CN204347530U - 一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置，包括微处理器、电力计量模块、无线通信模块、有线通信模块、报警模块、终端；所述微处理器与所述电力计量模块、无线通信模块、有线通信模块、报警模块、终端连接。微处理器通过对采集的电机电流数据进行分析处理，实现游梁式抽油机井生产工况分析、诊断并远程报警，并能实时将报警信息远传至监控中心，为生产管理人员处理现场故障争取时间，减少躺井时间，降低躺井率，提高油田产量及效率。

Description

一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置

技术领域

本实用新型属于石油开采技术领域，尤其涉及一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置。

背景技术

游梁式抽油机是抽油机-深井泵抽油系统中的主要地面设备。在我国70％以上的原油产量均是利用游梁式抽油机来完成。

抽油机井躺井是指正常生产井由于抽油杆断脱、抽油设备故障以及电故障、集输故障、泵管漏失、砂卡、结蜡等造成油井突然停产，在24小时内未能恢复生产的抽油井均为躺井。躺井率是指原油生产过程中因各种原因导致不能出油的油井占全部油井的百分率。经统计，由于抽油杆断脱、抽油设备故障以及电故障等是导致躺井的主要原因。

常规的人工现场巡检方式无法实时了解各油井躺井情况，给油田生产带来巨大经济损失。

目前大部分油田通过安装载荷变送器即示功图实现油井工况诊断，但该方法存在如下不足：

1、载荷变送器采样时间间隔较长。由于采用电池供电方式，为了延长电池使用时间，降低仪表功耗，载荷变送器采样时间间隔一般为1小时，由此产生报警不及时、响应速度慢的问题。

2、载荷变送器仅是通过测量抽油杆受力判断抽油杆断脱故障，但是对于供电线路故障、电机故障、皮带断裂等故障无法判断，有一定的局限性。

载荷变送器由于功耗等原因，一般需要和RTU或PLC配套使用，即载荷变送器仅是负责数据采集，数据处理需要由现场的RTU或PLC完成，导致整 体系统成本较高。

发明内容

本实用新型提供一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置，解决现有示功图工况诊断存在的无法连续数据采集、报警不及时、报警内容受局限、系统成本高问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置，包括微处理器、电力计量模块、无线通信模块、有线通信模块、报警模块、终端；所述微处理器与所述电力计量模块、无线通信模块、有线通信模块、报警模块、终端连接。

进一步的，所述微处理器为单片机。

进一步的，所述单片机为stm32f103单片机。

进一步的，所述电力计量模块为ADE7858。

进一步的，所述无线通信模块为WIFI、ZIGBEE、433MHZ短距离无线通信、移动2G、3G、4G数据网络中的一种。

进一步的，所述有线通信模块为RS485或RS232。

进一步的，所述终端为服务器。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、本实用新型安装在抽油机控制柜内，可以实现实时在线连续数据采集与分析，能够第一时间发现抽油机工况异常，立即向监控中心发出报警，大大提高响应时间，缩短油梁式抽油机躺井时长。

2、本实用新型可以诊断抽油杆断脱、电机皮带断裂、井下摩阻增加、供电线路故障，功能更强大。

本实用新型内置数据采集、处理、分析、诊断、远程通信功能，现场无 需配置PLC或RTU主控设备，有效降低系统实施成本。

附图说明

图1是一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置的结构示意图；

图2是抽油机正常生产时电机电流图；

图3是抽油杆断脱时电机电流图；

图4是皮带断裂时电机电流图；

图5是井下摩阻增加时电机电流图。

具体实施方式

参考图1，一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置，包括微处理器、电力计量模块、无线通信模块、有线通信模块、报警模块、终端模块；所述微处理器与所述电力计量模块、无线通信模块、有线通信模块、报警模块、终端模块连接。微处理器为单片机，单片机为stm32f103单片机，电力计量模块为ADE7858，无线通信模块为WIFI、ZIGBEE、433MHZ短距离无线通信、移动2G、3G、4G数据网络中的一种，有线通信模块为RS485或RS232，终端为服务器。

电力计量模块采集进行连续高速集杆式抽油机电量数据采集(包括三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率、功率因数、电度)，获得正常生产和生产出现异常的电机电流图。

参见图2，游梁式抽油机在正常生产时，由于平衡块的作用，上冲程与下冲程电流平衡，电流图呈现规则变化。

参见图3，当发生抽油杆断脱情况时，上冲程阶段电机负荷比正常生产时减小，因此工作电流减小；下冲程阶段由于平衡块原因导致电机工作电流增加。抽油杆断脱的部位越靠近地面，电流图变化越明显。

参见图4，当抽油机皮带断裂后，电机处于无负荷工作状态，上冲程及下冲程工作电流均减小，并且电流比较平稳。

参见图5，当抽油杆发生变形或结蜡等原因导致摩擦阻力增加时，上冲程及下冲程工作电流均增大。

通过判断电压及电流数据，可判断抽油机供电线路故障(缺相、停电)。

微处理器实时分析与识别电力计量模块采集的数据，利用神经网络模式完成学习与识别，实现抽油机抽油杆脱断、皮带断裂、井下摩阻增加、供电线路故障工况诊断，当判断抽油机工作情况异常时，报警模块主动向有线通信模块和无线通信模块发送数据包，远程向监控中心发出预警或报警信息，生产管理人员收到报警后及时赶赴现场排除隐患及故障，可有效降低躺井率。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置，包括微处理器、电力计量模块、无线通信模块、有线通信模块、报警模块、终端；所述微处理器与所述电力计量模块、无线通信模块、有线通信模块、报警模块、终端连接。

2.根据权利要求1所述的一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置，其特征在于：所述微处理器为单片机。

3.根据权利要求2所述的一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置，其特征在于：所述单片机为stm32f103单片机。

4.根据权利要求1所述的一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置，其特征在于：所述电力计量模块为ADE7858。

5.根据权利要求1所述的一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置，其特征在于：所述无线通信模块为WIFI、ZIGBEE、433MHZ短距离无线通信、移动2G、3G、4G数据网络中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置，其特征在于：所述有线通信模块为RS485或RS232。

7.根据权利要求1所述的一种游梁式抽油机井生产工况诊断装置，其特征在于：所述终端为服务器。