CN206057897U - 抽油机智能集成监控组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种抽油机智能集成监控组件。其目的是为了提供一种结构简单、集成度高、监控效果好的抽油机监控器集成组件。本实用新型包括监控器主控制器、基座、电参采集模块、电源模块、平衡调整模块和通讯模块，上述各模块通过基座上的总线进行通讯。监控器主控制器上设置有LCD图形液晶显示屏、微功率无线数传模块和控制按键，电参采集模块的数据采集端与工作电路中电流互感器的信号输出端连接，电参采集模块的数据输出端分别与监控器主控制器、通讯模块的数据接收端连接，监控器主控制器的控制信号输出端与平衡调整模块的控制信号接收端连接，监控器主控制器的电源端与电源模块连接。

Description

抽油机智能集成监控组件

技术领域

本实用新型涉及抽油机设备领域，特别是涉及一种抽油机智能集成监控组件。

背景技术

随着计算机技术、通信技术、微电子技术的发展，油田数字化建设已逐步在各油田推进，抽油机作为重要的石油开采设备之一，相关参数的监控愈加重要，对于工作人员了解油井工况、及时发现故障提供技术支撑，从而确保油田企业安全、高效生产。目前现有数据监控设备种类繁多，但集成度、智能化较低，需要操作或现场人员携带笔记本现场调试、观察数据，不便于操作和维护，影响系统推广和应用。

另外，目前我国的石油开采正处于机械化状态，石油的开采、储运等一系列工作都需要人工在现场通过一个个独立的子站来控制和实施，既不便于操作，又不利于数据的收集和存储，并且给维护工作带来很大的麻烦，远远不能满足信息化，数字化的要求，而欧美等发达国家早已实现了数字化油田管理，统一数据采集，实现了高度的信息化管理体系。而我国的油田信息化系统建设也从人工控制迅速向智能化、自动化控制发展，如CN104460410公开的一种抽油机用智能控制器，需要多种模块对抽油机的各种参数进行采集和监控，因此需要多种硬件设备配合工作，但是由于各种设备之间集成度较低造成监控设备体积较大，对安装空间的要求较高，一旦空间有限便无法对监控设备进行安装。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、集成度高、智能化程度高的抽油机智能集成监控组件。

本实用新型抽油机智能集成监控组件，其中，包括监控器主控制器、基座、电参采集模块、电源模块、平衡调整模块和通讯模块，监控器主控制器、电参采集模块、平衡调整模块和通讯模块通过基座上的总线进行通讯连接，监控器主控制器上设置有显示屏、微功率无线数传模块和控制按键，监控器主控制器的数据采集端分别与位移传感器、温度传感器、压力传感器和负荷传感器的信号输出端连接，监控器主控制器通过微功率无线数传模块与一体化无线示功仪、无线压力传感器和无线温度传感器通讯连接，电参采集模块的数据采集端与工作电路中电流互感器的信号输出端连接，电参采集模块的数据输出端与监控器主控制器的数据接收端连接，监控器主控制器的控制信号输出端与平衡调整模块的控制信号接收端连接，监控器主控制器的电源端与电源模块的供电端连接，电源模块内部设置有AC/DC转换电路，监控器主控制器的显示界面与显示屏的数据信号接收端连接，监控器主控制器的控制端与控制按键连接。

本实用新型抽油机智能集成监控组件，其中所述基座左侧侧壁和右侧侧壁上分别设置有输入端连接件和输出端连接件，输入端连接件和输出端连接件在基座内部通过总线连接，基座的前端沿水平方向并排开设有多个长条形通孔，各长条形通孔处分别设置有连接插件，连接插件的一端与基座内部的总线连通，连接插件的另一端从长条形通孔中伸出到基座外部，基座前端的顶部和底部并排开设有多个安装孔，监控器主控制器、电参采集模块、电源模块、平衡调整模块和通讯模块并排置于基座上。

本实用新型抽油机智能集成监控组件，其中所述电参采集模块、电源模块、平衡调整模块和通讯模块的前端侧壁上都设置指示灯。

本实用新型抽油机智能集成监控组件，其中所述显示屏为分辨率为128*64LCD的图形液晶显示屏，LCD图形液晶显示屏、微功率数传模块和控制按键设置在监控器主控制器的前端侧壁上。

本实用新型抽油机智能集成监控组件，其中所述监控器主控制器、电参采集模块、平衡调整模块和通讯模块内部均设置有单片机控制器。

本实用新型抽油机智能集成监控组件，其中所述监控器主控制器内部设置有ADC采样电路、数字量输入电路、数字量输出电路，平衡调整模块内部设置有过ADC采样电路和数字量输出电路，电参采集模块内部设置有电参采集芯片，通讯模块内部设置有工作频率为475MHz的ZIGBEE通讯模块。

本实用新型抽油机智能集成监控组件与现有技术不同之处在于：本实用新型将监控器主控制器、电源模块和多种功能模块都并排安装在基座前端，通过通讯线路在监控器主控制器、电源模块和多种功能模块之间进行通讯连接，并且进行统一供电，集成度高，大大减小了抽油机智能集成监控组件的体积，适于在狭小的空间进行安装。可根据具体需要在基座上添加其他功能模块，使抽油机智能集成监控组件的功能得到扩展。监控器主控制器的电源端还与电源模块的供电端连接，在供电线路断电的情况下，可通过电源模块存储的电能为监控器主控制器进行供电，保证监控器主控制器始终处于正常工作状态。设置有位移传感器、温度传感器、压力传感器、一体化无线示功仪和负荷传感器，可对抽油机工作状态时的多种参数进行采集，监控器主控制器实现示功图、电参量的同步采集，并进行数据处理、分析、显示、存储，分析油井供液情况，监控器主控制器根据测试数据进行平衡分析后经过平衡调整模块控制平衡电机进行平衡调节，并分析油井工况通过控制变频器调整冲次，不仅监控数据准确，而且大大提高了抽油机的工作效率。监控器主控制器上设置有微功率数传模块，可接收无线压力传感器、无线温度传感器和一体化无线示功仪传输的数据。

下面结合附图对本实用新型抽油机智能集成监控组件作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型抽油机智能集成监控组件的结构连接框图；

图2为本实用新型抽油机智能集成监控组件的立体图；

图3为本实用新型抽油机智能集成监控组件中基座的立体图；

图4为本实用新型抽油机智能集成监控组件中监控器主控制器的立体图。

具体实施方式

如图1、图2所示，为本实用新型抽油机智能集成监控组件，包括监控器主控制器1、基座10、电参采集模块3、电源模块2、平衡调整模块4和通讯模块6。如图3所示，基座10为沿竖直方向设置的长板形结构，基座10左侧侧壁和右侧侧壁上分别设置有输入端连接件13’和输出端连接件13，输入端连接件13’和输出端连接件13在基座10内部通过总线连接，基座10的前端沿水平方向并排开设有多个长条形通孔，各长条形通孔处分别设置有连接插件14，连接插件14的一端与基座10内部的总线连通，连接插件14的另一端从长条形通孔中伸出到基座10外部。基座10前端的顶部和底部并排开设有多个安装孔12，监控器主控制器1、电参采集模块3、电源模块2、平衡调整模块4和通讯模块6并排安装在基座10上，并通过基座10上的总线进行通讯连接，通讯模块6支持475MHz的无线传输和2.4GHz的ZigBee通讯组网传输，电参采集模块3、电源模块2、平衡调整模块4和智能模块6的前端侧壁上都设置指示灯9，通过指示灯9对外显示各模块的工作状态。如图4所示，监控器主控制器1的前端侧壁上设置有分辨率为128*64的LCD图形液晶显示屏5和控制按键8，监控器主控制器1顶端设置有微功率无线数传模块11。电参采集模块3的数据采集端分别与位移传感器、温度传感器、压力传感器和负荷传感器的信号输出端连接，监控器主控制器1还通过微功率无线数传模块11与一体化无线示功仪、无线压力传感器和无线温度传感器通讯连接，位移传感器用来采集抽油杆位移，温度传感器用来采集油液温度，压力传感器用来采集油液对抽油杆底端的压力，示功仪用来采集抽油机载荷和冲程数据，负荷传感器用来采集抽油杆的负荷量。电参采集模块3的数据输出端与监控器主控制器1的数据接收端连接，监控器主控制器1的控制信号输出端与平衡调整模块4的控制信号接收端连接，监控器主控制器内部有ADC采样电路、数字量输入电路和数字量输出电路，平衡调整模块内部设置有过ADC采样电路和数字量输出电路，电参采集模块内部有电参采集芯片，通讯模块内部有工作频率为475MHz通讯模块的2.4GHz的ZIGBEE通讯模块。监控器主控制器1的电源端与电源模块2的供电端连接，电源模块2内部设置有AC/DC转换电路，可将输入电源模块2的交流电转换为直流电对外输出，监控器主控制器1的数据总线与LCD图形液晶显示屏5的数据信号收发端连接，监控器主控制器1的控制端与控制按键8连接，通过LCD图形液晶显示屏5对外显示所有测试数据和曲线，并通过控制按键8对监控器主控制器1进行控制。

本实用新型的一个实施例中监控器主控制器1、电参采集模块3、平衡调整模块4和通讯模块6内部分别设置有单片机控制器。

在实用新型在安装过程中，基座10后端通过固定安装方式或者壁挂式安装方式对整个抽油机智能集成监控组件进行固定，基座10左侧侧壁和右侧侧壁上的输入端连接件13’和输出端连接件13分别接入通讯线路，通讯线路在完成通讯信号传输的同时为监控器主控制器1、电参采集模块3、电源模块2、平衡调整模块4和通讯模块6进行供电，保证监控器主控制器1、电参采集模块3、电源模块2、平衡调整模块4和通讯模块6的正常运行。本实用新型在工作时，监控器主控制器1采集各种传感器的信号以及一体化无线示功仪传输的数据，同时接收电参采集模块3高速采集的三相电参数据(包含三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、视在功率和功率因数等)，实现抽油机井示功图、电参量的实时同步采集、数据处理后存储，相关数据和曲线显示在LCD图形液晶显示屏5上。根据测试数据进行平衡在线分析，给出平衡调整建议，通过平衡调整模块4控制平衡电机实现抽油机动态平衡调节，监控器主控制器1可将地面示功图结合油井基础数据转换成泵功图后实时分析油井的供液状况自动调整冲次，在不降低产液的情况下达到冲次最低，提高油井免修期和系统效率。所有监控数据可通过通讯模块6实现远传，上位机通过监控器可远程控制抽油机。

本实用新型抽油机智能集成监控组件，将监控器主控制器1、电源模块2和多种功能模块都并排安装在基座10前端，通过通讯线路在监控器主控制器1、电源模块2和多种功能模块之间进行通讯连接，并且进行统一供电，集成度高，大大减小了抽油机智能集成监控组件的体积，适于在狭小的空间进行安装。可根据具体需要在基座10上添加其他功能模块，使抽油机智能集成监控组件的功能得到扩展。监控器主控制器1的电源端还与电源模块2的供电端连接，在供电线路断电的情况下，可通过电源模块2存储的电能为监控器主控制器1进行供电，保证监控器主控制器1始终处于正常工作状态。设置有位移传感器、温度传感器、压力传感器、一体化无线示功仪和负荷传感器，可对抽油机工作状态时的多种参数进行采集，监控器主控制器1实现示功图、电参量的同步采集，并进行数据处理、分析、显示、存储，分析油井供液情况，监控器主控制器1根据测试数据进行平衡分析后经过平衡调整模块4控制平衡电机进行平衡调节，并分析油井工况通过控制变频器调整冲次，不仅监控数据准确，而且大大提高了抽油机的工作效率。监控器主控制器1上设置有微功率数传模块11，可接收无线压力传感器、无线温度传感器和一体化无线示功仪传输的数据。本实用新型结构简单、集成度高、智能化程度高，与现有技术相比具有明显的优点。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种抽油机智能集成监控组件，其特征在于：包括监控器主控制器(1)、基座(10)、电参采集模块(3)、电源模块(2)、平衡调整模块(4)和通讯模块(6)，监控器主控制器(1)、电参采集模块(3)、平衡调整模块(4)和通讯模块(6)通过基座(10)上的总线进行通讯连接，监控器主控制器(1)上设置有显示屏(5)、微功率无线数传模块(11)和控制按键(8)，监控器主控制器(1)的数据采集端分别与位移传感器、温度传感器、压力传感器和负荷传感器的信号输出端连接，监控器主控制器(1)通过微功率无线数传模块(11)与一体化无线示功仪、无线压力传感器和无线温度传感器通讯连接，电参采集模块(3)的数据采集端与工作电路中电流互感器的信号输出端连接，电参采集模块(3)的数据输出端与监控器主控制器(1)的数据接收端连接，监控器主控制器(1)的控制信号输出端与平衡调整模块(4)的控制信号接收端连接，监控器主控制器(1)的电源端与电源模块(2)的供电端连接，电源模块(2)内部设置有AC/DC转换电路，监控器主控制器(1)的显示界面与显示屏(5)的数据信号接收端连接，监控器主控制器(1)的控制端与控制按键(8)连接。

2.根据权利要求1所述的抽油机智能集成监控组件，其特征在于：所述基座(10)左侧侧壁和右侧侧壁上分别设置有输入端连接件(13’)和输出端连接件(13)，输入端连接件(13’)和输出端连接件(13)在基座(10)内部通过总线连接，基座(10)的前端沿水平方向并排开设有多个长条形通孔，各长条形通孔处分别设置有连接插件(14)，连接插件(14)的一端与基座(10)内部的总线连通，连接插件(14)的另一端从长条形通孔中伸出到基座(10)外部，基座(10)前端的顶部和底部并排开设有多个安装孔(12)，监控器主控制器(1)、电参采集模块(3)、电源模块(2)、平衡调整模块(4)和通讯模块(6)并排置于基座(10)上。

3.根据权利要求1所述的抽油机智能集成监控组件，其特征在于：所述电参采集模块(3)、电源模块(2)、平衡调整模块(4)和通讯模块(6)的前端侧壁上都设置指示灯(9)。

4.根据权利要求1所述的抽油机智能集成监控组件，其特征在于：所述显示屏(5)为分辨率为128*64LCD的图形液晶显示屏(5)，LCD图形液晶显示屏(5)和控制按键(8)设置在监控器主控制器(1)的前端侧壁上，微功率无线数传模块(11)设置在监控器主控制器(1)顶端。

5.根据权利要求1所述的抽油机智能集成监控组件，其特征在于：所述监控器主控制器(1)、电参采集模块(3)、平衡调整模块(4)和通讯模块(6)内部均设置有单片机控制器。

6.根据权利要求1所述的抽油机智能集成监控组件，其特征在于：所述监控器主控制器(1)内部设置有ADC采样电路、数字量输入电路、数字量输出电路，平衡调整模块(4)内部设置有过ADC采样电路和数字量输出电路，电参采集模块(3)内部设置有电参采集芯片，通讯模块(6)内部设置有工作频率为475MHz的ZIGBEE通讯模块。