CN205823267U - 采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置，属于石油测试仪器技术领域。装置通过加速度传感器采集抽油机悬点位移信号，结合载荷传感器采集到的悬点载荷信号，送至数据处理模块进行示功图绘制。装置包括数据处理模块、加速度传感器、载荷传感器、远程通讯模块、电源模块、天线和后盖。装置采用一体化的设计，结构简单、体积小，便于设备整体化管理。加速度传感器与载荷传感器安装于装置内部，保护效果好，更适应油田的恶劣环境。装置与手持机、中心服务器通过无线连接，实现了在线一体化的油井示功图远程测量，为油田的自动化生产提供了可靠的数据支持，具有显著的经济效益和社会效益。

Description

采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量示功图的装置，特别是一种采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置。属于石油测试仪器技术领域。

背景技术

示功图作为表征油井工作状态的重要手段，可以全面反映抽油机的运行状况及原油的开采情况。在考察油井单位时间的产量、跟踪地下油藏区块的动态情况、测评油井区块的开发潜力、总体分析和把握油田的全局产能情况等方面，示功图数据不可或缺。

采集示功图的装置需要使用载荷传感器和位移传感器来进行载荷信号和位移信号的测量采集，常见的示功图采集装置有两种典型结构：一是采用分体式结构，载荷传感器安装于悬绳器之间，位移传感器采用角度传感器，安装于抽油机横梁的支撑转轴处，其缺点是传感器和测量装置之间需要进行有线或无线的通讯连接和数据交换，容易发生损坏且损坏后维护不便；二是采用一体式结构，即载荷传感器和位移传感器均集成在一起安装在抽油机悬绳器之间，其位移传感器采用拉绳方式，通过将一端固定在井口采油树上进行位移测量，其缺点是极易遭到损坏或人为的破坏。

综上可知，现有技术具有以下缺点：采用分体式结构的示功图采集装置缺乏对装置的整体化管理，位移传感器常游离于主系统之外，数据传输线路易被破坏，同时分体式结构的应用带来了安装、维护困难的问题；而采用一体式结构的示功图采集装置使用的拉绳式位移传感器极易遭到损坏、可靠性差。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置。其目的在于规范装置的整体化管理，尽可能减少传感器的分散式应用所带来的安装和维护上的不便，提高油井的故障检测效率；应用加速度传感器代替传统拉线式位移传感器，克服传统拉线式位移传感器易受破坏的缺点，提高位移数据采集的可靠性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置为U型结构，包括数据处理模块、加速度传感器、载荷传感器、远程通讯模块、电源模块、天线、后盖，且所述装置各模块集成为一体，安装于抽油机的悬绳器之间；

加速度传感器将采集到的光杆加速度数据，送至数据处理模块处理，通过时间积分可得到实时悬点位移数据；

载荷传感器将采集到的光杆载荷数据，送至数据处理模块处理，得到实时悬点载荷数据；

数据处理模块根据得到的实时悬点位移与悬点载荷数据，计算处理后本地存储并向外进行实时的有线和无线数据传输；

电源模块为整个装置供电；

天线为室外用天线，与远程通讯模块连接，通过带有密封胶垫的螺丝固定在装置外壳上；

后盖通过螺丝密封装置外壳的后端，与装置外壳后端的接缝处有密封胶垫。

所述的装置包括手持机，数据处理模块经远程通讯模块和天线将实时测量的示功图发送给手持机，进行实时显示和保存。

所述的数据处理模块经远程通讯模块和天线将实时测量的示功图远程发送给中心服务器，或由手持机将示功图发送给中心服务器进行分析和处理。

所述的电源模块为太阳能电池，不需额外连接电源。

所述的数据处理模块包括CPU中央处理器、信号调理电路、A/D模数转换电路、时钟电路、定时存储电路和通信接口电路；加速度传感器和载荷传感器与信号调理电路连接，传感器的模拟信号经信号调理电路后送入A/D模数转换电路中，A/D模数转换电路与CPU中央处理器连接；所述的时钟电路与CPU中央处理器连接，为CPU中央处理器提供日历时钟。所述的定时存储电路与CPU中央处理器连接；所述的通信接口电路与CPU中央处理器连接，为异步串行接口。所述的CPU中央处理器与远程通讯模块连接。

与现有技术相比较，本实用新型具有如下优点：

与传统示功图测量装置比较，具有体积小、部件少、检修便捷的优点。装置采用一体化设计，有效减少了传感器的分散式应用所带来的安装和维护方面的困难，在提高油井的故障检测效率的同时，更有利于保护装置内部的加速度传感器与载荷传感器，有效地延长了传感器的寿命，进而降低了载荷传感器拆卸和抽油机停机的频率，有效的提高了抽油机的工作效率。

装置提供了手持机和中心服务器进行示功图的实时采集，丰富了油井示功图的监测手段，从而有效的配合了抽油机油井日常工况管理，为油田的现代工业自动化提供了可靠的数据支持。

附图说明

图1为本实用新型的组成结构图。

图2为本实用新型的数据处理模块组成框图。

图3为本实用新型的整体测量系统组成图。

图中：1—数据处理模块，2—加速度传感器，3—载荷传感器，4—远程通讯模块，5—电源模块，6—天线，7—后盖，，8—悬绳器，9—光杆，10—手持机，11—中心服务器，12—采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置，100—CPU中央处理器，101—信号调理电路，102—A/D模数转换电路，103—时钟电路，104—定时存储电路，105—通信接口电路。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置（12）的组成结构如图1所示，装置为U型结构，包括数据处理模块（1）、加速度传感器（2）、载荷传感器（3）、远程通讯模块（4）、电源模块（5）、天线（6）、后盖（7），且所述装置各模块集成为一体。

加速度传感器（2）采用三轴加速度传感器，将采集到的光杆加速度数据，送至数据处理模块（1）处理，通过时间积分可得到实时悬点位移数据；载荷传感器（3）将采集到的光杆载荷数据，送至数据处理模块（1）处理，得到实时悬点载荷数据；数据处理模块（1）根据得到的实时悬点位移与悬点载荷数据，实时计算示功图数据，在本地存储至定时存储电路（104）中后经通信接口电路（105）和远程通讯模块（4）、天线（6）向外进行有线和无线传输；天线（6）为室外用天线，与远程通讯模块（4）连接，通过带有密封胶垫的螺丝固定在装置外壳上；电源模块（5）采用太阳能电池为整个装置供电；后盖（7）通过螺丝密封装置外壳的后端，与装置外壳后端的接缝处有密封胶垫，将装置的各模块完全密封在装置壳体内。

采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置（12）的数据处理模块组成框图如图2所示：数据处理模块（1），包括CPU中央处理器（100）、信号调理电路（101）、A/D模数转换电路（102）、时钟电路（103）、定时存储电路（104）、通信接口电路（105）和远程传输接口电路（106）；加速度传感器（2）和载荷传感器（3）与信号调理电路（101）连接，将传感器的模拟信号经信号调理电路（101）处理后送入A/D模数转换电路（102）中进行模数转换，A/D模数转换电路（102）与CPU中央处理器（100）连接，将转换后的数字信号送入CPU中央处理器（100）中进行分析和处理；时钟电路（103）与CPU中央处理器（100）连接，为CPU中央处理器（100）提供日历时钟；定时存储电路（104）与CPU中央处理器（100）连接，用于存储示功图数据；通信接口电路（105）与CPU中央处理器（100）连接，为异步串行接口，用于装置的本地有线数据通信；CPU中央处理器（100）与远程通讯模块（4）连接，用于装置的远程无线数据通信。

采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置（12）的整体测量系统组成图如图3所示：装置的U型口穿过抽油机的光杆（9）安装在悬绳器（8）之间，将载荷传感器（3）垂直于与悬绳器（8）下端后，由悬绳器（8）夹紧装置，并通过锁销将装置锁死，以防止装置的位置移动。

采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置（12）有休眠、定时采集和实时采集三种工作状态，装置默认工作在休眠状态下，装置的各状态切换通过接收手持机（10）或中心服务器（11）所发送的状态切换指令完成。

装置在休眠状态下，数据处理模块（1）的CPU中央处理器（100）、通信接口电路（105）和远程通讯模块（4）处于工作状态，其他的各模块和电路均断开工作电源；其他工作状态下装置的各个模块均正常供电。

装置在定时采集状态下，根据接收到的手持机（10）或中心服务器（11）所发送的定时指令，自动定时进行一次上、下行程的示功图采集，定时采集完成后自动切换至休眠状态并开始下一次采集的定时。

装置在实时采集状态下，实时不间断的进行示功图数据采集，最大实时采集时间为24小时。

装置在定时采集状态或实时采集状态下，采集的示功图数据均向手持机（10）、中心服务器（11）远程实时发送，并同时存储至数据处理模块（1）中的定时存储电路（104）中。

手持机（10）对实时测量的示功图数据进行实时显示和保存，同时手持机（10）支持远程向中心服务器（11）发送示功图数据和接收中心服务器（11）对该示功图的分析结果。

中心服务器（11）接收来自采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置（12）和手持机（10）的示功图数据，并根据对应油井的历史记录实时判断示功图的类型、分析油井状态、以及正常与否。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置，其特征在于：装置为U型结构，包括数据处理模块（1）、加速度传感器（2）、载荷传感器（3）、远程通讯模块（4）、电源模块（5）、天线（6）和后盖（7），且所述装置各模块集成为一体，安装于抽油机的悬绳器（8）之间；

加速度传感器（2）将采集到的光杆加速度数据，送至数据处理模块（1）处理，通过时间积分得到实时悬点位移数据；

载荷传感器（3）将采集到的光杆载荷数据，送至数据处理模块（1）处理，得到实时悬点载荷数据；

数据处理模块（1）根据得到的实时悬点位移与悬点载荷数据，计算处理后本地存储并向外进行实时的有线和无线数据传输；

电源模块（5）为整个装置供电；

天线（6）为室外用天线，与远程通讯模块（4）连接，通过带有密封胶垫的螺丝固定在装置外壳上；

后盖（7）通过螺丝密封装置外壳的后端，与装置外壳后端的接缝处有密封胶垫。

2.根据权利1所述的采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置，其特征在于：装置包括手持机（10），数据处理模块（1）经远程通讯模块（4）和天线（6）将实时测量的示功图发送给手持机（10），进行实时显示和保存。

3.根据权利1所述的采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置，其特征在于：数据处理模块（1）经远程通讯模块（4）和天线（6）将实时测量的示功图远程发送给中心服务器（11），或由手持机（10）将示功图远程发送给中心服务器（11）进行分析和处理。

4.根据权利1所述的采用加速度传感器的一体化油井示功图测量装置，其特征在于：电源模块（5）为太阳能电池，不需额外连接电源。