CN200949463Y - 一种防爆型动液面深度和套压自动测试系统 - Google Patents

Abstract

一种防爆型动液面深度和套压自动测试系统，有井口装置和控制装置，控制仪核心采用16位微型控制器由前置信号处理电路、滤波处理电路、可控增益放大装置、增益控制装置、AD转换电路、击发控制电路、数据存储电路、AC/DC电源转换电路、串行通讯电路组成；实现控制井口装置激发，接受并处理、存储测试数据，和计算机串行通讯，通过RS－485可以把测试数据传入计算机。操作者可以在中控室通过微机上安装的动液面测试数据处理软件来控制每一个井口装置定时击发或即时击发，以实现对动液面的实时监测。这样大大减少了工作量，现场也不需要专人值守，操作者只需在中控室点击鼠标即可进行动液面测试，省时省力省人。实现了自动化测试。

Description

一种防爆型动液面深度和套压自动测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种防爆型动液面深度和套压自动测试系统。属于机电领域。

背景技术

油田上经常需要把抽油井关闭后通过一段时间对抽油井环形空间内液面深度和套压进行监测并给出数据，然后分析数据，以确定该油井的现有储油量和产量，以此制定开采计划；在采油生产中，也需要监测液面深度的变化，以确定整个采油系统是否异常，生产配置参数如泵径、冲程、冲次是否合理。现有的液面监测仪包括控制仪和井口装置，井口装置体积大，零部件多，结构复杂，不利于加工。控制仪部分只能打印数据和曲线，不能与计算机进行通讯，操作不直观。

发明内容

为了解决现有技术的不足，提供一种防爆型动液面深度和套压自动测试系统，本实用新型采取以下设计方案：本系统由井口装置和控制装置组成，井口装置包括电磁铁组件、激发机构、微音器压力传感器组件，电磁铁组件包括电磁铁外壳、弹簧、弹簧调整螺母、可动铁心压杆、可动铁心、线圈；激发机构包括拉杆座，拉杆，拉杆套筒，拉杆套筒压板。拉杆座上有平衡孔，可以把套管气引至拉杆的上端面，用来平衡拉杆两端的压力。激发装置隔离套筒用来隔离电磁铁组件和激发机构，作用是防止激发机构中的气体进入电磁组件中的线圈中，是防爆设计的要求。电磁铁组件和激发机构用枪体紧圈压紧在一起。枪体紧圈和枪体靠螺纹连接。电磁铁外壳下部有凸出的平面压在激发装置隔离筒上形成隔爆面，激发装置隔离筒底部平面压在拉杆套筒压板上形成隔爆面。卸压阀堵头用途是测试完毕后，放出枪体内高压气体，然后才能把井口装置从井口处卸下来，维护或维修时用到。激发机构的拉杆头部插入可动铁心的底孔，并用销子连接。微音器压力传感器组件包括微音器，微音器外壳，压力传感器，微音器外壳盖。微音器外壳盖和微音器外壳用螺钉连接。

防爆接线盒内部是控制装置。其上有多个接口引出防爆电缆，有连接中控室的电缆，有连接微音器压力传感器组件的电缆，有连接电磁铁组件的电缆。还有备用接口。引入电磁铁组件的电缆采用直接引入法，即电缆从线圈出来，穿过电磁铁外壳上端的孔，孔内有密封圈，孔上端有螺纹，压线螺母连接此螺纹，并压紧密封圈，密封圈受压后抱紧电缆，起到隔离防爆作用。引入微音器压力传感器组件的电缆也采用直接引入方式。防爆接线盒靠支架34与枪体19连接。防爆接线盒和枪体上有螺纹孔，35为螺钉。

控制仪核心采用16位微型控制器包括前置信号处理电路、滤波处理电路、可控增益放大装置、增益控制装置、AD转换电路、击发控制电路、数据存储电路、AC/DC电源转换电路、串行通讯电路；实现控制井口装置激发，接受并处理、存储测试数据，和计算机串行通讯，通过RS-485可以把测试数据传入计算机。

前置信号处理电路由仪表放大器组成的放大电路和电阻电容器组成，主要是将微音器的微弱信号进行初步的放大并进行初步的低通滤波。

滤波处理电路由运算放大器和电容电阻组成二阶低通滤波电路，根据滤波参数的设置可以得到不同的截止频率，从而实现将前级信号进行分别进行两路低通滤波同时得到截止频率不同的低频信号，截止频率较高的低频信号再经过一级简单的高通滤波即可得到带通信号。

增益控制装置是根据测试条件的不同通过键盘人工输入增益后，通过微控制器的口线输出增益控制信号。

AD转换电路是将模拟信号转换为数字信号以便微控制器进一步处理保存。

击发控制电路是需要将电池电压进行升压转换后驱动电磁铁线圈，从而打开电磁阀的控制驱动电路。

数据存储电路利用静态数据存储器将测试处理后的有效数据保存到存储器中，以便以后的浏览、对微机的通讯或直接打印出来。

串行通讯电路是利用微控制器内部嵌入的串行通讯外设将数据通过电缆按照RS-485协议传给微机，以便进入数据库进行诸如浏览、分析处理、打印、上网远传。

本实用新型的益处在于：本设备可用在海上平台等空间小，要求防爆的场合。也可用在陆地油田上。操作者可以在中控室通过微机上安装的动液面测试数据处理软件来控制每一个井口装置定时击发或即时击发，以实现对动液面的实时监测。操作者还可以对测试数据进行分析处理，得到最后所需数据。这样大大减少了工作量，现场也不需要专人值守，操作者只需在中控室点击鼠标即可进行动液面测试，省时省力省人。实现了自动化测试的目标。

附图说明

下面结合附图和实施例对实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的结构图；

图2为本实用新型的局部剖视图；

图3为本实用新型的线路图；

图4为前置信号处理电路图；

图5为滤波处理电路图；

图6为增益控制电路图；

图7为升压击发电路图。

具体实施方式

实施例1：如图1、2所示，包括弹簧调整螺母1、弹簧2、压线螺母3、密封圈4、电磁铁外壳5、可动铁心压杆6、线圈7、激发装置隔离筒8、枪体紧圈9、可动铁心10、销子11、拉杆套筒12、拉杆13、放气接头14、拉杆座15、方孔16、密封口17、卸压阀堵头18、枪体19、微音器20、压力传感器21、微音器螺母22、微音器外壳23、微音器外壳盖24、接头紧圈25、紧圈挡板26、接头27、抽油井环形空间28、平衡孔29、充气室30、拉杆套筒压板31、隔爆面32。本系统由井口装置和控制装置组成，井口装置由电磁铁组件、激发机构、微音器压力传感器组件组成，电磁铁组件包括电磁铁外壳5、弹簧2、弹簧调整螺母1、可动铁心压杆6、可动铁心10、线圈7；激发机构包括拉杆座15，拉杆13，拉杆套筒12，拉杆套筒压板31。拉杆座15上有平衡孔29，可以把套管气引至拉杆13的上端面，用来平衡拉杆13两端的压力。激发装置隔离套筒8用来隔离电磁铁组件和激发机构，作用是防止激发机构中的气体进入电磁组件中的线圈7中，是防爆设计的要求。电磁铁组件和激发机构用枪体紧圈9压紧在一起。枪体紧圈9和枪体19靠螺纹连接。电磁铁外壳5下部有凸出的平面压在激发装置隔离筒8上形成隔爆面32，激发装置隔离筒8底部平面压在拉杆套筒12压板上形成隔爆面33。卸压阀堵头18用途是测试完毕后，放出枪体19内高压气体，然后才能把井口装置从井口处卸下来，维护或维修时用到。激发机构的拉杆13头部插入可动铁心10的底孔，并用销子11连接。线圈7通电后可动铁心6拉动拉杆13向上抬起，密封口17打开，气体冲出通过方孔16进入充气室30。线圈7迅速断电，可动铁心10带动拉杆13受弹簧2和可动铁心压杆6的压力快速下落，堵住密封口17，完成一次激发。微音器压力传感器组件包括微音器20，微音器外壳23，压力传感器21，微音器外壳盖24。微音器外壳盖24和微音器外壳23用螺钉连接。防爆接线盒内部是控制装置，包括安全栅和PCB板(控制电路)，安全栅是一防爆部件，可选，防爆接线盒也可选。其上有多个接口引出防爆电缆，有连接中控室的电缆，有连接微音器压力传感器组件的电缆，有连接电磁铁组件的电缆。还有备用接口。引入电磁铁组件的电缆采用直接引入法，即电缆从线圈出来，穿过电磁铁外壳5上端的孔，孔内有密封圈4，孔上端有螺纹，压线螺母3连接此螺纹，并压紧密封圈4，密封圈4受压后抱紧电缆，起到隔离防爆作用。引入微音器压力传感器组件的电缆也采用直接引入方式。

实施例2：如图1所示，靠接头27与抽油井环形空间28连为一体。井口装置使用时有两种方式，一种是放气激发方式，即利用油井中的高压气源产生声波，激发时气体从井口装置打开的密封口17冲出；另一种为充气激发，即充气室30中从外部充入高压氮气，激发时通过打开的密封口17冲入抽油井环形空间28内，产生声波。井口装置只有在激发的瞬间才打开密封口17，允许气流出入，其余时间一直关闭。

实施例3：在图3中，井口连接器将油井内压力、氦气或油井内高压气体状态传给压力传感器、井口发声装置和声波传感器，上述的信号传给前置信号处理电路；前置信号处理电路连接滤波处理电路和可控增益放大装置；16位微型控制器连接增益控制装置、实时时钟电路和击发控制电路和数据存储电路；AC/DC电源转换电路连接电池组；16位微型控制器连接串行通讯电路打印机和微机数据处理报表打印，键盘连接16位微型控制器。

实施例4：测试时操作者在中控室的微机上设置好测试参数，然后通过数据电缆给控制装置一个测试命令，控制装置即可按设置好的模式定时激发井口装置，使其产生声信号，仪器接收声信号和压力信号，转化为数字信号，处理并存储，然后传回微机。

Claims (5)

1、一种防爆型动液面深度和套压自动测试系统，由井口装置和控制装置组成，其特征在于：井口装置包括电磁铁组件、激发机构、微音器压力传感器组件，电磁铁组件包括电磁铁外壳、弹簧、弹簧调整螺母、可动铁心压杆、可动铁心、线圈；激发机构包括拉杆座，拉杆，拉杆套筒，拉杆套筒压板，拉杆座上有平衡孔，电磁铁组件和激发机构用枪体紧圈压紧在一起，枪体紧圈和枪体靠螺纹连接，电磁铁外壳下部有凸出的平面压在激发装置隔离筒上形成隔爆面，激发装置隔离筒底部平面压在拉杆套筒压板上形成隔爆面，激发机构的拉杆头部插入可动铁心的底孔，并用销子连接，微音器压力传感器组件包括微音器，微音器外壳，压力传感器，微音器外壳盖，微音器外壳盖和微音器外壳用螺钉连接，防爆接线盒有多个接口引出防爆电缆，有连接中控室的电缆，有连接微音器压力传感器组件的电缆，有连接电磁铁组件的电缆，还有备用接口，引入电磁铁组件的电缆从线圈出来，穿过电磁铁外壳上端的孔，孔内有密封圈，孔上端有螺纹，压线螺母连接此螺纹，并压紧密封圈，密封圈受压后抱紧电缆，控制仪核心采用16位微型控制器包括前置信号处理电路、滤波处理电路、可控增益放大装置、增益控制装置、AD转换电路、击发控制电路、数据存储电路、AC/DC电源转换电路、串行通讯电路；通过RS-485把测试数据传入计算机。

2、根据权利要求1所述的一种防爆型动液面深度和套压自动测试系统，其特征在于：前置信号处理电路由仪表放大器组成的放大电路和电阻电容器组成，将微音器的微弱信号进行初步的放大并进行初步的低通滤波。

3、根据权利要求1所述的一种防爆型动液面深度和套压自动测试系统，其特征在于：滤波处理电路由运算放大器和电容电阻组成二阶低通滤波电路，根据滤波参数的设置可以得到不同的截止频率，从而实现将前级信号进行分别进行两路低通滤波同时得到截止频率不同的低频信号，截止频率较高的低频信号再经过一级简单的高通滤波即可得到带通信号。

4、根据权利要求1所述的一种防爆型动液面深度和套压自动测试系统，其特征在于：增益控制装置是根据测试条件的不同通过键盘人工输入增益后，通过微控制器的口线输出增益控制信号。

5、根据权利要求1所述的一种防爆型动液面深度和套压自动测试系统，其特征在于：击发控制电路是将电池电压进行升压转换后驱动电磁铁线圈，从而打开电磁阀的控制驱动电路。

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