CN204098865U - 一种智能监控石油开采设备系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于石油技术领域，尤其涉及一种智能监控石油开采设备系统，其特征在于：包括载荷传感器，信号变换器，加速度传感器，射频控制芯片，位移标定接口，存储器，系统工作状态指示灯，网关协调器，3G收发模块，3G网络，网关，因特网，工业以太网，后台监视系统，后台控制系统，手机设备，iPad设备，电源，所述载荷传感器与信号变换器连接，所述加速度传感器接射频控制芯片c端，所述位移标定接口接射频控制芯片e端，所述3G网络接网关a端，所述网关b端接手机设备，c端接iPad设备，d端接防火墙，所述防火墙接工业以太网，所述工业以太网接因特网、后台监视系统、后台控制系统，所述电源接射频控制芯片和网关协调器。
Description
技术领域
本实用新型属于石油技术领域，尤其涉及一种智能监控石油开采设备系统。
背景技术
随着计算机网络技术、无线通信等新技术的快速发展，如何在石油勘探中高效采集抽油机的工作情况及故障的判断成为当前研究的热点。计算机技术在很大程度上实现了自动化，简化了很多操作流程。
然而目前，油田了解和掌握油井是否正常开采工作的方式是采用人工定期现场巡逻，现场测量油井工作状态参数以了解油井的工作状况。大多数油田采用测量抽油机一个冲次时间里的上冲程电流值、下冲程电流值，再计算下冲程电流值跟上冲程电流值的比值是否在规定的80％-120％范围内以了解油井的开采工作状况。
采用人工巡逻和人工现场测量的缺陷在于：一、可靠性差。主要的原因是：信息的来源不一定可靠，人为因素太多。比如只通过看抽油机的横梁是否在转动，确定一个油井是否还在抽油。二、实时性差。由于人工定期巡逻的时间跟实际发生故障的时刻无法保持一致，因此总存在得到的油井工况信息过迟的现象。最严重的延迟能达到一个巡逻周期，可能是24小时甚至更长。如果增加油田工人和巡逻人员的人员或班次，势必会增加油田的生产成本。同时，因抽油机均工作于野外，且为不规则分布，分布最散时达十几公里一口井，在抽油机所在地段大部分没有硬质路面经过，环境恶劣，增加了油田工人和巡逻人员生产的不安全因素。尤其是暴风雨雪等恶劣天气时，这种不安全因素会大大增加。
发明内容
本实用新型提供一种智能监控石油开采设备系统，以解决上述背景技术中提出人工巡逻和人工现场测量可靠性差，实时性差，成本高等问题。
本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本实用新型提供一种智能监控石油开采设备系统，其特征在于：包括载荷传感器，信号变换器，无线设备A，加速度传感器，射频控制芯片，位移标定接口，存储器，系统工作状态指示灯，网关协调器，3G收发模块，无线设备B，复位模块，3G网络，网关，防火墙，因特网，工业以太网，后台监视系统，后台控制系统，晶振模块，手机设备，iPad设备，电源，所述载荷传感器与信号变换器连接，所述信号变换器接射频控制芯片a端，所述无线设备A的一端接射频控制芯片b端，所述加速度传感器接射频控制芯片c端，所述位移标定接口接射频控制芯片e端，所述射频控制芯片d端接网关协调器的a端，所述网关协调器的b端接3G收发模块的一端，c端接存储器，d端接复位模块，e端接系统工作状态指示灯，f端接晶振模块，所述无线设备A的另一端接3G网络，所述无线设备B的一端3G网络，另一端接3G收发模块的另一端，所述3G网络接网关a端，所述网关b端接手机设备，c端接iPad设备，d端接防火墙，所述防火墙接工业以太网，所述工业以太网接因特网、后台监视系统、后台控制系统，所述电源接射频控制芯片和网关协调器。
所述射频控制芯片选用CC2530型号的SOC芯片。
所述电源选用2节串联的3V7号干电池。
本实用新型的有益效果为：
1本专利的载荷传感器用于获取抽油机工作时抽油杆的压力数据。这个压力数据是模拟数据，通过AD转换电路将数据转换成数字信号传给主控芯片CC2530。
2本专利的位移传感器采用高精度的数字脉冲传感器，减少测量误差。其外部信号接口为2条信号线:第一条信号线的高低电平用来监测位移的增减(即变化方向)，第二条信号线与射频控制芯片的外部中断引脚相连，利用其产生的中断个数来计数脉冲的数量(检测位移的大小)。
3本专利的射频控制芯片能够测量电池的电压，系统利用该功能可以实现电源实时状况的测量，并且可以在与数据监控中心的通信中附加此类信息；红外模块用来扫描外来人员出入情况；系统工作状态指示电路可显示MCU是否处于工作状态，系统实时性好。
4本专利中的网关模块是整个系统的核心，集成了ZigBee网关协调器和3G接入模块，主要负责ZigBee无线传感网络建立、数据透传、3G网络接入等任务。ZigBee通信模块(协调器)采用CC2530芯片上系统(SOC)，通过3G收发模块完成3G网络接入，其成本低，价格便宜。
5本专利启动网关节点，由网关上的协调器模块建立生产作业区域的ZigBee无线网络。打开石油生产区域的各个终端采集节点，安装在抽油井上的采集终端定时进行各个信道的扫描，发现活动信道后与信道内就近的Zigbee路由节点或协调器节点建立连接。采集终端通过附加到自身上的加速度传感器和载荷传感器获取抽油杆1个完整工作周期内的位移和载荷变化信息，这些信息经过自身MCU的处理转换成数字信号存入大容量的Flash存储器，完成数据的采集，其可靠性好。
6本专利采集终端将数据进行网络编码并将编码数据传给已经连接到的路由节点或者协调器节点，在网关端完成ZigBee与3G网络这2种网络通信协议的转换，实现ZigBee传感器网络与无线3G网络的平滑对接和与监测中心的可靠数据通信。采集终端采用低功耗的工作方式，即进入到所谓的休眠模式(在系统较空闲的时刻主动进入)；而与之对应情况是，采集终端在接收到时钟中断或协调器的唤醒命令时退出休眠模式。
7本专利的监测中心把从协调器搜集的生产作业信息进行格式化存储，在必要的时候进行提取和处理，实现对油井工作状况的实时监测、对设备故障的诊断及异常状况的预警，此外，还可以将动态分析结果通过无线网络及时通知现场巡检人员或者工作人员，使其根据诊断结果有针对性地进行故障排除。
8本专利采用ZigBee无线通信技术，其功耗低，成本低，可通过手机设备，iPad设备，实时关注石油开采情况，出现问题及时应对，方便快捷。
附图说明
图1是本实用新型的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步描述：
图中：1-载荷传感器，2-信号变换器，3-无线设备A，4-加速度传感器，5-射频控制芯片，6-位移标定接口，7-存储器，8-系统工作状态指示灯，9-网关协调器，10-3G收发模块，11-无线设备B，12-复位模块，13-3G网络，14-网关，15-防火墙，16-因特网，17-工业以太网，18-后台监视系统，19-后台控制系统，20-晶振模块，21-手机设备，22-iPad设备，23-电源。
实施例：
本实施例包括：载荷传感器1，信号变换器2，无线设备A3，加速度传感器4，射频控制芯片5，位移标定接口6，存储器7，系统工作状态指示灯8，网关协调器9，3G收发模块10，无线设备B11，复位模块12，3G网络13，网关14，防火墙15，因特网16，工业以太网17，后台监视系统18，后台控制系统19，晶振模块20，手机设备21，iPad设备22，电源23，载荷传感器1与信号变换器2连接，信号变换器2接射频控制芯片5a端，无线设备A3的一端接射频控制芯片5b端，加速度传感器4接射频控制芯片5c端，位移标定接口6接射频控制芯片5e端，射频控制芯片5d端接网关协调器9的a端，网关协调器9的b端接3G收发模块10的一端，c端接存储器7，d端接复位模块12，e端接系统工作状态指示灯8，f端接晶振模块20，无线设备A3的另一端接3G网络13，无线设备B11的一端3G网络13，另一端接3G收发模块10的另一端，3G网络13接网关14a端，网关14b端接手机设备21，c端接iPad设备22，d端接防火墙15，防火墙15接工业以太网17，工业以太网17接因特网16、后台监视系统18、后台控制系统19，电源23接射频控制芯片5和网关协调器9。
利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种智能监控石油开采设备系统，其特征在于：包括载荷传感器，信号变换器，无线设备A，加速度传感器，射频控制芯片，位移标定接口，存储器，系统工作状态指示灯，网关协调器，3G收发模块，无线设备B，复位模块，3G网络，网关，防火墙，因特网，工业以太网，后台监视系统，后台控制系统，晶振模块，手机设备，iPad设备，电源，所述载荷传感器与信号变换器连接，所述信号变换器接射频控制芯片a端，所述无线设备A的一端接射频控制芯片b端，所述加速度传感器接射频控制芯片c端，所述位移标定接口接射频控制芯片e端，所述射频控制芯片d端接网关协调器的a端，所述网关协调器的b端接3G收发模块的一端，c端接存储器，d端接复位模块，e端接系统工作状态指示灯，f端接晶振模块，所述无线设备A的另一端接3G网络，所述无线设备B的一端3G网络，另一端接3G收发模块的另一端，所述3G网络接网关a端，所述网关b端接手机设备，c端接iPad设备，d端接防火墙，所述防火墙接工业以太网，所述工业以太网接因特网、后台监视系统、后台控制系统，所述电源接射频控制芯片和网关协调器。
2.根据权利要求1所述的一种智能监控石油开采设备系统，其特征在于：所述射频控制芯片选用CC2530型号的SOC芯片。
3.根据权利要求1所述的一种智能监控石油开采设备系统，其特征在于：所述电源选用2节串联的3V7号干电池。
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| CN201420368374.4U CN204098865U (zh) | 2014-07-04 | 2014-07-04 | 一种智能监控石油开采设备系统 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106681257A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-05-17 | 四川凯创机电设备有限公司 | 建立在自动化输入基础上的石油输出设备 |
| CN106707941A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-05-24 | 四川凯创机电设备有限公司 | 一种关于挖掘设备的智能执行装置 |
| CN106873488A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-06-20 | 四川凯创机电设备有限公司 | 通过网关协调数据的全自动挖掘设备 |
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2014
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