CN205477585U - 用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置，包括上死点接近开关、下死点接近开关、主控装置与编码器，上死点接近开关和下死点接近开关均是通过支架组件、安装在抽油机中游梁的顶部，并且位于抽油机中光杆的下端，上死点接近开关和下死点接近开关均是与主控装置相连接，主控装置分别与编码器、以及抽油机中的电动机相连接。本实用新型具有结构简单、容易制造和安装的优点，便于实时测取抽油机生产数据，可自动识别抽油机运行过程中的上冲程和下冲程，为计算上下冲程电流极值、判别油气井工况和绘制电示功图建立技术基础，具有广阔的市场应用前景。

Description

用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，尤其是一种用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置。

背景技术

在目前国内外识别抽油机上下冲程的方法通常采用在光杆和驴头位置加载位移传感器的方式。这种加载方式不能长期加持在抽油机上，因此不具备生产实效。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种便于实时测取抽油机生产数据的用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置，包括上死点接近开关(2)、下死点接近开关(3)、主控装置(5)与编码器(4)，所述上死点接近开关(2)和所述下死点接近开关(3)均是通过支架组件(1)、安装在抽油机中游梁(9)的顶部，并且位于抽油机中光杆(6)的下端，所述上死点接近开关(2)和所述下死点接近开关(3)均是与所述主控装置(5)相连接，所述主控装置(5)分别与所述编码器(4)、以及抽油机中的电动机(8)相连接。

上述的用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置，其中，所述支架组件(1)由通过固定螺栓(13)相连接的纵向板(11)与横向板(12)构成，所述纵向板(11)安装在所述游梁(9)的顶部，所述上死点接近开关(2)或所述下死点接近开关(3)安装在所述横向板(12)上。

上述的用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置，其中，在所述纵向板(11)上开设有贯穿其内部的纵向通孔(111)，在所述横向板(12)上开设有用于贯穿内部的圆形通孔与弧形通孔(121)。

上述的用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置，其中，所述弧形通孔(121)设置在所述圆形通孔的下端。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型具有结构简单、容易制造和安装的优点，便于实时测取抽油机生产数据，可自动识别抽油机运行过程中的上冲程和下冲程，为计算上下冲程电流极值、判别油气井工况和绘制电示功图建立技术基础，具有广阔的市场应用前景；

上死点接近开关和下死点接近开关通过支架组件安装在抽油机中游梁的顶部，便于精确感应光杆的死点位置；

由于在横向板上开设有内凹状的弧形通孔，因此，当光杆与横向板相接触、并向其施加向下的力时，横向板会在弧形通孔的作用下向下运动，以避免横向板发生损坏，与此同时，上死点接近开关或下死点接近开关也会产生上死点数字信号或下死点数字信号。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中支架组件的结构图；

图3为图1中编码器的电路原理图；

图4为图1中主控装置的电路原理图。

主要附图标记说明如下：

1-支架组件；11-纵向板；111-纵向通孔；12-横向板；121-弧状通孔；13-固定螺栓；2-上死点接近开关；3-下死点接近开关；4-编码器；5-主控装置；6-光杆；7-驴头；8-电动机；9-游梁

具体实施方式

如图1与图2所示，本实用新型提供一种用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置，包括上死点接近开关2、下死点接近开关3、主控装置5与编码器4。其中，上死点接近开关2和下死点接近开关3均是通过支架组件1、安装在抽油机中游梁9的顶部，并且位于抽油机中光杆6的下端，上死点接近开关2和下死点接近开关3均是与主控装置5相连接，主控装置5分别与编码器4、以及抽油机中的电动机8相连接。

上死点接近开关2和下死点接近开关3可通过无线数据传输装置与主控装置5相连接，从而将产生的数字信号发送给主控装置。

其中，安装有上死点接近开关2的支架组件和安装有下死点接近开关3的支架组件分别安装在抽油机中游梁支点的两侧。

上死点接近开关2和下死点接近开关3通过支架组件安装在抽油机中游梁9的顶部，便于精确感应光杆的死点位置。其中，支架组件1由通过固定螺栓13相连接的纵向板11与横向板12构成，上死点接近开关2或下死点接近开关3安装在横向板12上。纵向板11的底部安装在游梁9的顶部，在纵向板11上开设有贯穿其内部的纵向通孔111。在横向板12上开设有用于贯穿内部的圆形通孔与弧形通孔121，其中，弧形通孔121设置在圆形通孔的下端。

由于在横向板上开设有内凹状的弧形通孔，因此，当光杆与横向板相接触、并向其施加向下的力时，横向板会在弧形通孔的作用下向下运动，以避免横向板发生损坏，与此同时，上死点接近开关或下死点接近开关也会产生上死点数字信号或下死点数字信号。

由于上死点接近开关2和下死点接近开关3均是位于抽油机中光杆6的下端，当光杆6带动驴头7进行向下运动时，若光杆的前端与下死点接近开关发生接触，则会产生下死点数字信号，该下死点数字信号通过无线数据传输方式发送给主控装置。与此同时，主控装置会采集与光杆相连接的电动机的电压、电流以及对编码器进行计数。

当光杆6带动驴头7进行向上运动时，若光杆的前端与上死点接近开关发生接触，则会产生上死点数字信号，该上死点数字信号通过无线数据传输方式发送给主控装置。与此同时，主控装置会采集与光杆相连接的电动机的电压、电流以及对编码器进行计数。

主控装置在获取到这些数字、模拟信号之后，主控装置即可识别抽油机上下冲程及具体位置，进而通过对电压、电流、转速的密集采样和实时运算，即可得出抽油机上下冲程电流极值、井及抽油机工况和示功图。

支架上安装的接近开关可以在光杆分别处于上、下死点时给出数字信号到主控装置，同时主控装置可以测量到电动机的电压、电流以及对编码器进行计数。在获取到这些数字、模拟信号之后，主控即可识别抽油机上下冲程及具体位置，进而通过对电压、电流、转速的密集采样和实时运算，即可得出抽油机上下冲程电流极值、井及抽油机工况和示功图。支架固定后，接近开关可以在竖直平面内调整位置(图二)，便于精确感应抽油杆的死点位置。

如图3所示，本实用新型中采用的编码器为编码电路,其包括型号为PT2262-S18的编码芯片P1，编码芯片P1的8脚、12脚、13脚、14脚、15脚分别作为数据端口，且8脚通过下拉电阻R5、12脚通过下拉电阻R4、13脚通过下拉电阻R3、14脚通过下拉电阻R2、15脚通过下拉电阻R1分别接地，编码芯片P1的9脚与10脚共接后接地，17脚与18脚之间接有振荡电阻R6，编码芯片P1的20脚为电源端，20脚上通过五组彼此并联的按键开关SW1-SW5接入直流电压VCC，每组按键开关上分别串联有二极管，且每组按键开关亦分别通过导线与编码芯片P1的数据端口一一对应连接，编码芯片P1的19脚通过电阻R7与一个高频三极管Q1的基极连接,高频三极管Q1的基极还通过晶振M1接地，高频三极管Q1的集电极通过耦合电容C1接入天线TX，高频三极管Q1的集电极还通过导线接入直流电压VCC，高频三极管Q1的发射极通过相互并联的电阻R1与电容C3接地,高频三极管Q1的集电极与发射极之间还接有电阻C2构成电容三点式振荡器。

按键开关SW1、SW2、SW3、SW4、SW5一端分别共接后接入直流电压VCC，按键开关SW1上另一端串接有二极管D1、按键开关SW2上另一端串接有二极管D2、按键开关SW3上另一端串接有二极管D3、按键开关SW4上另一端串接有二极管D4、按键开关SW5上另一端串接有二极管D5后再分别接入编码芯片P1的20脚上,且按键开关SW1另一端还通过导线与编码芯片P1的8脚、按键开关SW2另一端还通过导线与编码芯片P1的15脚、按键开关SW3另一端还通过导线与编码芯片P1的14脚、按键开关SW4另一端还通过导线与编码芯片P1的13脚、按键开关SW5另一端还通过导线与编码芯片P1的12脚分别连接。

型号为PT2262-S18的编码芯片P1和编码芯片的地址脚1—7脚必须处在相同状态，否则不解码，编码信号由地址码、数据码，同步码组成一个完整的码字，该编码信号经无线数据发射模块进行调调制是后经无线发射到周围的空间，当编码芯片P1的19脚为低电平期间，则315MHZ的晶振M1停止振荡，当按下不同的按键开关时，编码芯片P1的五个数据端口接收到不同的数据信号，19脚就发出特定的二进制数据串，经过一个电阻R7提供给型号为G64的高频三极管Q1的基极、315MHZ晶振M1，高频三极管Q1的UBE结电压，电容C2(17pF)构成电容三点式振荡器，电阻R8(100欧)与C3(32pF)并联接高频三极管Q1的发射极至地。电阻R8即可稳定静态工作点，又可当负载电阻，电容C3可以泄放电阻R8上的电流稳高频管的工作状态。电阻C1为耦合电容，隔断直流信号。信号以315MHZ晶振M1的波形为载波经电容三点式振荡器调制放大，经天线发送出去。

如图4所示，本实用新型中的主控装置包括线路取样单元、专门电能计量芯片和处理器,其中的线路取样单元包括A、B、C三相电压取样单元和A、B、C三相电流取样单元。A相电压取样单元的输入端J100、J101经过电阻R101、R102、R103、R104与电流型电压互感器T1的原边连接，电流型电压互感器T1副边的两端并接电阻R106后,分别经过由R105、C101和R107、C102构成的两组阻容滤波电路，与专门电能计量芯片U1的相电压通道的正、负模拟输入引脚V2P、V2N连接，电流型电压互感器一般采用2mA/2mA。A相电流取样单元的输入端J102、J103经过电流互感器,电流互感器的输出端并接电阻R114后，分别经过由R110、C103和R111、C104构成的两组阻容滤波电路，与专门电能计量芯片U1的相电流通道的正、负模拟输入引脚V1P、V1N连接。相电压、相电流通道的正、负模拟输入引脚分别经过上拉电阻R108、R109、R112、R113后与专门电能计量芯片U1的基准电压输出引脚REFOUT连接。B、C相电压、相电流取样电路采用与A相电压、相电流相同的电路结构。

上述主控装置中的专门电能计量芯片采用ATT7022B，该芯片集成了六路二阶sigma-deltaADC、参考电压电路以及所有功率、能量、有效值、功率因数以及频率测量的数字信号处理等电路，能充分满足复费率多功能电表的需求；芯片还支持全数字域的增益、相位校正；该芯片有SPI接口，可方便与处理器之间进行计量参数以及校表参数的通讯。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置，其特征在于，包括上死点接近开关(2)、下死点接近开关(3)、主控装置(5)与编码器(4)，所述上死点接近开关(2)和所述下死点接近开关(3)均是通过支架组件(1)安装在抽油机中游梁(9)的顶部，并且位于抽油机中光杆(6)的下端，所述上死点接近开关(2)和所述下死点接近开关(3)均是与所述主控装置(5)相连接，所述主控装置(5)还分别与所述编码器(4)、以及抽油机中的电动机(8)相连接。

2.根据权利要求1所述的用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置，其特征在于，所述支架组件(1)由通过固定螺栓(13)相连接的纵向板(11)与横向板(12)构成，所述纵向板(11)安装在所述游梁(9)的顶部，所述上死点接近开关(2)或所述下死点接近开关(3)安装在所述横向板(12)上。

3.根据权利要求2所述的用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置，其特征在于，在所述纵向板(11)上开设有贯穿其内部的纵向通孔(111)，在所述横向板(12)上开设有用于贯穿内部的圆形通孔与弧形通孔(121)。

4.根据权利要求3所述的用于测量油气井及其抽油机工况参数的装置，其特征在于，所述弧形通孔(121)设置在所述圆形通孔的下端。