二进制编码的值为1，所述的控制模块提高所述抽油杆载荷，读取所述二进制编码的值为0，所述抽油杆载荷保持不变。
本发明一实施例中，所述的控制模块根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化包括：
读取的所述二进制编码的值为0，所述的控制模块提高所述抽油杆载荷，读取所述二进制编码的值为1，所述抽油杆载荷保持不变。
本发明一实施例中，所述的数据确定装置包括：
二进制码确定模块，用于根据所述抽油杆载荷变化生成二进制编码；
转换模块，用于根据生成的二进制编码确定采集的有杆泵抽油机井的井下数据。
同时，本发明还提供一种有杆泵抽油机井数据传输方法，包括：
将采集的有杆泵抽油机井的井下数据转换为二进制编码；
根据所述二进制编码控制抽油杆载荷变化；
根据所述抽油杆载荷变化确定有杆泵抽油机井的井下数据。
本发明一实施例中，所述的根据所述二进制编码控制抽油杆载荷变化包括：
读取所述的二进制编码的值；
根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化。
本发明一实施例中，所述的根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化包括：
读取的所述二进制编码的值为1，提高所述抽油杆载荷，读取所述二进制编码的值为0，所述抽油杆载荷保持不变。
本发明一实施例中，所述的根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化包括：
读取的所述二进制编码的值为0，提高所述抽油杆载荷，读取所述二进制编码的值为1，所述抽油杆载荷保持不变。
本发明一实施例中，所述的根据所述抽油杆载荷变化确定有杆泵抽油机井的井下数据包括：
根据所述抽油杆载荷变化生成二进制编码；
根据生成的二进制编码确定采集的有杆泵抽油机井的井下数据。
同时，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法。
同时，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。
本发明提供一种用于有杆泵抽油机井的无线数据传输方法与系统，实现低成本的无线数据传输，提高测试数据的实时性。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的有杆泵抽油机井数据传输系统的框图；
图2为本发明实施例提供的有杆泵抽油机井生产时进行数据传输的抽油机井管柱示意图；
图3为本发明提供的有杆泵抽油机井数据传输方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的电子设备框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种有杆泵抽油机井数据传输系统，如图1所示，其包括：
数据编码装置101，用于将采集的有杆泵抽油机井的井下数据转换为二进制编码；
载荷控制装置102，用于根据所述二进制编码控制抽油杆载荷变化；
数据确定装置103，用于根据所述抽油杆载荷变化确定有杆泵抽油机井的井下数据。
本发明提供的有杆泵抽油机井数据传输系统，其将采集的井下数据进行数据转换为二进制编码，根据转换的二进制编码控制抽油杆载荷变化，井上根据油杆载荷变化确定传输的二进制编码，根据得到的二进制编码获得采集的井下数据。
本发明一实施例中，载荷控制装置102包括：
二进制编码读取模块，用于读取所述的二进制编码的值；
控制模块，用于根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化。
本发明实施例中，载荷控制装置102的二进制编码读取模块根据二进制编码的接收顺序按位读取二进制编码的值，控制模块根据读取的二进制编码的值控制抽油杆载荷变化。
在本发明一实施例中，也可以按预先设置的编码顺序读取二进制编码的值，对本领域技术人员而言，可清楚获知，并不以本实施例中所描述的方式为限。
本发明一实施例中，控制模块根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化还包括：
读取到的所述二进制编码的值为1，所述的控制模块提高所述抽油杆载荷，读取所述二进制编码的值为0，所述抽油杆载荷保持不变。
本发明又一实施例中，控制模块根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化还包括：
读取的所述二进制编码的值为0，所述的控制模块提高所述抽油杆载荷，读取所述二进制编码的值为1，所述抽油杆载荷保持不变。
本发明实施例中，根据二进制码来改变一个冲程上的抽油杆载荷，并在地面测量每一个冲程的抽油机载荷变化，将载荷变化对应的数据还原成二进制编码，并最终转换为井下的测试数据。本发明一实施例中，二进制码为1，则在抽油机上冲程提高抽油杆载荷，二进制码为0，不改变抽油杆载荷；地面可在抽油机光杆上监测上冲程载荷的变化并完成数据转换。
本发明一实施例中，所述的数据确定装置包括：
二进制码确定模块，用于根据所述抽油杆载荷变化生成二进制编码；
转换模块，用于根据生成的二进制编码确定采集的有杆泵抽油机井的井下数据。
本发明在抽油机井中利用抽油杆从井下向地面传输数据，通过采集装置在生产井的抽油泵下采集数据，采集井下温度压力等数据，将采集的温度压力等数据转换成二进制编码，根据二进制编码完成载荷控制，在地面安装有抽油杆载荷监测系统或抽油机功率监测系统，监测载荷变化。即将采集获取的井下数据转变为一系列二进制码，根据二进制码来改变一个冲程上的抽油杆载荷，并在地面测量每一个冲程的抽油机载荷变化，将载荷变化对应的数据还原成二进制编码，并最终转换为井下的测试数据。举例，二进制编码控制载荷过程，二进制码为1，则在抽油机上冲程提高抽油杆载荷，二进制码为0，不改变抽油杆载荷；地面可在抽油机光杆上监测载荷的变化并完成数据转换。
本发明一实施例提供了一种在抽油机井中利用抽油杆从井下向地面传输数据的系统。如图2所示，为本实施例提供的有杆泵抽油机井生产时进行数据传输的抽油机井管柱示意图。其中，载荷测量与数据转换仪3安装在光杆2上，在地面进行悬点载荷的监测；光杆2井下抽油杆4及抽油泵柱塞5依次连接，下方依次连接载荷控制系统6、数据编码系统7、数据测试系统8及筛管9。
本发明实施例中，数据传输系统在抽油机1正常工作采油时完成数据传输；地面抽油机1带动光杆2和井下抽油杆4以及抽油泵5的柱塞上下往复运动；数据编码系统7将数据测试系统8测得的数据转换成二进制编码，载荷控制系统6将二进制码转换成抽油杆上的载荷变化，在二进制码为1时，控制抽油机上冲程提高抽油杆载荷，二进制码为0不改变载荷值；按以上方式在每个抽油机冲程对载荷进行控制，完成井下数据的发送；在地面载荷测量与数据转换仪3实时监测载荷变化，将一个冲程内上行程的较大载荷转换成二进制的一位数1，较小的载荷转换成二进制的一位数0，逐位转换，在地面完成井下数据的还原。
本发明实施例中，提供了在一种在抽油机井中利用抽油杆从井下向地面传输数据的系统。生产井的抽油泵下安装有数据测试系统采集井下数据(采集的井下数据包括不限于：电池供电采集井下温度压力等数据)、数据编码系统(将测得温度压力等数据转换成二进制编码)和载荷控制系统(根据二进制编码完成载荷控制)，在地面安装有抽油杆载荷监测系统或抽油机功率监测系统；数据编码系统将测试仪器获取的数据转变为一系列二进制码，载荷控制系统根据二进制码来改变一个冲程上的抽油杆载荷，并在地面测量每一个冲程的抽油机载荷变化，将载荷变化对应的数据还原成二进制编码，并最终转换为井下的测试数据。举例如下，载荷编码过程，二进制码为1，则在抽油机上冲程提高抽油杆载荷，二进制码为0，不改变抽油杆载荷；地面可在抽油机光杆上监测载荷的变化并完成数据转换。
本发明实施例提供了一种有杆泵抽油机井数据从井下无线传输到地面的数据传输方案，实现低成本的无线数据的传输，提高测试数据采集的实时性。
同时，本发明还提供一种有杆泵抽油机井数据传输方法，如图3所示包括：
步骤S101，将采集的有杆泵抽油机井的井下数据转换为二进制编码；
步骤S102，根据所述二进制编码控制抽油杆载荷变化；
步骤S103，根据所述抽油杆载荷变化确定有杆泵抽油机井的井下数据。
本发明提供的有杆泵抽油井数据传输方法，在有杆泵抽油机井正常采油生产时，将采集的井下数据转换为二进制数据，根据二进制数据改变抽油杆上的载荷，从而将一串二进制码转换为每个抽油机冲程上对应的载荷变化。监测悬点载荷变化，并根据约定将一个冲程内较大的载荷转换为二进制的1或0，从而将连续的多个冲程抽油杆载荷变化值转换为一串二进制码。
本发明提供的数据传输方法及系统，将待传输的数据在井下转换为抽油机多个冲程抽油杆上的载荷变化，利用抽油杆作为媒介将井下的载荷变化转化为地面抽油机光杆的悬点载荷变化；根据地面光杆的载荷的变化得到传输的数据。
本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该电子设备可以参照前述实施例，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。
图4为本发明实施例的电子设备600的系统构成的示意框图。如图4所示，该电子设备600可以包括中央处理器100和存储器140；存储器140耦合到中央处理器100。值得注意的是，该图是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。
一实施例中，有杆泵抽油机井数据传输功能可以被集成到中央处理器100中。其中，中央处理器100可以被配置为进行如下控制：
将采集的有杆泵抽油机井的井下数据转换为二进制编码；
根据所述二进制编码控制抽油杆载荷变化；
根据所述抽油杆载荷变化确定有杆泵抽油机井的井下数据。
在另一个实施方式中，有杆泵抽油机井数据传输装置可以与中央处理器100分开配置，例如可以将有杆泵抽油机井数据传输装置配置为与中央处理器100连接的芯片，通过中央处理器的控制来实现有杆泵抽油机井数据传输功能。
如图4所示，该电子设备600还可以包括：通信模块110、输入单元120、音频处理单元130、显示器160、电源170。值得注意的是，电子设备600也并不是必须要包括图4中所示的所有部件；此外，电子设备600还可以包括图4中没有示出的部件，可以参考现有技术。
如图4所示，中央处理器100有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器100接收输入并控制电子设备600的各个部件的操作。
其中，存储器140，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且中央处理器100可执行该存储器140存储的该程序，以实现信息存储或处理等。
输入单元120向中央处理器100提供输入。该输入单元120例如为按键或触摸输入装置。电源170用于向电子设备600提供电力。显示器160用于进行图像和文字等显示对象的显示。该显示器例如可为LCD显示器，但并不限于此。
该存储器140可以是固态存储器，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、SIM卡等。还可以是这样的存储器，其即使在断电时也保存信息，可被选择性地擦除且设有更多数据，该存储器的示例有时被称为EPROM等。存储器140还可以是某种其它类型的装置。存储器140包括缓冲存储器141(有时被称为缓冲器)。存储器140可以包括应用/功能存储部142，该应用/功能存储部142用于存储应用程序和功能程序或用于通过中央处理器100执行电子设备600的操作的流程。
存储器140还可以包括数据存储部143，该数据存储部143用于存储数据，例如联系人、数字数据、图片、声音和/或任何其他由电子设备使用的数据。存储器140的驱动程序存储部144可以包括电子设备的用于通信功能和/或用于执行电子设备的其他功能(如消息传送应用、通讯录应用等)的各种驱动程序。
通信模块110即为经由天线111发送和接收信号的发送机/接收机110。通信模块(发送机/接收机)110耦合到中央处理器100，以提供输入信号和接收输出信号，这可以和常规移动通信终端的情况相同。
基于不同的通信技术，在同一电子设备中，可以设置有多个通信模块110，如蜂窝网络模块、蓝牙模块和/或无线局域网模块等。通信模块(发送机/接收机)110还经由音频处理器130耦合到扬声器131和麦克风132，以经由扬声器131提供音频输出，并接收来自麦克风132的音频输入，从而实现通常的电信功能。音频处理器130可以包括任何合适的缓冲器、解码器、放大器等。另外，音频处理器130还耦合到中央处理器100，从而使得可以通过麦克风132能够在本机上录音，且使得可以通过扬声器131来播放本机上存储的声音。
本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在电子设备中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述电子设备中执行如上面实施例所述的有杆泵抽油机井数据传输方法。
本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在电子设备中执行上面实施例所述的有杆泵抽油机井数据传输。
以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1.一种有杆泵抽油机井数据传输系统，其特征在于，所述的有杆泵抽油机井数据采集系统包括：
数据编码装置，用于将采集的有杆泵抽油机井的井下数据转换为二进制编码；
载荷控制装置，用于根据所述二进制编码控制抽油杆载荷变化；
数据确定装置，用于根据所述抽油杆载荷变化确定有杆泵抽油机井的井下数据。
2.如权利要求1所述的有杆泵抽油机井数据传输系统，其特征在于，所述的载荷控制装置包括：
二进制编码读取模块，用于读取所述的二进制编码的值；
控制模块，用于根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化。
3.如权利要求2所述的有杆泵抽油机井数据传输系统，其特在于，所述的控制模块根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化包括：
读取的所述二进制编码的值为1，所述的控制模块提高所述抽油杆载荷，读取所述二进制编码的值为0，所述抽油杆载荷保持不变。
4.如权利要求2所述的有杆泵抽油机井数据传输系统，其特在于，所述的控制模块根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化包括：
读取的所述二进制编码的值为0，所述的控制模块提高所述抽油杆载荷，读取所述二进制编码的值为1，所述抽油杆载荷保持不变。
5.如权利要求1所述的有杆泵抽油机井数据传输系统，其特征在于，所述的数据确定装置包括：
二进制码确定模块，用于根据所述抽油杆载荷变化生成二进制编码；
转换模块，用于根据生成的二进制编码确定采集的有杆泵抽油机井的井下数据。
6.一种有杆泵抽油机井数据传输方法，其特征在于，所述的传输方法包括：
将采集的有杆泵抽油机井的井下数据转换为二进制编码；
根据所述二进制编码控制抽油杆载荷变化；
根据所述抽油杆载荷变化确定有杆泵抽油机井的井下数据。
7.如权利要求6所述的有杆泵抽油机井数据传输方法，其特征在于，所述的根据所述二进制编码控制抽油杆载荷变化包括：
读取所述的二进制编码的值；
根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化。
8.如权利要求7所述的有杆泵抽油机井数据传输方法，其特征在于，所述的根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化包括：
读取的所述二进制编码的值为1，提高所述抽油杆载荷，读取所述二进制编码的值为0，所述抽油杆载荷保持不变。
9.如权利要求7所述的有杆泵抽油机井数据传输方法，其特征在于，所述的根据读取的所述二进制编码的值控制所述抽油杆载荷变化包括：
读取的所述二进制编码的值为0，提高所述抽油杆载荷，读取所述二进制编码的值为1，所述抽油杆载荷保持不变。
10.如权利要求6所述的有杆泵抽油机井数据传输方法，其特征在于，所述的根据所述抽油杆载荷变化确定有杆泵抽油机井的井下数据包括：
根据所述抽油杆载荷变化生成二进制编码；
根据生成的二进制编码确定采集的有杆泵抽油机井的井下数据。
11.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求6至10任一项所述方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求6至10任一项所述方法的计算机程序。
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